基于单片机AT89C51的建筑物沉降测量系统

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6 G( y- f2 W5 B6 _$ v% @; d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
: ~4 @( X  @7 `3 n# W  q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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关键词:单片机建筑物沉降测量

1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
) q; J& Y2 F# l$ Z4 g+ Q0 z0 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
要性和重要性愈加明显。
( E6 v# a; n4 {" n/ W# E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。
' c: O8 E5 q# O) R2系统方案设计
. V9 M% D/ y5 d2.1
系统原理框图
* Y2 R2 q+ R" k, @) T2 n5 F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。
  I) c( w" y, k3 m" w0 E2.2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
2 ?; x0 g; j; j$ p: t7 a5 B  F: R移传感器。其量程有0~30mm ,0~50mm ,0~70mm几种可供选
7 ]* T  w/ ~  f% b7 B用。具有结构简单、体积小、分辨率高等优点。此位移传感器内
7 o8 `8 e0 x. g- r/ C, K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
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
* ~/ ~: Z7 N1 p/ \' ], `入十六位的A/D转换器件MAX1166,当A/D器件转换结束后
1 D/ m3 V0 o2 n5 k+ N/ R6 x: \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
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
* {" Y. b' F1 j4 V+ l# 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
液晶驱动器是HD44780。当按下通讯键后,单片机则调用通讯
9 w" [: c- @: P* w$ ?% y$ B子程序,将处理后的位移数据发送给计算机。
8 z4 [: j6 `( j5 F1 |- D; l: H3测量电路
- ]5 ^2 W7 s6 M7 h! @# f3.1 放大电路
8 z% N/ b) F/ x6 ^& E$ z, M$ t! ~2 P系统选用仪器用放大电路IN114,该放大器可在+2.25V电
: f( @; c5 l3 `源下工作,适合电池供电及单一+5V供电系统中使用。该放大
0 b% l& ^/ I$ i( v6 K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
7 A( F+ A7 o" f: ?! U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