基于单片机AT89C51的建筑物沉降测量系统

BillScot2

摘要:以单片机为核心的建筑物沉降测量系统，包括信号的变换、调理、采集、处理、存储、显示、接口等部分电路,实现
5 V1 u% F% ?1 [( z4 l了测量的自动化和仪器的智能化,提高了测量效率和准确性。

  t7 P1 _2 D5 n* E4 s关键词:单片机建筑物沉降测量
! z. G: Z3 M) q
( B/ B2 r( b  {  Q1引言
随着社会经济的飞速发展，建筑物的数量和层高不断增
加,建筑物沉降不可避免,但由于建筑地基的不同,建筑物产生
" @' b1 v) I' d; ~% x, H7 x的沉降量也就不一样,若沉降过大或不均匀，建筑物将会产生
- I9 e$ x8 s5 B/ |. A裂缝、主体结构破坏,甚至倒塌。为此,建筑物沉降量测量的必
7 P& q/ b$ S9 ?, d要性和重要性愈加明显。
$ @* d  S! T7 c& x系统结合自动检测技术和计算机控制技术,实现对建筑物
沉降量测量的自动化和仪器的智能化。
. M) v9 g& e7 q, N! X4 T2 E2系统方案设计
) U6 K$ o5 Z1 m0 I' |2.1
9 [; n8 K+ l( S1 K; ^系统原理框图
  D. s+ l+ b: _8 _3 Q: q" ~建筑物沉降测量系统是由检测模块、放大模块、A/D转换
模块、单片机处理器模块、键盘输入模块、显示驱动模块、存储
模块信息格式转换及接口模块等部分组成。其具体框图如图1。
8 T( q' J  U; p2.2测量原理
系统中建筑物沉降量采用一种高精度的变面积电容式位
& H' u9 f$ J+ ?: R5 m- _/ ?- g移传感器。其量程有0~30mm ,0~50mm ,0~70mm几种可供选
用。具有结构简单、体积小、分辨率高等优点。此位移传感器内
含信号变换电路,输出电压信号为0~100mV。
仪器用于测量时，位移传感器将检测到位移信号转变为电
8 I: ]0 A' C$ K* W* e9 }1 @信号,将电信号进行一定比例的放大,将放大后的模拟信号送
3 _9 e5 o/ b8 P8 o& Z( {3 n入十六位的A/D转换器件MAX1166,当A/D器件转换结束后
2 b3 Y+ ~& j, _# D4 s( v( G5 k* ]输出转换结束信号,该信号接单片机的中断信号输入端,使单
片机执行中断程序,将转换后16位数字量读入单片机,接着执
/ t# B# M. d6 ?( j, `+ E1 q8 n行转换处理程序，在由独立式的编码键盘来控制处理后的数
据,当按下存储键后,单片机(AT89C51)执行存储程序,将数据
; `3 K/ c, x. k' r4 U保存到EEPROM中,该设计采用的EEPROM是2817A;当按
. F  m$ Z- B1 G: _- {% S, O下显示键后,单片机执行显示子程序,在通过键盘来选择要显
( L5 {7 h3 R: V6 L! N7 @# U4 Z1 b+ b- K' l示的数据和显示方式,该设计的显示器是LCD显示器,选用的
2 }) d6 A7 E& X液晶驱动器是HD44780。当按下通讯键后,单片机则调用通讯
2 q/ G8 h2 p) ?$ H0 H  d5 t子程序,将处理后的位移数据发送给计算机。
3测量电路
2 Q+ x4 m: w$ u' \! ~3.1 放大电路
0 j" ?# Q+ l6 S6 d1 w系统选用仪器用放大电路IN114,该放大器可在+2.25V电
源下工作,适合电池供电及单一+5V供电系统中使用。该放大
器的增益G通过外接电阻Rg的调整获得,该放大电路有较强
* {& ]; y/ v; B3 N6 @5 \4 u9 v的共模信号抑制能力,其共模抑制比大于115dB,温度漂移小
于0.25uV/OC ,输入偏置电流最大为2nA ,输入过载保护大于+
( e" B; N# z- O) H; {$ T% q5 b40V,长其稳定性在+0.2V/月左右。



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该设计的显示器是LCD显示器,选用的液晶驱动器是HD44780