【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。因此，它可用作對外輸出的時鐘信號，或者用于定時目的。值得注意的是每當訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時，將越過一個ALE脈沖，ALE端可以驅(qū)動（吸收或輸出電流）八個LSTTL電路。對于EPROM型單片機，在EPROM編程期間，此引腳接收編程脈沖（功能）。（3）為外部程序存儲器讀選通信號輸出端，在從外部程序存儲讀取指令（或數(shù)據(jù)）期間，在每個機器周期內(nèi)兩次有效。同樣可以驅(qū)動八個LSTTL輸入。（4）/Vpp為內(nèi)部程序存儲器和外部程序存儲器的選擇端。當/Vpp是高電平時，則訪問內(nèi)部程序存儲器，當/Vpp 是低電平時，則訪問外部程序存儲器。 、 、 （1） P0口（ ）是一個8位漏極開路型雙向I/O口，在訪問外部存儲器時，它是分時傳送的低字節(jié)地址和數(shù)據(jù)總線，P0口能以吸收電流的方式驅(qū)動八個LSTTL負載；（2）P1口（ ）是一個帶有內(nèi)部提升電阻的8位準雙向I/O口。能驅(qū)動(吸收或輸出電流)四個LSTTL負載；（3）P2口（ ）是一個帶有內(nèi)部提升電阻的8位準雙向I/O口，在訪問外部存儲器時，它輸出高8位地址。P2口可以驅(qū)動(吸收或輸出電流)四個LSTTL負載；（4）P3口（ ）是一個帶有內(nèi)部提升電阻的8位準雙向I/O口。能驅(qū)動(吸收或輸出電流)四個LSTTL負載。P3口還具有第二功能，用于特殊信號輸入輸出和控制信號（屬控制總線）。 單片機8051的最小系統(tǒng)單片機8051的最小系統(tǒng)如圖32所示。圖32:單片機8051的最小系統(tǒng) 對于一個完整的電子設計來講，首要問題就是為整個系統(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)運行的前提和基礎。51單片機雖然使用時間最早、應用范圍最廣，但是在實際使用過程中，一個和典型的問題就是相比其他系列的單片機，51單片機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)的一個重要手段就是為單片機系統(tǒng)配置一個穩(wěn)定可靠的電源供電模塊。所以，電源是必不可少的，單片機使用的是5V電源，其中正極接40管腳，負極（地）接20管腳。 單片機系統(tǒng)里都有晶振，在單片機系統(tǒng)里晶振作用非常大，全稱叫晶體振蕩器，單片機晶振提供的時鐘頻率越高，那么單片機運行速度就越快，單片機一切指令的執(zhí)行都是建立在單片機晶振提供的時鐘頻率上。晶振用一種能把電能和機械能相互轉(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。單片機晶振的作用是為系統(tǒng)提供基本的時鐘信號。單片機是一種時序電路，必須供給脈沖信號才能正常工作，在單片機內(nèi)部已集成了振蕩器，可以使用晶體振蕩器接119腳。 單片機復位電路原理是在單片機的復位引腳RST上外接電阻和電容，實現(xiàn)上電復位。當復位電平持續(xù)兩個機器周期以上時復位有效。復位電平的持續(xù)時間必須大于單片機的兩個機器周期。具體數(shù)值可以由RC電路計算出時間常數(shù)。按圖32中畫法連好，RST引腳需保持2個機器周期以上的高電平。傳感器（英文名稱：transducer/sensor）是一種檢測裝置，能感受到被測量的信息，并能將感受到的信息，按一定規(guī)律變換成為電信號或其他所需形式的信息輸出，以滿足信息的傳輸、處理、存儲、顯示、記錄和控制等要求。傳感器的特點包括：微型化、數(shù)字化、智能化，它是實現(xiàn)自動檢測和自動控制的首要環(huán)節(jié)。傳感器的存在和發(fā)展，讓物體有了觸覺、味覺和嗅覺等感官，讓物體慢慢變得活了起來。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。通常，我們把非電信號通過傳感器轉(zhuǎn)換為電信號，并加以放大。然后將放大后的電壓經(jīng)過模數(shù)轉(zhuǎn)換后送到單片機中進行數(shù)據(jù)分析處理，通過編程達到自動控制的目的。本次設計是將重量信號通過傳感器轉(zhuǎn)化為電信號，然后通過單片機實現(xiàn)對物體重量的自動檢測，并顯示出來。因此，要達到設計的性能要求，傳感器的精度起著決定性作用。稱重傳感器是一種能夠?qū)⒅亓D(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘柕牧﹄娹D(zhuǎn)換裝置，是電子衡器的一個關(guān)鍵部件。能夠?qū)崿F(xiàn)力電轉(zhuǎn)換的傳感器有多種，常見的有電阻應變式、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變式稱重傳感器。電阻應變式稱重傳感器結(jié)構(gòu)較簡單，準確度高，適用面廣，且能夠在相對比較差的環(huán)境下使用。因此電阻應變式稱重傳感器在衡器中得到了廣泛地運用。