word版可編輯-江蘇省大學生電子設計競賽d題附源程序精心整理(已修改)
2025-04-08 23:46 本頁面
【正文】 2016江蘇省大學生電子設計競賽參賽試題（含題號）：D 簡易電子秤摘要本設計以MSP430單片機為控制核心，設計并實現(xiàn)了一個以電阻應變片為稱重傳感器的簡易電子秤，具有“稱重”、“計價”、“去皮”等功能。具體來說，采用自制的電阻應變片稱重傳感器將砝碼重量變化轉(zhuǎn)換為電壓信號的變化，并用精密儀用放大器放大信號以及A/D轉(zhuǎn)化，最終將信號送往單片機處理，得到物體重量，同時，該設計還實現(xiàn)了通過按鍵對電子秤設置單價并計價與“去皮”功能。關鍵詞：電阻應變片 稱重傳感器 儀用放大器 簡易電子秤本設計運用到五個模塊，分別是主控芯片模塊、HX711AD轉(zhuǎn)換、LCD液晶顯示模塊、獨立按鍵、稱重傳感器模塊以及藍牙數(shù)據(jù)傳輸（測試專用）。系統(tǒng)方案框圖如圖1所示。圖1 系統(tǒng)方案框圖方案一：采用51單片機，但是51單片機的IO口個數(shù)較少，同時處理性能較低，無法滿足本設計的工作要求。故我們不采用此方案。方案二：采用MSP430單片機，該芯片由TI公司生產(chǎn)，它是一種16位超低功耗，具有精簡指令集（RISC）的混合信號處理器，將多個不同功能的模擬電路、數(shù)字電路模塊和微處理器集成在一個芯片上，具有豐富的尋址方式，簡潔的 27 條內(nèi)核指令以及大量的模擬指令；大量的寄存器以及片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲器都可參加多種運算；還有高效的查表處理指令。該芯片有處理能力強、運算速度快、超低功耗、片內(nèi)資源豐富、開發(fā)環(huán)境方便高效的優(yōu)點。故我們采用此方案。 A/D轉(zhuǎn)換+儀用放大器模塊方案一：采用MSP430處理器自帶的A/D接入口，但是A/D的位數(shù)較低，無法適應我們的轉(zhuǎn)換精度。故我們不采用此方案。方案二：采用ADC0809轉(zhuǎn)換芯片，該芯片是8位逐次逼近式A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換器，A/D的位數(shù)也較低，無法適應我們的轉(zhuǎn)換精度。故我們不采用此方案。方案三：采用HX711芯片，它是一款專為高精度電子秤而設計的24位A/D轉(zhuǎn)換器芯片，與同類型其它芯片相比，該芯片集成了包括穩(wěn)壓電源、片內(nèi)時鐘振蕩器等其它同類型芯片所需要的外圍電路，具有集成度高、響應速度快、抗干擾性強等優(yōu)點。該芯片的特點是兩路可選擇差分輸入；有片內(nèi)低噪聲可編程放大器，選擇增益為128；片內(nèi)穩(wěn)壓電路可直接向外部傳感器和芯片內(nèi)A/D轉(zhuǎn)換器提供電源；片內(nèi)時鐘振蕩器無需任何外接器件，必要時也可使用外接晶振或時鐘；上電自動復位電路；數(shù)字控制和串口通訊簡單，所有控制由管腳輸入，芯片內(nèi)寄存器無需編程。綜合以上所述優(yōu)點，故我們選擇此方案。 液晶顯示模塊液晶顯示采用LCD1602液晶屏，它是一種專門用來顯示字母、數(shù)字、符號等的點陣型液晶模塊，它由若干個5X7或者5X11等點陣字符位組成，每個點陣字符位都可以顯示一個字符，每位之間有一個點距的間隔，每行之間也有間隔，起到了字符間距和行間距的作用。顯示的內(nèi)容為16X2即可以顯示兩行，每行16個字符液晶模塊（顯示字符和數(shù)字）在計價功能上要用到數(shù)字鍵盤，所以我們自己焊制了4X4獨立鍵盤，可以有16個IO口，IO口較多，比較穩(wěn)定，可靠性高，各個按鍵之間不會相互干擾。 稱重傳感器模塊我們在材料力學的基礎上對懸臂梁進行受力分析來確定懸臂梁的尺寸，聯(lián)系工廠進行加工。將4片電阻應變片以全橋電路的形式貼于懸臂梁上，經(jīng)過測試，自制成功稱重傳感器。圖2 自制稱重傳感器實物圖2理論分析與計算圖3是直流電橋的基本結構。以電阻RRRR4組成電橋的四個橋臂，在電橋的對角點A、B端接入直流電源Ue作為電橋的激勵電源，從另一對角點C、D兩端輸出電壓Uo。使用時，電橋四個橋臂中的一個或多個是阻值隨被測量變化的電阻傳感器元件，如電阻應變片。電橋的輸出電壓Uo可通過下式確定 (1)圖3 直流電橋圖4為全橋接法。工作中四個橋臂阻值都隨被測量而
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