【正文】 安 徽 職 業(yè) 技 術(shù) 學(xué) 院 Ａ Ｄ ０ ８ ０ ４ 脈寬調(diào)制實(shí)現(xiàn)電機(jī)轉(zhuǎn)速控制、數(shù)字電壓表、電子鐘、溫度測(cè)量、整點(diǎn)報(bào)時(shí)設(shè)計(jì)學(xué)院、 專 業(yè) 安徽職業(yè)技術(shù)學(xué)院 電氣系 應(yīng)用電子 研 究 方 向 AD0804 脈寬調(diào)制研究 學(xué) 生 姓 名 蘇暉 學(xué) 號(hào) 2022221201 班 級(jí) 電子 1022 指導(dǎo)教師姓名 胡繼勝 指導(dǎo)教師職秤 教 授 2022 年 10 月 22 日AD0804 脈寬調(diào)制設(shè)計(jì)蘇暉安徽職業(yè)技術(shù)學(xué)院電氣系應(yīng)用電子摘要 隨著時(shí)代科技的迅猛發(fā)展，微電子學(xué)和計(jì)算機(jī)等現(xiàn)代電子技術(shù)的成就給傳統(tǒng)的電子測(cè)量與儀器帶來了巨大的沖擊和革命性的影響。作為重量測(cè)量?jī)x器，智能電子秤在各行各業(yè)開始顯現(xiàn)其測(cè)量準(zhǔn)確，測(cè)量速度快，易于實(shí)時(shí)測(cè)量和監(jiān)控的巨大優(yōu)點(diǎn)，并開始逐漸取代傳統(tǒng)型的機(jī)械杠桿測(cè)量秤，成為測(cè)量領(lǐng)域的主流產(chǎn)品。在設(shè)計(jì)中主要問題和技術(shù)難度在于如何實(shí)現(xiàn)高精度的測(cè)量，且所測(cè)結(jié)果的重復(fù)性好。本文設(shè)計(jì)的電子秤以單片機(jī)為主要部件，用 C 語(yǔ)言進(jìn)行軟件設(shè)計(jì)，硬件則以DS18B20 及 ADC084 驅(qū)動(dòng)電路。A/D 轉(zhuǎn)換的結(jié)果送單片機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理包括軟件濾波并顯示，電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路。其數(shù)據(jù)顯示部分采用 LCD12864 顯示，成本低且能很好地實(shí)現(xiàn)所要求的功能。關(guān)鍵詞 單片機(jī)；脈寬調(diào)制；數(shù)字電壓表；溫度測(cè)量；轉(zhuǎn)速控制；時(shí)鐘顯示The Design of The Highprecision Electronic ScaleRen GeSchool of Physics and Electronic Information, Huai Bei Normal University, Anhui Huaibei, 235000Abstract With the rapid development of technology of the times, the achievements of microelectronics and puters and other modern electronic technology play huge and revolutionary impact on the traditional electronic measuring instrument. As a weight measuring instruments, intelligent electronic scale has shown its high accuracy and speed. It has advantages in realtime measurement and monitoring, and began to gradually replace traditional mechanical scales. Intelligent electronic scale has bee the mainstream products in the field of measurement. In this paper, the microcontroller is used as the main the ponent of the electronic scale, C language is utilized as the software and the strain gauge pressure sensor is used as the main hardware. Because the output is analog and the value of it is relative small, HX711 with precision is 24 bits is used as the main AD converter and amplifier, the accuracy of the scale is . The results of AD converter are sampled by the microcontroller, and the information is filtered and displayed. The results are shown in LCD, the system has low cost and can be realized easily.Keywords Singlechip microputer。Highprecision。