傳感器中的電阻應變片具有金屬的應變效應，即在外力作用下產(chǎn)生機械形變，從而使電阻值隨之發(fā)生相應的變化。電阻應變片主要有金屬和半導體兩類，金屬應變片有金屬絲式、箔式、薄膜式之分。半導體應變片具有靈敏度高（通常是絲式、箔式的幾十倍）、橫向效應小等優(yōu)點。電容式傳感器是將被測非電量的變化轉(zhuǎn)換為電容量變化的傳感器。電容式傳感器的優(yōu)點是高阻抗、小功率、溫度穩(wěn)定性好、結(jié)構(gòu)簡單、適應性強、動態(tài)響應好。電容式傳感器存在的不足之處是輸出阻抗高、負載能力差、寄生電容影響大。電感式傳感器是利用電磁感應把被測的物理量如位移，壓力，流量，振動等轉(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，實現(xiàn)非電量到電量的轉(zhuǎn)換。電感式傳感器的特點有結(jié)構(gòu)簡單、傳感器無活動電觸點、靈敏度和分辨力高、傳感器的輸出信號強、線性度和重復性都比較好。皮帶配料秤控制系統(tǒng)需要具有很快的測量速度，而且輸出還要具有良好的線性特點，所以電容式傳感器和電感式傳感器都不能很好的應用于本次設計，因此設計所需的傳感器選用電阻應變式傳感器。本次設計的荷重電路采用橋式測量電路，用的是電阻應變式傳感器半橋式測量電圖33：荷重傳感器輸出全橋電路路。其原理是用應變片直接測量彈性元件的應變量，間接的測量出壓力。這種方法彈性元件變形極小，可以測量高頻率變化的壓力，應變元件其實是一個測力應變筒，組成應變電橋即可得到輸出電壓值，從而測出壓力值的大小，電路圖如圖33所示。直流電橋的特點是信號不會受到各元件和導線的分布電感及電容的影響，抗干擾能力強，但因為機械應變的輸出信號較小，要求用高增益和高穩(wěn)定性的放大器進行放大。它的兩只應變片和兩只電阻貼在彈性梁上，測量電阻隨重力變化導致彈性梁應變而產(chǎn)生的變化，電阻的變化使橋式測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。當電橋輸出端接無窮大負載電阻時，可視輸出端為開路，此時直流電橋稱為電壓橋，即只有電壓輸出。當忽略電源的內(nèi)阻時，由分壓原理有： （31）當滿足條件時，即 （32），即電橋平衡，式（32）為平衡條件。 應變片測量電橋在測量前使電橋平衡，從而使測量時電橋輸出電壓只與應變片感受的應變所引起的電阻變化有關(guān)。若差動工作，即,，,按式（31），則電橋輸出為： （33） 重量信號采集電路ADC0809是美國國家半導體公司生產(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8通道多路開關(guān)，它可以根據(jù)地址碼鎖存譯碼后的信號，只選通8路模擬輸入信號中的一個進行A/D轉(zhuǎn)換。目前在單片機應用設計中較為常見。其主要特性有下列幾點：（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?；（3）轉(zhuǎn)換時間為100μs(時鐘為640KHz時)，130μs（時鐘為500KHz時）；（4）單個+5V電源供電；（5）模擬輸入電壓范圍0～+5V，不需零點和滿刻度校準；（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路模擬開關(guān)、地址鎖存與譯碼器、比較器、8位開關(guān)樹型A/D轉(zhuǎn)換器、逐次逼近寄存器、邏輯控制和定時電路組成。ADC0809芯片有28條引腳，采用雙列直插式封裝。下面說明各引腳功能：（1）IN0～IN7：8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，輸入端，產(chǎn)生一個正脈沖以鎖存地址；（5）START： A/D轉(zhuǎn)換啟動脈沖輸入端，輸入一個正脈沖（至少100ns寬）使其啟動（脈沖上升沿使0809復位，下降沿啟動A/D轉(zhuǎn)換）；（6）EOC：A/D轉(zhuǎn)換結(jié)束信號，輸出端，當A/D轉(zhuǎn)換結(jié)束時，此端輸出一個高電平（轉(zhuǎn)換期間一直為低電平）；（7）OE：數(shù)據(jù)輸出允許信號，輸入端，高電平有效。當A/D轉(zhuǎn)換結(jié)束時，此端輸入一個高電平，才能打開輸出三態(tài)門，輸出數(shù)字量；（8）CLK：時鐘脈沖輸入端。要求時鐘頻率不高于640KHz；（9）REF（+）、REF（）：基準電壓；（10）Vcc：電源，單一+5V，GND：地。ADC0809的工作過程：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位。下降沿啟動 A/D轉(zhuǎn)換，之后EOC輸出信號變低，指示轉(zhuǎn)換正在進行。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，這個信號可用作中斷申請。當OE輸入高電平時，輸出三態(tài)門打開，轉(zhuǎn)換結(jié)果的數(shù)字量輸出到數(shù)據(jù)總線上。經(jīng)過放大電路的信號是一個模擬信號，為了實現(xiàn)本次設計的目的必須把它變成數(shù)字信號送入單片機控制系統(tǒng)受理，因此本系統(tǒng)需要用A/D轉(zhuǎn)換器將模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號。