AT89C52单片机智能压力传感器系统设计+PCB线路板图+源程序(2)
1. 系统总体方案设计概述
1.1 系统总体框架结构
系统总体框架结构图如图1所示。
图1 系统总体框架结构图
1.2 主要器件的介绍
1.2.1 压力传感器
压力传感器是压力检测系统中的重要组成部分，由各种压力敏感元件将被测压力信号转换成容易测量的电信号作输出，给显示仪表显示压力值，或供控制和报警使用。力学传感器的种类繁多，如电阻应变片压力传感器、半导体应变片压力传感器、压阻式压力传感器、电感式压力传感器、电容式压力传感器谐振式压力传感器及电容式加速度传感器等[1]。
1.2.2 转换电路
一般传感器采集的均为模拟信号，信号较为微弱，我们通常需要通过信号放大在进行数模转换，输送给总控制器。转换电路往往负担信号放大传输的重任，因此，需要考虑转换电路的匹配设计。通常的转换电路为模数转换电路，选择时需要考虑转换的精度和转换速率，选择匹配的转换电路很重要。
1.2.3 主控制器
主控制器的选择是根据数据处理和端口多少的需要进行选择的，现在主控制器主要有单片机、ARM、PLC、FPGA等等，根据设计的需要进行具体的选型。主控制器的选择需要与设计需要进行匹配，选择匹配的适配器才能实现最优控制。
1.2.4 显示模块
显示模块是智能压力传感器设计必不可少的部分，数据处理结果需要通过显示模块进行直观的观察，本设计可以选择通过LCD、时钟、数码管进行显示模块设计。
1.2.5 控制模块
设计中需要添加控制模块，进行外部输入和外部实时控制，该控制模块通过键盘、开关进行实时控制。对于该模块的设计，需要对外部输入器件进行了解和分析，这样可以选择合适的控制模块。
1.3 总体方案的选择
通过对以上模块的设计，可以进行总体方案的择优，同时也需要进行程序设计的考虑，要充分考虑工作量。下面以单片机为核心的电子秤的设计为例，对压力传感器系统设计进行具体的分析。
2. 电子秤实物设计理论分析及元器件选型
2.1 系统总体设计方案比较与论证
方案一：由于设计电子秤需要进行实时的观察结果，因此显示模块是必不可少的，带有键盘输入的系统设计结构简图如图2所示。
图2 带有键盘输入的系统结构简图
此方案设计的电子秤，可以实现称物计价功能，但是局限于数码管的功能，在显示时只能显示单价、购物总额以及简单的货物代码等。在显示重量时，如果数码管没有足够的位数，那么称量物体重量的精度必受到限制，所以此方案需要较多的数码管接入电路中。这样在处理输入输出接口时需要另行扩展足够多的I/O接口供数码管使用，比较麻烦[2]。
方案二：显示方面采用具有字符图文显示功能的LCD显示器，这种方案不仅加强了人机交换的能力，而且满足设计要求，可以显示购物清单、所称量的物体信息等相关内容，当需要增加扩展功能时可以通过切换液晶显示界面的方式来实现，结构简图如下图3所示。
图3 带有键盘输入及液晶显示的结构简图
本系统在设计时充分考虑到系统的实用性及成本的可行性的前提下，设计确定了最终的电子秤方案，最终的硬件设计方案图如图4所示，该方案增加了电子日历功能，从而使本系统的设计功能得到了很好的扩展与应用。
图4 系统设计硬件框图
2.2 系统元器件选型及器件参数介绍
2.2.1 单片机选型
单片机的选择在整个系统设计中至关重要，要满足大内存、高速率、通用性、价格便宜等要求，鉴于以上考虑本课题选择AT89S52作为整个系统的主控制器。