基于单片机的数字气压计设计

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1、目录1引言1.1课题背景………………………………………………………………………31.2本课题国内外研究现状………………………………………………………31.3本课题的研究意义……………………………………………………………41.4本课题相关理论综述…………………………………………………………42系统总体设计2.1设计思路分析…………………………………………………………………52.2系统总体结构…………………………………………………………………62.3系统各功能模块的设计思想…………………………………………………62.4气压传感器的选择………………………………………………

2、……………72.5A/D转换器件的选择…………………………………………………………72.6三端稳压器……………………………………………………………………82.7数码管显示……………………………………………………………………82.8系统配置………………………………………………………………………83硬件电路设计3.1单片机电路部分………………………………………………………………93.2气压传感和V/F转换电路部分………………………………………………113.3胎压计电源与单片机电路部分………………………………………………143.4pcb制作…………………………………………

3、……………………………154软件设计4.1用C语言开发单片机的优势…………………………………………………164.2如何由频率计算出气压值……………………………………………………174.3程序流程图……………………………………………………………………175系统调试与仿真5.1Keil软件介绍……………………………………………………………………185.2PROTEUS软件介绍………………………………………………………………195.3单片机调试仿真…………………………………………………………………195.4原理图检查调试…………………………………………………………………2

4、05.5器件连接调试……………………………………………………………………205.6PCB检查…………………………………………………………………………216总结26摘要：本文介绍基于气压传感器MPX4105的精密数字气压计系统的软、硬件实现方法。通过气压传感器MPX4105获得与气压相对的模拟电压值，并经过电压/频率（V/F）转换模块转换为数字脉冲，通过单片机对此脉冲序列的计数等处理后获得实际的气压值，并通过数码管显示电路显示。阐述了系统的软件设计，以C语言为开发工具，进行了详细设计和编码。总体目标是实现系统的可靠性、稳定性、安全性和经济性。关键词：气压传感器，电压/

5、频率转换，单片机261引言1.1课题背景数字气压计是利用压敏元件将待测气压直接变换为容易检测、传输的电流或电压信号，然后再经过后续电路处理并进行实时显示的一种设备。其中的核心元件就是气压传感器，它在监视压力大小、控制压力变化以及物理参量的测量等方面起着重要作用。运用于气压计的气压传感器基本都是依靠不同高度时的气压变化来获取气压值的。相对比于普通的水银气压计，有准确易读，易携带的优点。气象学研究表明，在垂直方向上气压随高度增加而降低。例如在低层，每上升100m气压便降低10hPa；在5～6km的高空，高度每增加100m，气压便会降低7hPa；而当高度进一步增加时，即到

6、9～10km的高空之后，高度每增加100m，气压便会降低5hPa；同样，若空气中有下降气流时，气压会增加；若空气中有上升气流时，作用于空气柱底部的气压就会减小。一般把作用于单位面积上空气柱的重量称为大气压力。数字气压计大量应用在各种工矿企业，野外作业，消费类电子产品等等的地方。需求极为广泛。1.2本课题国内外研究现状常见气压计有液体气压计和盒式气压计。飞机上使用的高度计实际上是用盒式气压计改装成的。常见的液体气压计有水银气压计和酒精气压计2种，这2种都是老式的气压计，体积大，精度低，不方便携带且容易坏，当今社会科技高速发展，各行各业不断出现新技术新材料，气压测量这块

7、也是这样，盒式气压计的出现部分的解决了液体气压计所无法解决的缺点，比如体积、方便携带等等。人类社会进入20世纪90年代以后微电子行业发展极为迅速，各种各样的电子传感器被发明且被运用到各行各业，为人们的生产生活创造了极大的便利。数字气压传感器亦已出现，并大量被运用，甚至现在很多手持设备中都已经加入了气压计功能，比如手机，GPS等，方便了人们的出行旅游。目前国际国内很多公司都推出了其数字气压传感器，如摩托罗拉公司的MPX4105和Intersema公司的MS5534b另外还有华普微电子的HP03系列数字气压传感器。众多数字气压传感器的出现使得多样化的数字化气压测量装