基于壓力傳感器的數(shù)字胎壓計系統(tǒng)設(shè)計
【圖文】：
ǚ絞?提醒駕駛員，預(yù)防爆胎風(fēng)險，起到安全駕駛目的。1總體設(shè)計思路1．1設(shè)計原理基于壓力傳感器的氣壓計設(shè)計原理流程如圖1所示，其中，通過MPX4115壓力傳感器進(jìn)行數(shù)據(jù)采集工作，采集后的數(shù)據(jù)通過A/D進(jìn)行轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換后的值輸出，并發(fā)送到單片機(jī)，單片機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)的處理工作，并將氣壓值輸出，以在LED數(shù)碼管上的方式進(jìn)行顯示。從圖1可知，本系統(tǒng)主要包含4個元器件，分別為AT89C51單片機(jī)、A/D轉(zhuǎn)換模塊ADC0832、壓力傳感器模塊MPX4115和四位共陽LED顯示模塊。圖1系統(tǒng)原理流程1．2總體設(shè)計數(shù)字氣壓計系統(tǒng)的硬件電路如圖2所示，氣壓傳感器MPX4115與ADC9832相連接，ADC9832與AT89C51相連接，AT89C51又與數(shù)碼管相連接。MPX4115可將具體的大氣壓值轉(zhuǎn)換成電壓值的形式輸出，輸出的電壓值通過ADC9832轉(zhuǎn)換成數(shù)字量，并通過ADC9832的DO引腳轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)輸出，將結(jié)果輸送到單片機(jī)，單片機(jī)進(jìn)行處理后，把氣壓值大小顯示在數(shù)碼管上。圖2系統(tǒng)硬件電路2硬件電路設(shè)計2．1AT89C51單片機(jī)MCS-51系列單片機(jī)由美國Intel公司研發(fā)，，它的結(jié)構(gòu)先進(jìn)、功能很強(qiáng)大，其中典型的是AT89C5x系列。本系統(tǒng)選用AT89C51單片機(jī)，主要包含中斷系統(tǒng)、時鐘電路、存儲器系統(tǒng)和8051引腳功能。其中，8051具有2個外中斷、2個定時器和1個串行中斷;在8051的時鐘電路中，內(nèi)置的最高頻率可達(dá)12MHz;8051采用40Pin封裝的雙列直接DIP結(jié)構(gòu)，包含40個引腳。2．2MPX4115壓力傳感器在工業(yè)實踐中，壓力傳感器非常常用，本系統(tǒng)的MPX4115是一個硅壓力傳感器，是基于半導(dǎo)體材料的壓阻效應(yīng)而形成［7-10］。當(dāng)有外力F作用于硅晶體時，晶格會產(chǎn)生變形，導(dǎo)致載流子發(fā)生遷移率的變化，最終影響電阻率的變化。MPX4115具有集成度高、質(zhì)量小，主要有4g和1．5g兩種型號，測量準(zhǔn)確度高［11
由于大氣壓強(qiáng)和溫度的變化，會引起傳感器的測量誤差，可通過補(bǔ)償電壓進(jìn)行修正，補(bǔ)償電壓的表達(dá)式為:Uerror=0．009Usperror·Terror(2)式中:Terror表示溫度補(bǔ)償系數(shù)，Terror=－3T40，T＜01，0≤T＜853T－25540，85≤T(3)T表示傳感器工作時的溫度值;perror表示壓強(qiáng)補(bǔ)償系數(shù)，在傳感器的量程范圍內(nèi);perror取均值1．5。MPX4115壓力傳感器的輸出電壓與壓強(qiáng)變化有良好的線性對應(yīng)關(guān)系，如圖3所示。圖中:max表示最大值;min表示最小值;typ表示典型值。圖3MPX4115輸出電壓與壓力的關(guān)系曲線2．3A/D轉(zhuǎn)換模塊ADC0832ADC0832是一種A/D轉(zhuǎn)換芯片，具有雙通道和852
【作者單位】： 曲靖師范學(xué)院信息工程學(xué)院;新疆大學(xué)資源與環(huán)境科學(xué)學(xué)院;
【基金】：國家自然科學(xué)基金項目(31660680) 云南省教育廳自然科學(xué)基金項目(2016ZDX127)
【分類號】：TP212;U463.6
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