課程設(shè)計(jì)（論文）-基于氣壓檢測(cè)的高度表設(shè)計(jì)

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1、基于氣壓檢測(cè)的高度表的設(shè)計(jì)學(xué)院：能源與動(dòng)力工程學(xué)院專(zhuān)業(yè)班級(jí)：測(cè)控技術(shù)與儀器學(xué)生姓名：學(xué)生學(xué)號(hào)：指導(dǎo)教師：目錄摘要I前言II第一章基于氣壓檢測(cè)的高度表簡(jiǎn)介11.1基于氣壓檢測(cè)的高度表的研究目的11.2基于氣壓檢測(cè)的高度表的工作原理1第二章基于氣壓檢測(cè)的高度表的方案設(shè)計(jì)22.1電源的方案選擇22.2單片機(jī)的方案選擇22.3傳感器的方案選擇32.4模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片的方案選擇32.5顯示器件的方案選擇4第三章基于氣壓檢測(cè)的高度表的硬件設(shè)計(jì)43.1電源電路設(shè)計(jì)43.2單片機(jī)最小系統(tǒng)設(shè)計(jì)43.3模數(shù)轉(zhuǎn)換電路設(shè)計(jì)53.4顯示電路設(shè)

2、計(jì)63.5氣壓傳感器電路設(shè)計(jì)71、傳感器激勵(lì)源設(shè)計(jì)82、信號(hào)放大設(shè)計(jì)8第四章基于氣壓檢測(cè)的高度表的軟件設(shè)計(jì)104.1主程序設(shè)計(jì)104.2模數(shù)轉(zhuǎn)換子程序設(shè)計(jì)114.3數(shù)據(jù)處理子程序設(shè)計(jì)134.4顯示子程序設(shè)計(jì)13第六章總結(jié)14參考文獻(xiàn)15摘要對(duì)于身處野外的人來(lái)說(shuō)，一個(gè)比較關(guān)心的問(wèn)題就是所在地的海拔是多少。而目前市面上這類(lèi)產(chǎn)品很少，一般都是高端產(chǎn)品才帶有此項(xiàng)功能。有的機(jī)械式海拔儀雖然價(jià)格較低，但精度太低。所以急需研制一種精度高，價(jià)格低廉的高度表，以滿(mǎn)足大眾消費(fèi)的需求。對(duì)于海拔高度的測(cè)量，常用的方法。一是GPS全球定位

3、系統(tǒng);二是通過(guò)測(cè)量大氣壓來(lái)間接的獲得海拔高度。前一種方法成本較高且難度較大，而采用后一種方法相對(duì)來(lái)說(shuō)，器件的選擇范圍要更廣一些，因而可以把成本降到最低。本文設(shè)計(jì)了一種基于氣壓檢測(cè)的高度表，該高度表主要由氣壓檢測(cè)電路、單片機(jī)控制及顯示電路組成。高度表通過(guò)氣壓傳感器測(cè)出氣壓值，然后根據(jù)氣壓與高度的關(guān)系，經(jīng)單片機(jī)的處理計(jì)算出高度值，并用液晶顯示測(cè)得的高度值和氣壓值?；跉鈮簷z測(cè)的高度表計(jì)價(jià)格低廉，可操作性強(qiáng)，功能實(shí)用，可用于戶(hù)外、汽車(chē)等場(chǎng)所進(jìn)行氣壓值和海拔高度值的監(jiān)測(cè)，具有研究推廣價(jià)值。關(guān)鍵詞:氣壓傳感器單片機(jī)I前言氣

4、壓傳感器就是利用一種特殊的感應(yīng)原件來(lái)感應(yīng)大氣壓強(qiáng)度的變化并產(chǎn)生位移變化，再利用機(jī)械放大機(jī)構(gòu)將此位移變化放大表示出來(lái)能使人很直觀(guān)的知道大氣壓強(qiáng)的變化趨勢(shì)。另外，根據(jù)大氣壓總是隨著高度的增加而降低的規(guī)律，人們又開(kāi)發(fā)了氣壓高度表。氣壓高度表在工業(yè)生產(chǎn)和人們的日常生活中有著較為廣泛的應(yīng)用，例如：專(zhuān)業(yè)登山隊(duì)員在登山時(shí)往往希望得到有關(guān)山峰的海拔高度、氣壓以及溫度的值；飛機(jī)在高空?qǐng)?zhí)行任務(wù)時(shí)也需要獲得及時(shí)的高度值，以便矯正系統(tǒng)的飛行路線(xiàn)。因此，制作一個(gè)集顯示海拔高度和氣壓值為一體的氣壓高度計(jì)是十分有意義。本設(shè)計(jì)采用單片機(jī)為主控制

