課程設(shè)計(jì)報(bào)告-基于單片機(jī)的數(shù)字電子稱設(shè)計(jì)(已修改)
2025-04-04 12:23 本頁面
【正文】 五邑大學(xué) 信息工程學(xué)院課 程 設(shè) 計(jì) 報(bào) 告課程名稱： 電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù) 專 業(yè)： 通信工程 班 級(jí)： AP10059 學(xué) 號(hào)： AP1005941 姓 名： 張琰 指導(dǎo)教師： 周開利 設(shè)計(jì)時(shí)間： 2012/9/1/—2013/1/5 評(píng)定成績： 設(shè)計(jì)課題題目：___基于單片機(jī)的數(shù)字電子稱設(shè)計(jì)___一、設(shè)計(jì)任務(wù)與要求通過單片機(jī)控制設(shè)計(jì)一個(gè)具有顯示單價(jià)、質(zhì)量和計(jì)算總價(jià)等智能數(shù)字電子秤。并通過電阻式應(yīng)變片進(jìn)行稱重測量。通過按鍵可以調(diào)整單價(jià)、最大稱量值，并且能實(shí)現(xiàn)去皮處理。具有超重自動(dòng)報(bào)警功能。附加顯示功能二、課題分析與方案選擇數(shù)字電子秤通過秤量，需要將相關(guān)數(shù)據(jù)以及結(jié)果顯示出來，所以需要有顯示電路。方案一：采用LED數(shù)碼管顯示。LED數(shù)碼管經(jīng)過合理的設(shè)置可以完成顯示被測物質(zhì)量、單價(jià)、總價(jià)，以及顯示最大稱量值的任務(wù)，并且經(jīng)濟(jì)耐用。同時(shí)LED具有高亮度、高刷新率的優(yōu)點(diǎn)，能提供寬達(dá)160度的視角，可以在較遠(yuǎn)的距離上看清楚。但是它的顯示存在信息量少，顯示不直觀，不易理解，連線復(fù)雜等缺點(diǎn)。方案二：采用LCD液晶屏顯示。LCD液晶屏具有字符顯示的功能，不但可以同時(shí)顯示被測物質(zhì)量、單價(jià)、總價(jià)以及最大稱量值，還可以同時(shí)顯示相應(yīng)的控制命令、指示符號(hào)及單位等，信息量豐富且直觀易懂。另外，液晶顯示具有功耗低，體積小，質(zhì)量輕，壽命長，不產(chǎn)生電磁輻射污染等優(yōu)點(diǎn)。綜合比較兩者的優(yōu)缺點(diǎn)，本設(shè)計(jì)最終采用LCD1602作為顯示模塊?？傮w方案設(shè)計(jì)：綜合考慮本次設(shè)計(jì)要求、現(xiàn)有元器件資源、元器件價(jià)格和對(duì)元器件的熟悉掌握程度，本次設(shè)計(jì)選用STC89C52作為CPU控制器，ADC0809作為模數(shù)轉(zhuǎn)換器件，LCD1602作為顯示器件，再配以其他相關(guān)元器件來實(shí)現(xiàn)硬件電路的設(shè)計(jì)。 單元電路分析與設(shè)計(jì)1．傳感器的設(shè)計(jì)：(!)使用應(yīng)變片式的電阻傳感器。(2)電阻應(yīng)變式傳感器測量電路設(shè)計(jì)：由于機(jī)械應(yīng)變一般都很小，要把微小應(yīng)變引起的微小電阻值的變化測量出來，就需要設(shè)計(jì)專用的測量電路。常采用橋式測量電路。橋式測量電路如下圖所示，它有四個(gè)電阻，其中任何一個(gè)電阻均可以是應(yīng)變片，當(dāng)兩組對(duì)邊的阻值乘積相等(即R8*R10=R9*(RV4+R11))時(shí)，電路平衡輸出電壓為零，(RV4變化1%)時(shí)都會(huì)有電壓輸出。本次設(shè)計(jì)采用一個(gè)應(yīng)變片構(gòu)成的單臂測量電路，而通過兩個(gè)應(yīng)變片可增大一倍的秤量值。圖中用(RV4+R11)代替350應(yīng)變片BF3503AA (23) N8，U+、U為輸出端。（3）放大電路設(shè)計(jì)： 傳感器輸出電壓為毫伏級(jí)，而A/D轉(zhuǎn)換器所能處理的電壓是0~5V，所以必須在A/D轉(zhuǎn)換器前加入一個(gè)前置差動(dòng)放大電路以實(shí)現(xiàn)電壓的放大，放大倍數(shù)為100~1000倍，使輸出電壓為0~5V。由于單運(yùn)放在應(yīng)用中要求外圍電路匹配精度高、增益調(diào)整不便、差動(dòng)輸入阻抗低，而三運(yùn)放結(jié)構(gòu)具有差動(dòng)輸入阻抗高、共膜抑制比高、偏置電流低等優(yōu)點(diǎn)，且有良好的溫度穩(wěn)定性，低噪聲輸出和增益調(diào)整方便，適于在傳感電路中應(yīng)用。如圖所示，采用LM324中的三個(gè)運(yùn)放組成該放大電路。圖中R為增益調(diào)節(jié)電阻，可實(shí)現(xiàn)1g級(jí)別調(diào)整。U1：A，B為兩個(gè)電壓跟隨器，U1：C為差分放大器，根據(jù)計(jì)算公式：可知通過改變外圍電阻值即可調(diào)整放大倍數(shù)，該電路放大倍數(shù)為500以上。U+、U為感應(yīng)信號(hào)信號(hào)輸入端，OUT為輸出端。：（1）ADC0809原理簡介：ADC0809是采樣分辨率為8位的、以逐次逼近原理進(jìn)行模/數(shù)轉(zhuǎn)換的器件。其內(nèi)部有一個(gè)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(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。ADC0808是ADC0809的簡化版本，功能基本相同。一般在硬件仿真時(shí)采用ADC0808進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，實(shí)際使用時(shí)采用ADC0809進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換。（2）A/D轉(zhuǎn)換電路圖：ADC0809引腳功能：1～5和26～28（IN0～I(xiàn)N7）：8路模擬量輸入端。 115和17～21：8位數(shù)字量輸出端。 22（ALE）：地址鎖存允許信號(hào)，輸入，高電平有效。 6（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）。 7（EOC）： A／D轉(zhuǎn)換結(jié)束信號(hào)，輸出，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）。 9（OE）：數(shù)據(jù)輸出允許信號(hào)，輸入，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，才能打開輸出三態(tài)門，輸出數(shù)字量。 10（CLK）：時(shí)鐘脈沖輸入端。要求時(shí)鐘頻率不高于640KHZ。 12（VREF（+））和16（VREF（））：參考電壓輸入端 23～25（ADDA、ADDB、ADDC）：3位地址輸入線，用于選通8路模擬輸入中的一路。11（Vcc）：主電源輸入端；13（GND）：地。（圖中沒顯示出來）上圖中，74HC74為雙上升沿D觸發(fā)器。ADDA、ADDB、ADDC接地，選擇IN0為模擬量輸入端。為了調(diào)試方便，輸入端通過一個(gè)單刀雙擲開關(guān)選擇電位器模擬輸出或應(yīng)變片感應(yīng)信號(hào)輸出，先擲電位器端當(dāng)ADC0808工作正常時(shí)，再擲向應(yīng)變片感應(yīng)信號(hào)輸出端。由于ADC0808芯片的時(shí)鐘頻率的要求，則需要將單片機(jī)的ALE信號(hào)分頻
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