基于C8051单片机的通用型气压计的设计与实现

摘要

大气压力是气象研究与观测领域的重要参数。在科学技术发展的当今社会，数字型大气压力测量仪器被广泛应用于科学研究、工业以及医疗等诸多领域。研发设计的通用型数字气压计可用于海洋环境、大气环境等大气压力的精准测量。可为海洋监测平台、气象监测平台等提供大气压力的准确数据。 本文叙述了基于C8051单片机与气压传感器芯片设计的数字型气压计系统，对系统中的硬件组成以及程序设计流程进行主要研究。本系统使用气压传感器芯片采集获取实时的环境温度及大气压力数据，对核心处理芯片进行相应控制及采集程序设计，获取并处理气压传感器的数值，并设计相应的数据采集处理程序，获得理想的测量数据，最后将得到的数据通过232串口连续发送出来。通过计算机串口助手或者232串口数据采集软件，可直接读取测量的连续大气压力数据。 本文在对硬件设计思路与方法研究的同时，结合硬件工作原理，分析研究了气压传感器数据计算及补偿计算方法，阐述了该系统的软件程序设计方法。介绍了以C8051单片机为硬件电路的控制核心，采用C语言作为开发语言工具进行的详细编程设计的数字气压计系统。并根据实际使用时的需要，内嵌设计了修正系数，从而提高了系统的稳定性、通用性和数据的可靠性。

目录

声明

第1章绪论

1.1研究背景

1.2国内外研究现状

1.3研究意义及特点

第2章通用型数字气压计基本概述

2.1主要研究目标与基本内容

2.2系统基本组成与特点

第3章通用型数字气压计硬件电路的设计

3.1硬件电路设计概述

3.2数字型气压传感器BMP085芯片电路设计

3.2.1数字型气压传感器BMP085芯片的选取

3.2.2数字型气压传感器BMP085芯片电路部分的设计

3.3微控制器C8051单片机电路设计

3.3.1微控制器C8051单片机功能简介

3.3.2微控制器C8051单片机电路部分设计

3.4电源模块及电平转换电路设计

3.5PCB电路设计

第4章通用型数字气压计控制程序的设计

4.1控制程序整体设计思路

4.2.1系统主程序设计

4.2.2BMP085初始化程序设计

4.2.3读取BMP085的E2PROM数据程序设计

4.2.4存储读取系统设置的程序设计

4.2.5命令设置模式下的程序设计

4.3控制程序中测量与控制方法

4.3.1微控制器的SMBus/I2C总线的控制方法

4.3.2气压传感器BMP085温度与气压的测量方法

第5章通用型数字气压计数据计算与处理方法

5.1实际数据的补偿计算方法

5.2校准修正系数的计算与数据处理方法

第6章通用型数字气压计调制过程与实验结果分析

6.1硬件电路调制过程

6.2软件及程序设计调制过程

6.3通用型数字气压计数据实验调制过程

6.4通用型数字气压计实验结果分析

6.4.1实验室标准气压值数据比测实验

6.4.2野外环境数据比测实验

6.4.3数据准确性与稳定性对比验证实验

第7章结论

参考文献

附录A 命令设置模式的程序设计

附录B 标准检定测试证书

附录C 野外比测实验原始数据

发表论文和参加科研情况说明

致谢