【正文】 E功能（允許地址鎖存）提供把地址的低字節(jié)鎖存到外部鎖存器，ALE 引腳以不變的頻率（振蕩器頻率的六分之一）周期性的發(fā)出正脈沖信號(hào)。因此，它可用作對(duì)外輸出的時(shí)鐘信號(hào)，或者用于定時(shí)目的。值得注意的是每當(dāng)訪問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，將越過(guò)一個(gè)ALE脈沖，ALE端可以驅(qū)動(dòng)（吸收或輸出電流）八個(gè)LSTTL電路。對(duì)于EPROM型單片機(jī)，在EPROM編程期間，此引腳接收編程脈沖（功能）。（3）為外部程序存儲(chǔ)器讀選通信號(hào)輸出端，在從外部程序存儲(chǔ)讀取指令（或數(shù)據(jù)）期間，在每個(gè)機(jī)器周期內(nèi)兩次有效。同樣可以驅(qū)動(dòng)八個(gè)LSTTL輸入。（4）/Vpp為內(nèi)部程序存儲(chǔ)器和外部程序存儲(chǔ)器的選擇端。當(dāng)/Vpp是高電平時(shí)，則訪問(wèn)內(nèi)部程序存儲(chǔ)器，當(dāng)/Vpp 是低電平時(shí)，則訪問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器。 、 、 （1） P0口（ ）是一個(gè)8位漏極開(kāi)路型雙向I/O口，在訪問(wèn)外部存儲(chǔ)器時(shí)，它是分時(shí)傳送的低字節(jié)地址和數(shù)據(jù)總線，P0口能以吸收電流的方式驅(qū)動(dòng)八個(gè)LSTTL負(fù)載；（2）P1口（ ）是一個(gè)帶有內(nèi)部提升電阻的8位準(zhǔn)雙向I/O口。能驅(qū)動(dòng)(吸收或輸出電流)四個(gè)LSTTL負(fù)載；（3）P2口（ ）是一個(gè)帶有內(nèi)部提升電阻的8位準(zhǔn)雙向I/O口，在訪問(wèn)外部存儲(chǔ)器時(shí)，它輸出高8位地址。P2口可以驅(qū)動(dòng)(吸收或輸出電流)四個(gè)LSTTL負(fù)載；（4）P3口（ ）是一個(gè)帶有內(nèi)部提升電阻的8位準(zhǔn)雙向I/O口。能驅(qū)動(dòng)(吸收或輸出電流)四個(gè)LSTTL負(fù)載。P3口還具有第二功能，用于特殊信號(hào)輸入輸出和控制信號(hào)（屬控制總線）。 單片機(jī)8051的最小系統(tǒng)單片機(jī)8051的最小系統(tǒng)如圖32所示。圖32:單片機(jī)8051的最小系統(tǒng) 對(duì)于一個(gè)完整的電子設(shè)計(jì)來(lái)講，首要問(wèn)題就是為整個(gè)系統(tǒng)提供電源供電模塊，電源模塊的穩(wěn)定可靠是系統(tǒng)平穩(wěn)運(yùn)行的前提和基礎(chǔ)。51單片機(jī)雖然使用時(shí)間最早、應(yīng)用范圍最廣，但是在實(shí)際使用過(guò)程中，一個(gè)和典型的問(wèn)題就是相比其他系列的單片機(jī)，51單片機(jī)更容易受到干擾而出現(xiàn)程序跑飛的現(xiàn)象，克服這種現(xiàn)象出現(xiàn)的一個(gè)重要手段就是為單片機(jī)系統(tǒng)配置一個(gè)穩(wěn)定可靠的電源供電模塊。所以，電源是必不可少的，單片機(jī)使用的是5V電源，其中正極接40管腳，負(fù)極（地）接20管腳。 單片機(jī)系統(tǒng)里都有晶振，在單片機(jī)系統(tǒng)里晶振作用非常大，全稱(chēng)叫晶體振蕩器，單片機(jī)晶振提供的時(shí)鐘頻率越高，那么單片機(jī)運(yùn)行速度就越快，單片機(jī)一切指令的執(zhí)行都是建立在單片機(jī)晶振提供的時(shí)鐘頻率上。