本科毕业设计（论文）
外文翻译
基于ATmega16微控制器的数字压力表设计
作者：张娟娟 卢晓 王海霞
国籍：中国
出处：中国知网
中文译文：（五号，宋体）
摘要： 传感器与计算机技术的结合使各种物理量的测量变得方便快捷智能.本文设计了一款适用于测量液体压力的数字压力表。高精度数字压力表的设计以压力传感器为基础，以ATmega16为控制器。
关键词：单片机，精度，压力表。
0导言
20世纪60年代，压力测量采用了电子传感器、通信技术、计算机技术和显示技术，测试技术的自动化程度越来越高仪表压力测量进入数字时代，智能仪表出现在70年代，它具有体积小、功能强的优点，使测量精度得到很大提高。80年代末，随着电路技术和微机技术的发展，虚拟仪器出现后的智能仪表得到了改进，从而使测量精度大大提高信号可以通过计算机进行采集、控制、处理和输出。
今天，电子技术的发展给我们的生活带来了巨大的变化。计算机微处理器技术的发展使人类的许多梦想成为现实。在仪器仪表行业中，数字多功能和智能化方法正在取代单一功能的模拟仪表。目前，在使用电池的仪器仪表行业中仪器功耗与电池寿命之间的矛盾是设计中的首要问题，选择低功耗微功耗电子元件和处理器和低功耗设计的想法成为必然。
在矿山金属冶炼、化工和供水中，压力和温度是非常重要的参数。应力是一个物理量，用于测量物体的压缩程度。它是一个非常重要的非电物理参数。准确测量和严格控制压力是确保安全生产和实现高产的重要环节由于压力传感器可用于监测环境或设备的压力，因此被广泛应用于科学研究和现代工业生产中。高灵敏度传感器与计算机控制相结合，使压力检测变得简单、方便、灵活。
1.系统总体设计方案
金属传感元件感测液体的压力，并将其转换为物理弹性变形。弹性变形迫使粘贴在传感元件上的箔式应变计产生变形，然后箔式电阻应变计的平衡电阻桥失去平衡。利用参考电压，我们收集失阻电桥的平衡。微弱的差分电压信号通过高精度运算放大器放大。放大后的信号将被发送到微处理器。信号通过供应链管理（SCM）进行A/D转换和数据处理。处理后的数据将通过数码管显示。系统具有报警功能设定电路。当测得的压力超过范围时发出警告。系统设计包括硬件设计和软件设计。
2.2压力传感器工作原理
传感器将物理参数转换为电信号。它可以细分为敏感元件和转换元件。采用箔BX350-15KA电阻应变片作为应力传感元件，粘贴应变片的过程相对复杂（图1）应力传感元件安装在金属敏感件上，其精度和响应能满足工程要求。
电阻应变传感器由弹性传感元件、电阻应变片、补偿电阻和外壳组成。根据具体的测量要求，可以设计成各种结构。压力可以使弹性敏感元件和电阻应变片附着在传感器上。然后，电阻应变片将变形转化为温度的变化电阻应变式压力传感器的结构是一个电阻桥，简单、灵敏、准确。2mm厚的感应膜在高压作用下会产生变形。最大的变形发生在中心位置。R2和R3的电阻值增加大于R1和R3R4.根据分压原理，力越大，变形越大，因此电位差变化形成差信号。
图 1 电阻应变计
.3信号放大电路
应变计转换得到的压力信号幅度很小，因此需要放大。为了使电路简单且易于调试，我们通常使用集成运算放大器。来自传感器的微弱信号往往需要具有低偏移电压漂移的高精度放大器，因此选择OP07放大器来放大信号。OP07的输入偏置电压非常低（OP07E的最大值为75mu;V），这是通过在晶圆级进行微调获得的。这种低偏置电压通常不需要消除。OP07还具有低输入偏置电流（OP07E为plusmn;4nA）和高开环增益（OP07E为200V/mV）。低偏置和高开环增益使OP07E特别适用于高电压放大后的信号被送入微控制器进行A/D转换。
2.4显示和报警电路
根据已编程的程序，SCM处理数据，然后将其发送到数码管中进行显示。按下按钮时，SCM产生中断，数码管显示当前压力值。当压力值超出范围时，LED灯发出闪烁报警。系统总体设计如图2所示。
图 2 系统电路示意图
3.系统软件设计
本次设计的AVR微控制器软件开发平台是Windows ICCAVR集成开发环境。它由以下一系列AVR单片机开发工具组成。主要特点如下：它是一个直观的32位Windows原生集成开发环境，具有集成编辑器和项目管理器，能够理解长文件名。它可以直接生成英特尔十六进制输出文件的编程文档。该库包含标准C库和Atmel AVR特定例程。用户可以根据需要创建或修改库。该程序使用ANSI标准C语言。系统程序流程图如图3所示。
图 3 软件流程图
4总结
本设计中采用的微处理器和应力传感元件是ATmega16单片机和箔式电阻应变计，本文介绍的高精度数字压力测量仪具有精度高、成本低、测量精度高等特点，这些仪器适用于液体压力和高压容器压力的测量，具有很大的潜在市场价值。
参考文献
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附：外文原文（五号，宋体）
Design of digital pressure gauge based on ATmega16microcontroller
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ZHANG Juan-juan （张娟娟）LU Xiao （卢 晓）WANG Ha-i xia （王海霞）
（ Key Laboratory for Robot ＆Intelligent Technology of Shandong Province
Shandong University of Science and TechnologyQingdao266510China）
Abstract：The combination of sensor and computer technology makes the measurement of various physical quantities easy convenient and smart．In this articlea digital pressure gauge that is suitable for measuring liquid pressure is designed．The
design of high precision digital pressure gauge uses pressure sensor as its foundation and uses ATmega16as its controller．
Key words：microcontroller；accuracy；pressure gauge
0 Introduction
In the1960spressure measurement utilized electron sensorcommunications technologiescomputer technology and display technology．The automation degree of testing technology was higher and higher． With the advent of the digital pressure
gaugepressure measurement entered the digital age．Intelligent instrument appeared in the1970sit has the advantages of small size and strong functions．That makes the accuracy of measurements get very big rise．In the late 1980swith the development of the technology in circuits and micro computersthe intelligent instrument after the emergence of virtual instrument was improved．Thus signals could be collected controlled processed and outputted through the computer．
Today the development of electronic technology has brought great changes to our life．The development of computer microprocessor technology makes human many dreams into reality．The digital multifunctional and intelligent method is replacing the single-function analog instruments in the instrument and meter industry．At presentin the instrument and meter industries that use batteriesthe contradiction between the instrument power consumption and the battery life is the first problem in the design．The idea that chooses low power consumptionmicro-consumption electronic components and processorsand low consumption design becomes inevitable．
In mining metal smelting chemical and water supplypressure and temperature are very important parameters．Stress is a physical quantity which means measuring the compression degree of an object．It is a very important non-electric physical parameter．The accurate measurement and the strict control of the pressure are important links of ensuring safety in production and achieving high yield
and low consumption．As pressure sensor can be used to monitor the pressure of the environment or equipment it is widely used in scien
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