5、器，結(jié)合復(fù)位電路、晶振電路、液晶顯示電路、傳感器電路、信號(hào)放大電路以及電源電路組成了基于氣壓檢測(cè)的高度表的設(shè)計(jì)。高度表通過(guò)氣壓傳感器US9111采集的氣壓值，然后將氣壓值經(jīng)過(guò)信號(hào)放大電路進(jìn)行處理，處理后的信號(hào)再經(jīng)過(guò)模數(shù)轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換成0-5V電壓值送給單片機(jī)進(jìn)行處理。單片機(jī)從模數(shù)轉(zhuǎn)換電路獲得電壓之后，根據(jù)電壓與氣壓、氣壓與高度的關(guān)系，計(jì)算出對(duì)應(yīng)的氣壓值和高度值，并將其通過(guò)液晶屏顯示出來(lái)。該高度計(jì)可以測(cè)量電壓范圍（-80.0mv—80.0mv），高度范圍0.0m—6556.3m。由于TLC549分辨率為1/255,所

6、以所測(cè)的數(shù)據(jù)基本能達(dá)到我們生活需要。第一章基于氣壓檢測(cè)的高度表簡(jiǎn)介1.1基于氣壓檢測(cè)的高度表的研究目的氣壓高度表是常見(jiàn)的測(cè)量工具，在人們進(jìn)行戶(hù)外旅行、登山運(yùn)動(dòng)、野外測(cè)量等活動(dòng)中起到非常重要的作用。氣壓高度表的設(shè)計(jì)原理都是利用氣壓與高度的關(guān)系，先通過(guò)壓力傳感器測(cè)量出氣壓的值，然后再通過(guò)測(cè)量氣壓來(lái)獲取高度的。大氣壓與人們的生活息息相關(guān)，與人體的健康息息相關(guān)，我們長(zhǎng)期生活在某個(gè)地區(qū)的大氣底層，已經(jīng)適應(yīng)了該地區(qū)的大氣壓，對(duì)氣壓變化的感覺(jué)不大。但是，低氣壓下的陰雨和下雪天氣、夏季雷雨前的高溫濕悶天氣，也就是大氣壓在降低，使

7、人抑郁不適，雨后天睛的心情舒暢，就是氣壓升高的原因。所以，一般根據(jù)大氣壓的變化可以預(yù)測(cè)天氣的變化。我們從報(bào)紙或電視中了解到：對(duì)于登山運(yùn)動(dòng)員，到了高山地區(qū)，會(huì)出現(xiàn)頭痛、惡心、嘔吐等癥狀（所謂的高原反應(yīng)），高度增加，人的感覺(jué)越明顯。這就是因?yàn)殡S海拔高度的增高大氣壓降低，大氣壓的降低影響了人體內(nèi)氧氣的供應(yīng)。當(dāng)大氣壓下降時(shí)，大氣中的氧分壓、肺泡的氧分壓和動(dòng)脈血氧飽和度都隨之下降，導(dǎo)致人體發(fā)生一系列生理反應(yīng)。基于以上原因，本文設(shè)計(jì)了一款實(shí)用的基于大氣壓檢測(cè)的高度表，該氣壓高度表能夠方便的時(shí)時(shí)檢測(cè)到氣壓值與高度值。1.2基于

8、氣壓檢測(cè)的高度表的工作原理氣壓高度表是利用大氣壓的變化規(guī)律，來(lái)測(cè)量所在地的海拔高度和所在地的大氣壓變化，以及測(cè)量因地域變化發(fā)生的相對(duì)高度?？紤]氣壓和氣溫影響時(shí)利用氣壓測(cè)量海拔高度的計(jì)算公式是:19其中：e=2.905；p——?dú)鈮?，單位：帕（Pa）；h——海拔高度，單位：米（m）。利用此原理,可得考慮氣壓和氣溫影響時(shí)的高度計(jì)算公式：要使用氣壓高度表，必須了解以下基本知識(shí)：1