基于单片机AT89C51的建筑物沉降测量系统

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4 j! u  V  D+ ~4 ~5 V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
2 L* m4 t2 f- p1 P! j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。
) G. u) D; D: s5 S# f7 B8 s
9 g0 R6 ?/ S2 p; b关键词:单片机建筑物沉降测量

1引言
& _- u* g) f6 g# O0 Q随着社会经济的飞速发展，建筑物的数量和层高不断增
/ Z% ]6 W" a' K5 `6 _$ ^' I- x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
; z2 Z3 t2 r' p, t$ S4 Q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
8 P+ d, x6 a, L* `* q裂缝、主体结构破坏,甚至倒塌。为此,建筑物沉降量测量的必
2 v% ^' L* P/ e: I要性和重要性愈加明显。
/ t, G' P3 s; n- B$ i* Q' ]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系统方案设计
2.1
. a0 Z( H+ A8 t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
模块、单片机处理器模块、键盘输入模块、显示驱动模块、存储
2 z" I9 J) r' v$ s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。
2.2测量原理
/ I. `; N9 h& W系统中建筑物沉降量采用一种高精度的变面积电容式位
% z2 q$ W& R: m! u, W' q/ n* Q& c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
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
0 _) i1 d# G: R- R3 `, `入十六位的A/D转换器件MAX1166,当A/D器件转换结束后
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
; U" u6 ~( ?" A$ x3 V7 m: R4 Q据,当按下存储键后,单片机(AT89C51)执行存储程序,将数据
9 X5 V- }9 Q" g' a  y6 m% z$ }保存到EEPROM中,该设计采用的EEPROM是2817A;当按
5 N. B6 w+ ?- v/ ~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
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
7 g$ k* r: D5 Z. O# ]+ I子程序,将处理后的位移数据发送给计算机。
( m7 w9 U) q1 s0 c5 }* Z3测量电路
3.1 放大电路
+ W2 F3 D! u* M3 J* Z系统选用仪器用放大电路IN114,该放大器可在+2.25V电
0 b: N  a) q8 f. x( f: O0 A: Q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
6 u& J, g% z4 N, J" M1 z! ^的共模信号抑制能力,其共模抑制比大于115dB,温度漂移小
0 C: q, N8 k' Y& |" e7 i, O于0.25uV/OC ,输入偏置电流最大为2nA ,输入过载保护大于+
. _2 n$ b( |& o40V,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