Software filter目錄1 緒論 ...................................................1 概述 ..........................................1 論文的主要任務(wù) ................................1……………………………………………1 系統(tǒng)組成 ......................................2 系統(tǒng)工作原理 ..................................23 系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì) .........................................3 主控芯片 STC89C52 單片機(jī)基本系統(tǒng) ...............3 A/D 轉(zhuǎn)換芯片 AD0804 接口電路的設(shè)計(jì) .............6 壓電傳感器的電路 .............................114 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) ..........................................14 系統(tǒng)主函數(shù) ...................................15 A/D 數(shù)據(jù)采集子函數(shù) ...........................15 軟件濾波子函數(shù)及顯示函數(shù) .....................165 DS18B20 溫控電路 ........................................17 DS18B20 芯片封裝結(jié)構(gòu)： ...........................17 DS18B20 引腳功能 ................................18 控制器對(duì) 18B20 操作流程 ...........................18 DS18B20 芯片與單片機(jī)的接口 ........................206 電機(jī)路……………………………………………………………….23 電機(jī)電路圖……………………………………………………….23 電機(jī)工作理……………………………………………………….237 蜂鳴器驅(qū)動(dòng)路……………………………………………………...23 蜂鳴器驅(qū)動(dòng)路圖…………………………………………………..24 工作原理……..…………………………………………………..24結(jié)論……………………………………………………………………..25附錄 系統(tǒng)電路圖及程序代碼……………………………..26致 謝………………………………………………………………..68本組成員……………………………………………………..701 緒論 概述隨著科技的迅猛發(fā)展，電子技術(shù)在生活中得到了廣泛的應(yīng)用。這給電子技術(shù)的發(fā)展帶來了空前的機(jī)會(huì)，同時(shí)也帶來了很大的挑戰(zhàn) [1]。電子技術(shù)逐漸的向著集成化、高速、高精度、智能化的方向發(fā)展。常規(guī)的測(cè)試儀器儀表已不能滿足市場(chǎng)的需求，這就給高精度儀器儀表帶來發(fā)展機(jī)遇。而且，在未來相當(dāng)長(zhǎng)得時(shí)間內(nèi)都將會(huì)向著這個(gè)方向發(fā)展。這就出現(xiàn)了這樣的矛盾：陳舊的電子技術(shù)產(chǎn)品不能滿足高速發(fā)展的市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的需求 [2]。我設(shè)計(jì)的是通過ADC084實(shí)現(xiàn)脈寬調(diào)制來控制電機(jī)轉(zhuǎn)速；DS1302實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)溫度測(cè)量；數(shù)字電壓表；時(shí)鐘顯示等。 論文的主要任務(wù)本文設(shè)計(jì)的以單片機(jī)為核心控制部件，用C語(yǔ)言作為編程語(yǔ)言來進(jìn)行軟件設(shè)計(jì)，以AD0804為主要器件,制作出一套測(cè)量范圍在0～100%脈寬調(diào)制，通過調(diào)節(jié)電位器輸出的電量是模擬量，數(shù)值在0~255范圍；再經(jīng)過換算成0~5v電壓。然后，A/D 轉(zhuǎn)換的結(jié)果才能送單片機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理并顯示。其數(shù)據(jù)顯示部分采用 LCD 顯示，成本低且能很好地實(shí)現(xiàn)所要求的功能。2 系統(tǒng)組成及工作原理 系統(tǒng)組成本高精度電子秤系統(tǒng)可分為單片機(jī)控制電路、A/D 轉(zhuǎn)換電路、復(fù)位電路、傳感器、時(shí)鐘電路、LCD 顯示、濾波電路等幾部分，其系統(tǒng)組成如圖 1 所示。MCU單片機(jī)電位器 電機(jī)控制電路LCD 顯示電路復(fù)位電路時(shí)鐘電路A/D 轉(zhuǎn)換電路按鍵控制電路溫度電路 報(bào)警電路圖 1 系統(tǒng)組成框圖 系統(tǒng)工作原理 系統(tǒng)原理如圖 1 所示，系統(tǒng)通過傳感器將壓力這種物理量轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，即傳感器內(nèi)部的電阻應(yīng)變片感應(yīng)到壓力后，電阻發(fā)生微小變化，通過全橋測(cè)量電路將電阻的微小變化轉(zhuǎn)化成電壓的微小變化 adc08004 將信號(hào)調(diào)整到 A/D 能采集的范圍，然后由 A/D 進(jìn)行采集轉(zhuǎn)換，接著把采集到的８位高低電平通過Ｐ１口送到單片機(jī)進(jìn)行處理，單片機(jī)處理后，把數(shù)字信號(hào)輸送到顯示電路中，由顯示電路輸出測(cè)量結(jié)果。