晶振用一種能把電能和機(jī)械能相互轉(zhuǎn)化的晶體在共振的狀態(tài)下工作，以提供穩(wěn)定，精確的單頻振蕩。單片機(jī)晶振的作用是為系統(tǒng)提供基本的時(shí)鐘信號(hào)。單片機(jī)是一種時(shí)序電路，必須供給脈沖信號(hào)才能正常工作，在單片機(jī)內(nèi)部已集成了振蕩器，可以使用晶體振蕩器接119腳。 單片機(jī)復(fù)位電路原理是在單片機(jī)的復(fù)位引腳RST上外接電阻和電容，實(shí)現(xiàn)上電復(fù)位。當(dāng)復(fù)位電平持續(xù)兩個(gè)機(jī)器周期以上時(shí)復(fù)位有效。復(fù)位電平的持續(xù)時(shí)間必須大于單片機(jī)的兩個(gè)機(jī)器周期。具體數(shù)值可以由RC電路計(jì)算出時(shí)間常數(shù)。按圖32中畫(huà)法連好，RST引腳需保持2個(gè)機(jī)器周期以上的高電平。傳感器（英文名稱(chēng)：transducer/sensor）是一種檢測(cè)裝置，能感受到被測(cè)量的信息，并能將感受到的信息，按一定規(guī)律變換成為電信號(hào)或其他所需形式的信息輸出，以滿(mǎn)足信息的傳輸、處理、存儲(chǔ)、顯示、記錄和控制等要求。傳感器的特點(diǎn)包括：微型化、數(shù)字化、智能化，它是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)檢測(cè)和自動(dòng)控制的首要環(huán)節(jié)。傳感器的存在和發(fā)展，讓物體有了觸覺(jué)、味覺(jué)和嗅覺(jué)等感官，讓物體慢慢變得活了起來(lái)。通常根據(jù)其基本感知功能分為熱敏元件、光敏元件、氣敏元件、力敏元件、磁敏元件、濕敏元件、聲敏元件、放射線敏感元件、色敏元件和味敏元件等十大類(lèi)。通常，我們把非電信號(hào)通過(guò)傳感器轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，并加以放大。然后將放大后的電壓經(jīng)過(guò)模數(shù)轉(zhuǎn)換后送到單片機(jī)中進(jìn)行數(shù)據(jù)分析處理，通過(guò)編程達(dá)到自動(dòng)控制的目的。本次設(shè)計(jì)是將重量信號(hào)通過(guò)傳感器轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，然后通過(guò)單片機(jī)實(shí)現(xiàn)對(duì)物體重量的自動(dòng)檢測(cè)，并顯示出來(lái)。因此，要達(dá)到設(shè)計(jì)的性能要求，傳感器的精度起著決定性作用。稱(chēng)重傳感器是一種能夠?qū)⒅亓D(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)的力電轉(zhuǎn)換裝置，是電子衡器的一個(gè)關(guān)鍵部件。能夠?qū)崿F(xiàn)力電轉(zhuǎn)換的傳感器有多種，常見(jiàn)的有電阻應(yīng)變式、電磁力式和電容式等。電磁力式主要用于電子天平，電容式用于部分電子吊秤，而絕大多數(shù)衡器產(chǎn)品所用的還是電阻應(yīng)變式稱(chēng)重傳感器。電阻應(yīng)變式稱(chēng)重傳感器結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單，準(zhǔn)確度高，適用面廣，且能夠在相對(duì)比較差的環(huán)境下使用。因此電阻應(yīng)變式稱(chēng)重傳感器在衡器中得到了廣泛地運(yùn)用。