基于单片机AT89C51的建筑物沉降测量系统

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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
3 e* a' h5 p) v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
4 j5 L6 K7 y) V$ X0 A
1引言
% ~+ Z2 i1 [6 w, H1 Q& v8 C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
9 y, ~# n7 \' I7 U; D  `& V; N7 }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。
/ J* w# S- Z5 c% \+ S: [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
4 C  X7 T2 p( U) h7 V2.1
系统原理框图
4 m/ a9 n' {! A# ?建筑物沉降测量系统是由检测模块、放大模块、A/D转换
( c1 U0 Z  B- |" R: ~8 R+ d1 P8 |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。
2.2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
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。
6 b' O2 S5 l' t0 {! D$ S仪器用于测量时，位移传感器将检测到位移信号转变为电
* m& ]8 e8 X* }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
入十六位的A/D转换器件MAX1166,当A/D器件转换结束后
7 V6 t; {% g" h0 [& 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
2 ^2 `4 M8 F: o  ~/ W* f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
+ X& S0 n: ?+ F, a! X3 v液晶驱动器是HD44780。当按下通讯键后,单片机则调用通讯
1 n. ]1 s9 A9 j/ Y2 J( F* ^. u# I子程序,将处理后的位移数据发送给计算机。
3测量电路
3.1 放大电路
" ~; i( F+ ^* Z4 c/ _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
" e0 [5 D, D+ O. f6 G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