气体压力是工业生产过程中重要参数之一，智能气体压力表在工业过程控制中具有 非常重要的作用。为保证生产和设备安全运行，提出了基于STC89C52单片机的智能气体压力表设计方案，釆用24位专用AD芯片HX711对10N1600A-T压力传感器的压力数据进行 模数转换并送至STC89C52单片机，可检测0-1600kpa气体压力值。

1.引言

工业现场环境的复杂性和对仪表设备功能 需求的复杂性促使智能设备的发展与更新，特别 是工业现场对智能仪表[11的应用需求量越来越 大，智能气体压力表是工业现场应用中一个不可 或缺的装置，而对气体压力的检测要求能准确检 测被测信号，同时能够满足安全性、抗干扰和稳定 性等多方面要求课题设计的智能气体压力表使用 10N1600A-T压力传感器检测气体压力信号，并 通过高精度24位AD进行模数转换，单片机通过 I2C总线®与模拟量输出模块DAC7571和HX711 进行数据传输，所设计的智能气体压力表同时还 具有参数设置、继电器输出、模拟量电压输出、仪 表线性度进行10点平均选点补偿和RS485功 能，使用M0DBUS协议保证装置与其他设备的 通信兼容性。目前，在国内外气体压力测量领域， 有现场指示的气体压力表，也有模拟量，数字量 输出的气体压力传感器和变送器，但是有现场指 示同时还具有参数设置、继电器输出、模拟量电 压输出、仪表线性度进行10点平均选点补偿和 RS485功能的智能仪表还没有。

2.硬件设计

课题所设计的智能气体压力表由电源、单 片机最小系统、数码管显示、RS485接口、 DAC7571模拟量输出、继电器输出、HX711传感 器检测、EEPR0M掉电存储和异常报警模块构 成，如图1所示。DAC7571芯片输出0—5V电压 信号，传感器检测10N1600A-T输出的电压信号 经HX711 AD转换输出至单片机，具体硬件电路 设计如图2和图3所示。

2.10~5V模拟量输出

智能气体压力表具有模拟量DAC输出功 能，可直接输出0—5 V模拟量电压信号,单片机与DAC7571通过I2C总线进行数据传输，通过 ADUM1201实现单片机与DAC7571外部电气隔

离，保证压力表安全工作。

2.2HX711检测电路

10N1600A-T压力传感器满量程输出电压 100 mV,HX711传感器A通道最大输人电压在 通道增益为128时输人电压为±20 mV，通道增益 为64时输入电压为±40 mV,即在压力传感器输 出信号端进行电.祖分JS,保证输出:信号在HX711 通道A允许输入范围，单片机与HX711通过I2C 总线进行数据传输s。

3.工作原理

10N1600A-T具有良好的可重复性和长时间的工作稳定性，采用24位专用AD芯片HX711 对10N1600A-T压力传感器的压力数据进行模 数转换并送至STC89C52单片机，实现对气体压 力表的数据检测,基宁10N1600A-T压力传感器 设计的气体压力表同时具有数码管显示、继电器 输出和模拟羞电压输出功能，可检测压力信夸范 層在0-1600kpa，：压力传感器满量程输出__电扭 100mV,输出的电压信号分压后输人至HX711I，转换的数字量信号通过I2C总线与单片机进行 数据传输，利用DAC7571芯片进行模拟量电压 信号0—5V输出，实现工业上对电磁阀精确控制， 气体压力表的RS485通信接口使用标准MOD-BUS协议通信，保证装置通信具有良好的兼容性。

4.软件设计

智能气体压力表主程序主要包括压力采集、 10点平均选点补偿、数码管显示、异常报警、 DAC7571模拟量输出、RS485通信、按键扫描和 EEPROM子程序模块。主程序流程图如图4所示。

5.结语

基于单片机设计的智能气体压力表，主要实 现气体压力检测、显示、DAC模拟量输出、RS485 通信和继电器输出，基于上述要求阐述了智能气 体压力表的设计方案，并根据提出的方案对软硬 件进行设计，并在实验室进行气体压力检测实验 如表1所示，基本上相对误差控制在1.5%以下， 这个测量结果在微小气体气压测量方面还是较 好的，验证了开发的智能气体压力表设计的正确 性和可靠性，从而保证在工业生产中仪表能够高 精度、稳定和可靠的运行。