傳感器中的電阻應(yīng)變片具有金屬的應(yīng)變效應(yīng)，即在外力作用下產(chǎn)生機(jī)械形變，從而使電阻值隨之發(fā)生相應(yīng)的變化。電阻應(yīng)變片主要有金屬和半導(dǎo)體兩類(lèi)，金屬應(yīng)變片有金屬絲式、箔式、薄膜式之分。半導(dǎo)體應(yīng)變片具有靈敏度高（通常是絲式、箔式的幾十倍）、橫向效應(yīng)小等優(yōu)點(diǎn)。電容式傳感器是將被測(cè)非電量的變化轉(zhuǎn)換為電容量變化的傳感器。電容式傳感器的優(yōu)點(diǎn)是高阻抗、小功率、溫度穩(wěn)定性好、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、適應(yīng)性強(qiáng)、動(dòng)態(tài)響應(yīng)好。電容式傳感器存在的不足之處是輸出阻抗高、負(fù)載能力差、寄生電容影響大。電感式傳感器是利用電磁感應(yīng)把被測(cè)的物理量如位移，壓力，流量，振動(dòng)等轉(zhuǎn)換成線圈的自感系數(shù)和互感系數(shù)的變化，再由電路轉(zhuǎn)換為電壓或電流的變化量輸出，實(shí)現(xiàn)非電量到電量的轉(zhuǎn)換。電感式傳感器的特點(diǎn)有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、傳感器無(wú)活動(dòng)電觸點(diǎn)、靈敏度和分辨力高、傳感器的輸出信號(hào)強(qiáng)、線性度和重復(fù)性都比較好。皮帶配料秤控制系統(tǒng)需要具有很快的測(cè)量速度，而且輸出還要具有良好的線性特點(diǎn)，所以電容式傳感器和電感式傳感器都不能很好的應(yīng)用于本次設(shè)計(jì)，因此設(shè)計(jì)所需的傳感器選用電阻應(yīng)變式傳感器。本次設(shè)計(jì)的荷重電路采用橋式測(cè)量電路，用的是電阻應(yīng)變式傳感器半橋式測(cè)量電圖33：荷重傳感器輸出全橋電路路。其原理是用應(yīng)變片直接測(cè)量彈性元件的應(yīng)變量，間接的測(cè)量出壓力。這種方法彈性元件變形極小，可以測(cè)量高頻率變化的壓力，應(yīng)變?cè)鋵?shí)是一個(gè)測(cè)力應(yīng)變筒，組成應(yīng)變電橋即可得到輸出電壓值，從而測(cè)出壓力值的大小，電路圖如圖33所示。直流電橋的特點(diǎn)是信號(hào)不會(huì)受到各元件和導(dǎo)線的分布電感及電容的影響，抗干擾能力強(qiáng)，但因?yàn)闄C(jī)械應(yīng)變的輸出信號(hào)較小，要求用高增益和高穩(wěn)定性的放大器進(jìn)行放大。它的兩只應(yīng)變片和兩只電阻貼在彈性梁上，測(cè)量電阻隨重力變化導(dǎo)致彈性梁應(yīng)變而產(chǎn)生的變化，電阻的變化使橋式測(cè)量電路的輸出電壓發(fā)生變化，即輸出電壓的變化反映出重力的變化。當(dāng)電橋輸出端接無(wú)窮大負(fù)載電阻時(shí)，可視輸出端為開(kāi)路，此時(shí)直流電橋稱(chēng)為電壓橋，即只有電壓輸出。當(dāng)忽略電源的內(nèi)阻時(shí)，由分壓原理有： （31）當(dāng)滿(mǎn)足條件時(shí)，即 （32），即電橋平衡，式（32）為平衡條件。 應(yīng)變片測(cè)量電橋在測(cè)量前使電橋平衡，從而使測(cè)量時(shí)電橋輸出電壓只與應(yīng)變片感受的應(yīng)變所引起的電阻變化有關(guān)。