氣體壓力是工業(yè)生產(chǎn)過程中重要參數(shù)之一，智能氣體壓力表在工業(yè)過程控制中具有非常重要的作用。為保證生產(chǎn)和設備安全運行，提出了基于STC89C52單片機的智能氣體壓力表設計方案，釆用24位專用AD芯片HX711對10N1600A-T壓力傳感器的壓力數(shù)據(jù)進行模數(shù)轉(zhuǎn)換并送至STC89C52單片機，可檢測0-1600kpa氣體壓力值。

1.引言

工業(yè)現(xiàn)場環(huán)境的復雜性和對儀表設備功能需求的復雜性促使智能設備的發(fā)展與更新，特別是工業(yè)現(xiàn)場對智能儀表[11的應用需求量越來越大，智能氣體壓力表是工業(yè)現(xiàn)場應用中一個不可或缺的裝置，而對氣體壓力的檢測要求能準確檢測被測信號，同時能夠滿足安全性、抗干擾和穩(wěn)定性等多方面要求課題設計的智能氣體壓力表使用10N1600A-T壓力傳感器檢測氣體壓力信號，并通過高精度24位AD進行模數(shù)轉(zhuǎn)換，單片機通過I2C總線?與模擬量輸出模塊DAC7571和HX711進行數(shù)據(jù)傳輸，所設計的智能氣體壓力表同時還具有參數(shù)設置、繼電器輸出、模擬量電壓輸出、儀表線性度進行10點平均選點補償和RS485功能，使用M0DBUS協(xié)議保證裝置與其他設備的通信兼容性。目前，在國內(nèi)外氣體壓力測量領(lǐng)域，有現(xiàn)場指示的氣體壓力表，也有模擬量，數(shù)字量輸出的氣體壓力傳感器和變送器，但是有現(xiàn)場指示同時還具有參數(shù)設置、繼電器輸出、模擬量電壓輸出、儀表線性度進行10點平均選點補償和RS485功能的智能儀表還沒有。

2.硬件設計

課題所設計的智能氣體壓力表由電源、單片機最小系統(tǒng)、數(shù)碼管顯示、RS485接口、DAC7571模擬量輸出、繼電器輸出、HX711傳感器檢測、EEPR0M掉電存儲和異常報警模塊構(gòu)成，如圖1所示。DAC7571芯片輸出0—5V電壓信號，傳感器檢測10N1600A-T輸出的電壓信號經(jīng)HX711AD轉(zhuǎn)換輸出至單片機，具體硬件電路設計如圖2和圖3所示。

2.10~5V模擬量輸出

智能氣體壓力表具有模擬量DAC輸出功能，可直接輸出0—5V模擬量電壓信號,單片機與DAC7571通過I2C總線進行數(shù)據(jù)傳輸，通過ADUM1201實現(xiàn)單片機與DAC7571外部電氣隔

離，保證壓力表安全工作。

2.2HX711檢測電路

10N1600A-T壓力傳感器滿量程輸出電壓100mV,HX711傳感器A通道最大輸人電壓在通道增益為128時輸人電壓為±20mV，通道增益為64時輸入電壓為±40mV,即在壓力傳感器輸出信號端進行電.祖分JS,保證輸出:信號在HX711通道A允許輸入范圍，單片機與HX711通過I2C總線進行數(shù)據(jù)傳輸s。

3.工作原理

10N1600A-T具有良好的可重復性和長時間的工作穩(wěn)定性，采用24位專用AD芯片HX711對10N1600A-T壓力傳感器的壓力數(shù)據(jù)進行模數(shù)轉(zhuǎn)換并送至STC89C52單片機，實現(xiàn)對氣體壓力表的數(shù)據(jù)檢測,基寧10N1600A-T壓力傳感器設計的氣體壓力表同時具有數(shù)碼管顯示、繼電器輸出和模擬羞電壓輸出功能，可檢測壓力信夸范層在0-1600kpa，：壓力傳感器滿量程輸出__電扭100mV,輸出的電壓信號分壓后輸人至HX711I，轉(zhuǎn)換的數(shù)字量信號通過I2C總線與單片機進行數(shù)據(jù)傳輸，利用DAC7571芯片進行模擬量電壓信號0—5V輸出，實現(xiàn)工業(yè)上對電磁閥精確控制，氣體壓力表的RS485通信接口使用標準MOD-BUS協(xié)議通信，保證裝置通信具有良好的兼容性。

4.軟件設計

智能氣體壓力表主程序主要包括壓力采集、10點平均選點補償、數(shù)碼管顯示、異常報警、DAC7571模擬量輸出、RS485通信、按鍵掃描和EEPROM子程序模塊。主程序流程圖如圖4所示。

5.結(jié)語

基于單片機設計的智能氣體壓力表，主要實現(xiàn)氣體壓力檢測、顯示、DAC模擬量輸出、RS485通信和繼電器輸出，基于上述要求闡述了智能氣體壓力表的設計方案，并根據(jù)提出的方案對軟硬件進行設計，并在實驗室進行氣體壓力檢測實驗如表1所示，基本上相對誤差控制在1.5%以下，這個測量結(jié)果在微小氣體氣壓測量方面還是較好的，驗證了開發(fā)的智能氣體壓力表設計的正確性和可靠性，從而保證在工業(yè)生產(chǎn)中儀表能夠高精度、穩(wěn)定和可靠的運行。