可调量程智能压力开关，采用STC15单片机设计，RS485modbus输出，4-20mA输出，继电器输出，带数码管显示，提供原理图，PCB，源程序。 可连接上位机实现远程监控，RS485使用modbus协议，标定方法简单，使用三个按键实现标定和参数设定，掉电数据不会丢。 有反接和过压过流保护。
最近在折腾一个工业级的智能压力开关项目，用上了STC15这颗老当益壮的单片机。这玩意儿最大的亮点是自带硬件EEPROM，对需要掉电保存标定数据的场景特别友好。先上个全家福：4-20mA电流环输出、双路继电器、数码管显示，最骚的是RS485还能玩Modbus通讯，连上位机搞远程监控稳得一批。
硬件部分有几个关键设计点值得唠唠：电源入口加了SS34二极管防反接，TVS管配自恢复保险丝的过压过流保护组合拳实测能扛住24V接反。模拟前端用的是TI的XTR117电流环芯片，这里有个坑要注意——压力传感器的mV信号得先做偏置调整才能喂给XTR，不然4mA零点死活调不准。原理图里专门设计了运放调理电路，通过更换不同量程的传感器，跳线选择对应的放大倍数。
![示意图]
//ADC采集核心代码（STC15的10位ADC） uint get_pressure_adc(){ ADC_CONTR = 0x88 | 0; //选择通道0，启动转换 while(!(ADC_CONTR & 0x20)); //等待转换完成 ADC_CONTR &= ~0x20; //清标志 return (ADC_RES << 2) | ADC_RESL; //合并10位结果 }这段代码有个骚操作——STC15的ADC结果寄存器是分开高低位的，得用位运算拼起来。实测发现上电后前三次采样值波动较大，所以我在初始化时故意丢弃了前三个采样值。
标定逻辑是项目的灵魂所在。三个按键玩出花：长按SET键进入标定模式，这时候数码管会切换显示零点（4mA对应值）和满量程（20mA对应值）。具体操作是给传感器施加零点压力时按OK键，满量程压力时再按一次，自动计算线性参数。关键数据保存在EEPROM的0x2000地址区，掉电十年都不丢。
//EEPROM存储结构体 typedef struct{ uint zero_point; //零点AD值 uint full_point; //满量程AD值 float k_coeff; //线性系数 } CalibParams; void save_calibration(){ CalibParams params; params.zero_point = ad_zero; params.full_point = ad_full; params.k_coeff = (20.0 - 4.0)/(ad_full - ad_zero); ISP_CONTR = 0x81; //使能ISP操作 sector_erase(0x2000); byte_write(0x2000, (uint8*)¶ms, sizeof(params)); ISP_CONTR = 0; //关闭ISP }注意STC15的EEPROM其实是Flash模拟的，写之前必须整扇区擦除。我专门做了数据校验机制，如果读取的校验码不对就自动恢复出厂参数。
Modbus协议处理用了状态机实现，比裸写if判断优雅得多。帧超时控制在30ms，完美兼容主流组态软件。有个小技巧——把保持寄存器地址映射到结构体，直接用指针操作省去一堆赋值语句。
//Modbus寄存器映射技巧 #pragma pack(1) typedef struct{ uint16 pressure; //寄存器40001 uint16 max_range; //寄存器40002 uint16 alarm_h; //寄存器40003 uint16 alarm_l; //寄存器40004 } ModbusRegs; #pragma pack() ModbusRegs *mb_reg = (ModbusRegs*)0x30; //指定内存区域 //在定时器中更新压力值 mb_reg->pressure = current_pressure * 10; //扩大10倍保持精度工业现场最怕通讯干扰，我在每个modbus帧处理完成后都会重置看门狗。实测在变频器旁边也能稳定通讯，这波稳了。
继电器控制逻辑有点意思：除了基本的上下限报警，还做了回差处理防止频繁跳动。比如设定上限10MPa时，实际会在9.8MPa断开，10.2MPa吸合，这个滞回区间可调。
//继电器状态判断 if(pressure > (alarm_high + hysteresis)){ RELAY_HIGH = 1; }else if(pressure < (alarm_high - hysteresis)){ RELAY_HIGH = 0; } //同理处理低压继电器最后说说调试踩过的坑：4-20mA输出刚开始线性度总是不好，后来发现是PCB布局时电流环芯片的地没处理好。改成分离地+单点连接后，精度直接怼到0.5%FS。数码管驱动用了74HC595级联，动态扫描时要注意消影，不然会有拖尾现象。
整个项目开源了立创EDA的工程文件和KEIL源码，需要自取的老铁可以评论区留言。下期准备魔改个支持HART协议的版本，想看的兄弟点个关注呗。
