班级:通信一班姓名：刘伟松学号：201108120140无线传输压力报警器的设计（变极距传感器）一1、设计要求：（1）能够实现对规定压力的采集、无线传输与报警（2）当压力高于或低于规定值时，能够进行无线传输与报警，并显示当前压力值。（（3）测量精度（报警误差）：规定压力值±10%。2、达到目标：（1）完成整体方案设计，包括：方框图、电路图（2）叙述器件的选择依据，包括：传感器、A/D转换、信号处理电路以及报警和压力显示电路（数字显示）。二方案设计变极距行电容传感器将压力信号转化，AD0809进行信号采集，将采集到的信号送入单片机，单片机对信息进行处理，到达阈值时触发报警信号，同时通过两块NRF24L01将压力信息传输给另一片单片机，控制1602进行显示。下面是各个模块的详细分析：1、压力感应电路根据题意，选用变极距型电容传感器（原理、公式等不再详述），当板间极距变化时引起电容大小的变化，然后经过信号处理电路，将电容变化转化为电压变化，从压力传感器出来的电压信号很微弱，而且易受工频影响，为了便于应用与减小干扰，我们将输出电压信号进行处理。运算放大器的输入阻抗和开环放大倍数都非常大，是电容式传感器比较理想的信号调理电路，如图4-8所示。如下图中Cx是变极距式电容传感器，C是固定电容，u是交流电源电压，uo是输出信号电压。由运算放大器的理想条件“虚短”和“虚断”可得将Cx=εA／δ代入式(4-17)得运算放大器的输出电压uo与极板间距离δ呈线性关系，解决了变极距式电容传感器的非线性问题。若Cx是变面积式电容传感器，则将传感器电容Cx与固定电容C交换位置，也可得到线性特性。为了保证测量精度，要求电源电压u和固定电容C必须稳定。式(4-18)中“一”号表示运算放大器的输出电压uo与电源电压u反相。2、A/D转换电路本设计采用AD0809作为采样芯片，ADC0809是带有8位A/D转换器、8路多路开关以及微处理机兼容的控制逻辑的CMOS组件。它是逐次逼近式A/D转换器，可以和单片机直接接口。其时钟信号可由单片机产生，电路图如下：3、信号处理电路采用功能强大，价格低廉，最为常见的51单片机作为核心数据处理模块，电路图如下：4、报警电路单片机内部数据处理完成后，如果到达报警的阈值，将通过运放驱动LED和蜂鸣器发出报警信号，此外，为了防止外界短暂的干扰导致开关三极管瞬间导通而产生错误的报警,我们在电压比较器之后加一延时电路RC,由R11和C11构成。它可以在一定程度上避免外界干扰信号使报警器发生的错误报警，电路图如下所示：5、压力显示电路由于显示的是压力值，普通的1602液晶屏即可实现，操控容易，寿命长，电路图如下：6、无线传输模块当限制距离不是很远时，用普通的NRF24L01,2.4G无线传输模块即可实现，优点是这种模块价格便宜，与51单片机结合较为容易，电路图如下三、方框图四、总体电路图总体电路图见附录。压力感应电路AD转换电路51单片机报警电路无线发射模块无线接收模块51单片机1602液晶电源模块