若差動(dòng)工作，即,，,按式（31），則電橋輸出為： （33） 重量信號(hào)采集電路ADC0809是美國(guó)國(guó)家半導(dǎo)體公司生產(chǎn)的CMOS工藝8通道，8位逐次逼近式A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換器。其內(nèi)部有一個(gè)8通道多路開(kāi)關(guān)，它可以根據(jù)地址碼鎖存譯碼后的信號(hào)，只選通8路模擬輸入信號(hào)中的一個(gè)進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換。目前在單片機(jī)應(yīng)用設(shè)計(jì)中較為常見(jiàn)。其主要特性有下列幾點(diǎn)：（1）8路輸入通道，8位A/D轉(zhuǎn)換器，即分辨率為8位；（2）具有轉(zhuǎn)換起?？刂贫耍唬?）轉(zhuǎn)換時(shí)間為100μs(時(shí)鐘為640KHz時(shí))，130μs（時(shí)鐘為500KHz時(shí)）；（4）單個(gè)+5V電源供電；（5）模擬輸入電壓范圍0～+5V，不需零點(diǎn)和滿(mǎn)刻度校準(zhǔn)；（6）工作溫度范圍為40～+85攝氏度；（7）低功耗，約15mW。ADC0809是CMOS單片型逐次逼近式A/D轉(zhuǎn)換器，內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖所示，它由8路模擬開(kāi)關(guān)、地址鎖存與譯碼器、比較器、8位開(kāi)關(guān)樹(shù)型A/D轉(zhuǎn)換器、逐次逼近寄存器、邏輯控制和定時(shí)電路組成。ADC0809芯片有28條引腳，采用雙列直插式封裝。下面說(shuō)明各引腳功能：（1）IN0～I(xiàn)N7：8路模擬量輸入端；（2）21～28：8位數(shù)字量輸出端；（3）ADDA、ADDB、ADDC：3位地址輸入線，用于選通8路模擬輸入中的一路。（4）ALE：地址鎖存允許信號(hào)，輸入端，產(chǎn)生一個(gè)正脈沖以鎖存地址；（5）START： A/D轉(zhuǎn)換啟動(dòng)脈沖輸入端，輸入一個(gè)正脈沖（至少100ns寬）使其啟動(dòng)（脈沖上升沿使0809復(fù)位，下降沿啟動(dòng)A/D轉(zhuǎn)換）；（6）EOC：A/D轉(zhuǎn)換結(jié)束信號(hào)，輸出端，當(dāng)A/D轉(zhuǎn)換結(jié)束時(shí)，此端輸出一個(gè)高電平（轉(zhuǎn)換期間一直為低電平）；（7）OE：數(shù)據(jù)輸出允許信號(hào)，輸入端，高電平有效。當(dāng)A/D轉(zhuǎn)換結(jié)束時(shí)，此端輸入一個(gè)高電平，才能打開(kāi)輸出三態(tài)門(mén)，輸出數(shù)字量；（8）CLK：時(shí)鐘脈沖輸入端。要求時(shí)鐘頻率不高于640KHz；（9）REF（+）、REF（）：基準(zhǔn)電壓；（10）Vcc：電源，單一+5V，GND：地。ADC0809的工作過(guò)程：首先輸入3位地址，并使ALE=1，將地址存入地址鎖存器中。此地址經(jīng)譯碼選通8路模擬輸入之一到比較器。START上升沿將逐次逼近寄存器復(fù)位。下降沿啟動(dòng) A/D轉(zhuǎn)換，之后EOC輸出信號(hào)變低，指示轉(zhuǎn)換正在進(jìn)行。直到A/D轉(zhuǎn)換完成，EOC變?yōu)楦唠娖?，指示A/D轉(zhuǎn)換結(jié)束，結(jié)果數(shù)據(jù)已存入鎖存器，這個(gè)信號(hào)可用作中斷申請(qǐng)。當(dāng)OE輸入高電平時(shí)，輸出三態(tài)門(mén)打開(kāi)，轉(zhuǎn)換結(jié)果的數(shù)字量輸出到數(shù)據(jù)總線上。