經(jīng)過資料搜尋，我決定采用8位A/D轉(zhuǎn)換器ADC0809來完成本次設計的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8路模擬開關(guān)、一個A/D 轉(zhuǎn)換器、一個地址鎖存譯碼器和一個三態(tài)輸出鎖存器組成。多路開關(guān)可以選通8個模擬通道，允許8 路模擬量分時進行輸入，共用A/D 轉(zhuǎn)換器進行轉(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OE 端為高電平時，才可以從三態(tài)輸出鎖存器取走轉(zhuǎn)換完的數(shù)據(jù)。單位長度皮帶上物料的瞬時重量信號（皮帶上的物料荷重信號）采集方法如下：（1）由荷重傳感器檢測出瞬時變化的應變情況，并轉(zhuǎn)化為模擬信號以0～10mv輸出；（2）經(jīng)過放大器變?yōu)闃藴孰妷?～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)換器把模擬信號轉(zhuǎn)換為8位的數(shù)字信號送入8051的P0口；（4）在8051中對數(shù)據(jù)進行處理就可以得到單位長度皮帶上物料的瞬時重量。該系統(tǒng)采用的是8路逐次比較型A/D轉(zhuǎn)換器ADC0809,。8051的和分別通過兩個或非門來啟動A/D轉(zhuǎn)換進程，同時從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的時鐘頻率為500KHz，可以由分頻電路74LS74把8051的ALE的輸出分頻后來滿足兩者時鐘信號匹配的要求。重量信號采集電路原理圖如圖34。ADC0809在該系統(tǒng)中工作的過程如下：圖34：重量信號采集電路原理圖（1）,選中ADC0809；（2）再用輸出指令啟動A/D轉(zhuǎn)換(=0)；（3）判斷EOC(轉(zhuǎn)換結(jié)束標記)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(=0)來控制三態(tài)門(在ADC0809內(nèi)部),將轉(zhuǎn)換后的結(jié)果讀入8051單片機,并存入相應的數(shù)據(jù)緩沖區(qū)。要實現(xiàn)速度環(huán)節(jié)的控制必須檢測出電機的轉(zhuǎn)速，并將轉(zhuǎn)速輸入到單片機進行處理運算。轉(zhuǎn)速檢測的精度和快速性對于電機調(diào)速系統(tǒng)的靜態(tài)特性和動態(tài)特性影響較大。數(shù)字測速具有測速精確度高、分辨能力強、受器件影響小等特點。本設計采用光柵數(shù)N=1024線的光電編碼器作為轉(zhuǎn)速傳感器，它產(chǎn)生的測速脈沖頻率與電機轉(zhuǎn)速有固定的比例關(guān)系。采用旋轉(zhuǎn)編碼器的數(shù)字測速方法有三種：M法、T法和M/T法測速。其中M法是在一定的時間內(nèi)測取光電編碼器輸出的脈沖個數(shù)，用以計算這段時間的平均轉(zhuǎn)速，M法測速僅適合用于高速段；T法測速是在編碼器兩個相鄰輸出脈沖的間隔時間內(nèi)，用一個計數(shù)器對已知頻率為f的高頻脈沖進行計數(shù)，并由此來計算轉(zhuǎn)速，T法測速與M法測速正好相反，僅適合用于低速段；M/T法測速是把以上兩種方法結(jié)合在一起，既檢測一定時間內(nèi)編碼器輸出的脈沖個數(shù)，又檢測一定時間間隔的高頻時鐘脈沖個數(shù)，用來計算轉(zhuǎn)速，M/T法測速能適用于高速又適用于低速，是目前最廣泛應用的一種測速方法。在本設計中，皮帶傳輸系統(tǒng)上物料較多時電機轉(zhuǎn)速較低，皮帶傳輸系統(tǒng)上物料較少時電機轉(zhuǎn)速較高，所以采用M/T法測速處理。在TTL電路中，比較典型的d觸發(fā)器電路有74LS74。74LS74是一個邊沿觸發(fā)器數(shù)字電路器件，每個器件中包含兩個相同的、相互獨立的邊沿觸發(fā)d觸發(fā)器電路。邊沿D觸發(fā)器:負跳沿觸發(fā)的主從觸發(fā)器工作時，必須在正跳沿前加入輸入信號。如果在CP高電平期間輸入端出現(xiàn)干擾信號，那么就有可能使觸發(fā)器的狀態(tài)出錯。而邊沿觸發(fā)器允許在CP觸發(fā)沿來到前一瞬間加入輸入信號。這樣，輸入端受干擾的時間大大縮短，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個與非門組成，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為時鐘輸入端；（3）1D、2D為數(shù)據(jù)輸入端；（4）CLRCLR2為直接復位端（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 (當不用負載電阻沒被運用)，(16mA)時，輸出晶體管將退出而且輸出電壓將很快上升。該電路的特點如下：（1）工作溫度范圍:0176。C +70176。C；（2