基于单片机AT89C51的建筑物沉降测量系统

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) j# t5 V; T" J4 \+ s& y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
$ b$ U/ L+ ~$ i! ~7 K9 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。
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  ?" o3 y9 u3 j2 \关键词:单片机建筑物沉降测量

1引言
0 j* L; E2 p, l* U! O随着社会经济的飞速发展，建筑物的数量和层高不断增
% k% Z: T7 _7 x& G2 m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
8 n1 D' R2 T! D) 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
裂缝、主体结构破坏,甚至倒塌。为此,建筑物沉降量测量的必
' x' \7 t3 `( i4 R4 Z要性和重要性愈加明显。
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。
2 I: o) f) Y  P2系统方案设计
8 W* L) l$ O: g6 A7 }" c2.1
系统原理框图
建筑物沉降测量系统是由检测模块、放大模块、A/D转换
6 J) z" b* k+ ]  Y! x9 B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。
: \+ ]( s3 R% `( v, x2.2测量原理
/ o1 f/ ]! g& P6 e! L' O1 H3 o) Z系统中建筑物沉降量采用一种高精度的变面积电容式位
8 M/ Y$ |1 Z, _* X6 k! j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
6 v7 `  ], `( |8 }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
" W" I8 I6 [& U0 l0 T* {( K- B9 f! U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
/ _. g: s. V! v' H3 ?& u2 Y" c入十六位的A/D转换器件MAX1166,当A/D器件转换结束后
. i8 e5 L7 W0 d9 ?5 I6 e9 Q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
& `9 ~# S8 D( Z+ i% F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
保存到EEPROM中,该设计采用的EEPROM是2817A;当按
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
. I" N; n! f. {( [示的数据和显示方式,该设计的显示器是LCD显示器,选用的
/ D; ~; b9 l: f液晶驱动器是HD44780。当按下通讯键后,单片机则调用通讯
( A. H/ l" A0 J) T. b  k" c子程序,将处理后的位移数据发送给计算机。
/ l! l/ |5 r: R  }8 n3测量电路
8 u( q  D5 N: X0 g$ ~- s6 Q3.1 放大电路
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
, v* P& I! h5 [& s" L9 S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
0 j% e7 Q- r, _7 J. j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+
40V,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