經(jīng)過(guò)放大電路的信號(hào)是一個(gè)模擬信號(hào)，為了實(shí)現(xiàn)本次設(shè)計(jì)的目的必須把它變成數(shù)字信號(hào)送入單片機(jī)控制系統(tǒng)受理，因此本系統(tǒng)需要用A/D轉(zhuǎn)換器將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)。經(jīng)過(guò)資料搜尋，我決定采用8位A/D轉(zhuǎn)換器ADC0809來(lái)完成本次設(shè)計(jì)的A/D轉(zhuǎn)換部分，ADC0809 是8位逐次逼近型A/D轉(zhuǎn)換器。它由一個(gè)8路模擬開(kāi)關(guān)、一個(gè)A/D 轉(zhuǎn)換器、一個(gè)地址鎖存譯碼器和一個(gè)三態(tài)輸出鎖存器組成。多路開(kāi)關(guān)可以選通8個(gè)模擬通道，允許8 路模擬量分時(shí)進(jìn)行輸入，共用A/D 轉(zhuǎn)換器進(jìn)行轉(zhuǎn)換。三態(tài)輸出鎖存器被用于鎖存A/D 轉(zhuǎn)換完的數(shù)字量，當(dāng)OE 端為高電平時(shí)，才可以從三態(tài)輸出鎖存器取走轉(zhuǎn)換完的數(shù)據(jù)。單位長(zhǎng)度皮帶上物料的瞬時(shí)重量信號(hào)（皮帶上的物料荷重信號(hào)）采集方法如下：（1）由荷重傳感器檢測(cè)出瞬時(shí)變化的應(yīng)變情況，并轉(zhuǎn)化為模擬信號(hào)以0～10mv輸出；（2）經(jīng)過(guò)放大器變?yōu)闃?biāo)準(zhǔn)電壓0～5V，送入A/D轉(zhuǎn)換器ADC0809輸入電路IN0（A/D轉(zhuǎn)換器的0通道）；（3）經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換器把模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為8位的數(shù)字信號(hào)送入8051的P0口；（4）在8051中對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理就可以得到單位長(zhǎng)度皮帶上物料的瞬時(shí)重量。該系統(tǒng)采用的是8路逐次比較型A/D轉(zhuǎn)換器ADC0809,。8051的和分別通過(guò)兩個(gè)或非門(mén)來(lái)啟動(dòng)A/D轉(zhuǎn)換進(jìn)程，同時(shí)從ADC0809中讀出轉(zhuǎn)換后的結(jié)果。ADC0809的ADDA、ADDB、ADDC均接地，表示選中0通道IN0。ADC0809的時(shí)鐘頻率為500KHz，可以由分頻電路74LS74把8051的ALE的輸出分頻后來(lái)滿(mǎn)足兩者時(shí)鐘信號(hào)匹配的要求。重量信號(hào)采集電路原理圖如圖34。ADC0809在該系統(tǒng)中工作的過(guò)程如下：圖34：重量信號(hào)采集電路原理圖（1）,選中ADC0809；（2）再用輸出指令啟動(dòng)A/D轉(zhuǎn)換(=0)；（3）判斷EOC(轉(zhuǎn)換結(jié)束標(biāo)記)是否為1,若為1,則轉(zhuǎn)換結(jié)束；（4）A/D轉(zhuǎn)換結(jié)束后,用讀信號(hào)(=0)來(lái)控制三態(tài)門(mén)(在ADC0809內(nèi)部),將轉(zhuǎn)換后的結(jié)果讀入8051單片機(jī),并存入相應(yīng)的數(shù)據(jù)緩沖區(qū)。要實(shí)現(xiàn)速度環(huán)節(jié)的控制必須檢測(cè)出電機(jī)的轉(zhuǎn)速，并將轉(zhuǎn)速輸入到單片機(jī)進(jìn)行處理運(yùn)算。