整個(gè)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了用單片機(jī)來控制輸出，在線性度的確定過程中，需要對(duì)程序進(jìn)行反復(fù)的修改，最終實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)的要求。系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)在于將物理量轉(zhuǎn)化為可以傳遞處理的電信號(hào)。本設(shè)計(jì)筆者使用了 adc0804 來解決這一技術(shù)難題。 HX711 直接將壓力傳感器送出的微弱電信號(hào)，經(jīng)過內(nèi)部放大和 24 位 A/D 轉(zhuǎn)換器，轉(zhuǎn)化為處理器可以識(shí)別和處理的數(shù)字量 [3]。通過軟件方法，將 A/D 所采集的數(shù)字量進(jìn)行濾波和標(biāo)定，最終輸出重量值。并由LCD 顯示屏進(jìn)行顯示。 3 系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì) 主控芯片 STC89C52 單片機(jī)基本系統(tǒng) STC89C52 單片機(jī)性能介紹STC89C52 是一種低功耗、高性能 8 位微控制器，具有 8K 的可編程 flash存儲(chǔ)器 [5]。使用高密度非易失性存儲(chǔ)器技術(shù)制造，與工業(yè) 80C51 產(chǎn)品指令和引腳完全兼容。內(nèi) 512 字 節(jié) RAM， 32 位 I/O 口 線 ， 看 門 狗 定 時(shí) 器 ， 內(nèi) 置 4KB EEPROM， MAX810 復(fù) 位 電 路 ， 三 個(gè) 16 位 定 時(shí) 器 /計(jì) 數(shù) 器 ， 一 個(gè) 6 向 量 2 級(jí)中 斷 結(jié) 構(gòu) ， 全 雙 工 串 行 口 。 另 外 STC89C52 可 降 至 0Hz 靜 態(tài) 邏 輯 操 作 ， 支 持2 種 可 選 擇 節(jié) 電 模 式 。 空 閑 模 式 下 ， CPU 停 止 工 作 ， 允 許 RAM、 定 時(shí) 器 /計(jì)數(shù) 器 、 串 口 、 中 斷 繼 續(xù) 工 作 。 掉 電 保 護(hù) 方 式 下 ， RAM 內(nèi) 容 被 保 存 ， 振 蕩 器 被 凍結(jié) ， 單 片 機(jī) 一 切 工 作 停 止 ， 直 到 下 一 個(gè) 中 斷 或 硬 件 復(fù) 位 為 止 。 最 高 運(yùn) 作 頻 率35MHZ， 6T/12T 可 選 。 片上 flash 允許程序存儲(chǔ)器在線可編程，也適于常規(guī)編程器 [6]。在單芯片上，擁有靈巧的 8 位 CPU 和在系統(tǒng)上可編程閃爍存儲(chǔ)單元，使得 STC89C52 為眾多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供靈活、有效的解決方案，因此筆者在設(shè)計(jì)時(shí)選擇了 51 單片機(jī)作為解決方案。時(shí) 鐘 電 路（ 控 制 器 ） 4SFR和 AM2 RO3CPU1 定 時(shí) /計(jì) 數(shù) 器5并 行 端 口6 中 斷 系 統(tǒng)8串 行 端 口7系 統(tǒng) 總 線時(shí) 鐘 源 T0 1P0 1 2 3TXD R INT0 1圖 2 單片機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)STC89C52 具有以下標(biāo)準(zhǔn)功能：8K 字節(jié)閃爍存儲(chǔ)器， 256 字節(jié)讀寫存儲(chǔ)器，32 位 I/O 口線，看門狗定時(shí)器，2 個(gè)數(shù)據(jù)指針，三個(gè) 16 位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器，一個(gè)6 向量 2 級(jí)中斷結(jié)構(gòu)，全雙工串行口，片內(nèi)晶振及時(shí)鐘電路。另外，STC89C52可降至 0Hz 靜態(tài)邏輯操作，支持 2 種軟件可選擇節(jié)電模式?？臻e模式下，CPU 停止工作，允許讀寫存儲(chǔ)器、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器、串口、中斷繼續(xù)工作。掉電保護(hù)方式下，讀寫存儲(chǔ)器內(nèi)容被保存，振蕩器被凍結(jié)，單片機(jī)一切工作停止，直到下一個(gè)中斷或硬件復(fù)位為止。圖 2 所示為單片機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)。 STC89C52 單片機(jī)引腳功能VCC：電源。P0 口：P0 口是一個(gè) 8 位漏極開路的雙向 I/O 口。作為輸出口，每位能驅(qū)動(dòng)8 個(gè) TTL 邏輯電平。對(duì) P0 端口寫“1”時(shí)，引腳用作高阻抗輸入。當(dāng)訪問外部程序和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，P0 口也被作為低 8 位地址/數(shù)據(jù)復(fù)用。在這種模式下，P0 具有內(nèi)部上拉電阻。在閃爍編程時(shí)，P0 口也用來接收指令字節(jié)；在程序校驗(yàn)時(shí)，輸出指令字節(jié)。程序校驗(yàn)時(shí)，需要外部上拉電阻 [6]。P1 口：P1 口是一個(gè)具有內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口，P1 輸出緩沖器能驅(qū)動(dòng) 4 個(gè) TTL 邏輯電