图 3.3 方案 2 的结构原理图
3.2.2 方案最终选择
以上已经提出了两种方案,下面对这两重方案进行分析,并做最后方案选择:
分析近几年来传感器的发展,我们知道传感器在未来的发展中将会向以下的方向发
展:(1)向高精度发展。随着自动化生产程度的不断提高,对传感器的要求也在不
断提高,必须研制出具有灵敏度高、精确度高、响应速度快、互换性好的新型传感器
以确保生产自动化的可靠性。目前能生产精度在万分之一以上的传感器的厂家为数很
少,其产量也远远不能满足要求。(2)向高可靠性、宽温度范围发展。传感器的可
靠性直接影响到电子设备的抗干扰等性能,研制高可靠性、宽温度范围的传感器将是
永久性的方向。提高温度范围历来是大课题,大部分传感器其工作范围都在 -20℃~
70℃,在军用系统中要求工作温度在-40℃~85℃范围,而汽车锅炉等场合要求传
感器工作在-20℃~120℃,在冶炼、焦化等方面对传感器的温度要求更高,因此发
展新兴材料(如陶瓷)的传感器将很有前途。(3)向微型化发展。各种控制仪器设
备的功能越来越大,要求各个部件体积能占位置越小越好,因而传感器本身体积也是
越小越好,这就要求发展新的材料及加工技术,目前利用硅材料制作的传感器体积已
经很小。如传统的加速度传感器是由重力块和弹簧等制成的,体积较大、稳定性差、
寿命也短,而利用激光等各种微细加工技术制成的硅加速度传感器体积非常小、互换
性可靠性都较好。(4)向微功耗及无源化发展。传感器一般都是非电量向电量的转
化,工作时离不开电源,在野外现场或远离电网的地方,往往是用电池供电或用太阳
能等供电,开发微功耗的传感器及无源传感器是必然的发展方向,这样既可以节省能
源又可以提高系统寿命。目前,低功耗损的芯片发展很快,如 TI2702 运算放大器,
静态功耗只有 1.5mA,而工作电压只需 2~5V。(5)向智能化数字化发展。传感器
一般都是非电量向电量的转化,工作时离不开电源,在野外现场或远离电网的地方,
往往是用电池供电或用太阳能等供电,开发微功耗的传感器及无源传感器是必然的发
展方向,这样既可以节省能源又可以提高系统寿命。目前,低功耗损的芯片发展很快,
如 TI2702 运算放大器,静态功耗只有 1.5mA,而工作电压只需 2~5V。
由于模拟传感器,没有把模拟转化为数字处理单元集成在一块芯片上,这样必带
来传感检测单元的体积大等各个方面的影响,再者,模拟转化成数字单元也需要单片
机对其进行处理,这样会浪费时间、资源。所以这样一来我们知道数字传感器在未来
必将取代模拟传感器。而且随着数字传感器的发展,现在市场上数字传感也不是那么
贵,本次系统对温度精度的要求不是很高,所以选择方案二。
4 系统硬件设计
4.1 中央处理器----AT89C51