轉(zhuǎn)速檢測(cè)的精度和快速性對(duì)于電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)的靜態(tài)特性和動(dòng)態(tài)特性影響較大。數(shù)字測(cè)速具有測(cè)速精確度高、分辨能力強(qiáng)、受器件影響小等特點(diǎn)。本設(shè)計(jì)采用光柵數(shù)N=1024線的光電編碼器作為轉(zhuǎn)速傳感器，它產(chǎn)生的測(cè)速脈沖頻率與電機(jī)轉(zhuǎn)速有固定的比例關(guān)系。采用旋轉(zhuǎn)編碼器的數(shù)字測(cè)速方法有三種：M法、T法和M/T法測(cè)速。其中M法是在一定的時(shí)間內(nèi)測(cè)取光電編碼器輸出的脈沖個(gè)數(shù)，用以計(jì)算這段時(shí)間的平均轉(zhuǎn)速，M法測(cè)速僅適合用于高速段；T法測(cè)速是在編碼器兩個(gè)相鄰輸出脈沖的間隔時(shí)間內(nèi)，用一個(gè)計(jì)數(shù)器對(duì)已知頻率為f的高頻脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)，并由此來(lái)計(jì)算轉(zhuǎn)速，T法測(cè)速與M法測(cè)速正好相反，僅適合用于低速段；M/T法測(cè)速是把以上兩種方法結(jié)合在一起，既檢測(cè)一定時(shí)間內(nèi)編碼器輸出的脈沖個(gè)數(shù)，又檢測(cè)一定時(shí)間間隔的高頻時(shí)鐘脈沖個(gè)數(shù)，用來(lái)計(jì)算轉(zhuǎn)速，M/T法測(cè)速能適用于高速又適用于低速，是目前最廣泛應(yīng)用的一種測(cè)速方法。在本設(shè)計(jì)中，皮帶傳輸系統(tǒng)上物料較多時(shí)電機(jī)轉(zhuǎn)速較低，皮帶傳輸系統(tǒng)上物料較少時(shí)電機(jī)轉(zhuǎn)速較高，所以采用M/T法測(cè)速處理。在TTL電路中，比較典型的d觸發(fā)器電路有74LS74。74LS74是一個(gè)邊沿觸發(fā)器數(shù)字電路器件，每個(gè)器件中包含兩個(gè)相同的、相互獨(dú)立的邊沿觸發(fā)d觸發(fā)器電路。邊沿D觸發(fā)器:負(fù)跳沿觸發(fā)的主從觸發(fā)器工作時(shí)，必須在正跳沿前加入輸入信號(hào)。如果在CP高電平期間輸入端出現(xiàn)干擾信號(hào)，那么就有可能使觸發(fā)器的狀態(tài)出錯(cuò)。而邊沿觸發(fā)器允許在CP觸發(fā)沿來(lái)到前一瞬間加入輸入信號(hào)。這樣，輸入端受干擾的時(shí)間大大縮短，受干擾的可能性就降低了。邊沿D觸發(fā)器也稱(chēng)為維持阻塞邊沿D觸發(fā)器。電路結(jié)構(gòu):該觸發(fā)器由6個(gè)與非門(mén)組成，其中G1和G2構(gòu)成基本RS觸發(fā)器。下面介紹74LS74的引腳功能：（1）1Q、2Q、1Q＿、2Q＿為輸出端；（2）1CP、2CP為時(shí)鐘輸入端；（3）1D、2D為數(shù)據(jù)輸入端；（4）CLRCLR2為直接復(fù)位端（低電平有效）；（5）PRPR2為直接置位端（低電平有效）。LM393 是雙電壓比較器集成電路。輸出負(fù)載電阻能銜接在可允許電源電壓范圍內(nèi)的任何電源電壓上，不受 (當(dāng)不用負(fù)載電阻沒(méi)被運(yùn)用)，(16mA)時(shí)，輸出晶體管將退出而且輸出電壓將很快上升。該電路的特點(diǎn)如下：（1）工作溫度范圍:0176。C +70176。C；（2