【正文】 日期： 2017年 7月 14日 電氣與電子信息學(xué)院智能化測控應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計報告設(shè)計名稱： 智能化測控應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計 題 目： 電子批量稱重裝置設(shè)計 年 級： 2014級 學(xué)生姓名： 學(xué) 號： 3120140803 專 業(yè)： 測控技術(shù)與儀器專業(yè) 指導(dǎo)教師： 電子批量稱重裝置設(shè)計摘要：針對目前市場上使用的傳統(tǒng)稱重工具在稱量小輕量的物品時存在精度不高，并且結(jié)構(gòu)復(fù)雜，易老化，成本高等的缺點(diǎn)。為了改變傳統(tǒng)稱重工具在使用上存在的這些問題，提出了將智能化、人性化用在電子稱重的控制系統(tǒng)中。本系統(tǒng)主要由單片機(jī)來控制，測量物體重量部分由稱重傳感器及A/D轉(zhuǎn)換器組成，加上顯示單元以及串口發(fā)送單元。此電子秤具備了功能多、可批量測重、性能價格比高、功耗低、系統(tǒng)設(shè)計簡單、使用方便直觀、測量準(zhǔn)確等特點(diǎn)。通過以AT89C51單片機(jī)為主控芯片，外圍附以稱重電路、顯示電路、報警電路、鍵盤電路以及通過串口將所測數(shù)據(jù)發(fā)送到PC端，在PC端上利用LabVIEW設(shè)計上位機(jī)軟件，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的顯示以及存儲功能，從而實現(xiàn)自動稱重系統(tǒng)的批量稱重功能、報警功能、數(shù)據(jù)計算功能以及人機(jī)交換功能。可以說,此設(shè)計所完成的電子秤很大程度上滿足了應(yīng)用需求。關(guān)鍵詞：單片機(jī)，應(yīng)變式壓力傳感器，超重報警，上位機(jī)，批量稱重Abstract：The traditional weighing tools used in the present market are not high in accuracy when weighing small quantities, and the structure is plex, aging and high cost. In order to change the existing problems of traditional weighing tools, the intelligent and humanized system is put forward. The system is mainly controlled by single chip microputer, and the weight part of the object is posed of weighing sensor and A/D converter, plus display unit and serial port. This electronic scale has the characteristics of many functions, high volume measurement, high performance price, low power consumption, simple system design, easy to use, and accurate measurement. By AT89C51 single chip microputer as main control chip, peripheral attached to integrated circuit, display circuit, alarm circuit, keyboard circuit and via a serial port to send the test data to PC, PC software on the PC using LabVIEW design, realizes the data display and storage capabilities, so as to realize the batch weighing functions of automatic weighing system, alarm, data calculation and manmachine exchange functions. It is fair to say that the electronic scale pleted by this design meets the needs of the application.Keywords: Single chip microputer, strain pressure sensor, overweight alarm, upper machine, weight weighing目錄1 前言 02總體方案設(shè)計 2 2 2 3 方案比較與選擇 43單元模塊設(shè)計及仿真 5 5 6 6 8 A/D轉(zhuǎn)換電路選擇與設(shè)計 9 11 11 12 13 154系統(tǒng)程序設(shè)計 16 16 A/D數(shù)據(jù)采集與處理子函數(shù) 17 18 19 LabVIEW程序框圖 195系統(tǒng)調(diào)試 22 22 程序的編譯與鏈接 22 23 24 24 LabVIEW上位機(jī)的調(diào)試 246系統(tǒng)功能、性能參數(shù) 26 系統(tǒng)實現(xiàn)的功能 26 系統(tǒng)性能參數(shù) 267總結(jié) 288致謝 299參考文獻(xiàn) 30附錄一：Proteus仿真圖 31附錄二：上位機(jī)程序圖 32附錄三：實物圖 33附錄四：部分程序 3437 / 421 前言稱重技術(shù)自古以來就被人們所重視，作為一種計量手段，廣泛應(yīng)用于工農(nóng)業(yè)、科研、交通、內(nèi)外貿(mào)易等各個領(lǐng)域，與人民的生活緊密相連。電子秤是電子衡器中的一種，衡器是國家法定計量器具，是國計民生、國防建設(shè)、科學(xué)研究、內(nèi)外貿(mào)易不可缺少的計量設(shè)備，衡器產(chǎn)品技術(shù)水平的高低，將直接影響各行各業(yè)的現(xiàn)代化水平和社會經(jīng)濟(jì)效益的提高。稱重裝置不僅是提供重量數(shù)據(jù)的單體儀表，而且作為工業(yè)控制系統(tǒng)和商業(yè)管理系統(tǒng)的一個組成部分，推進(jìn)了工業(yè)生產(chǎn)的自動化和管理的現(xiàn)代化，它起到了縮短作業(yè)時間、改善操作條件、降低能源和材料的消耗、提高產(chǎn)品質(zhì)量以及加強(qiáng)企業(yè)管理、改善經(jīng)營管理等多方面的作用。稱重裝置的應(yīng)用已遍及到國民經(jīng)濟(jì)各領(lǐng)域，取得了顯著的經(jīng)濟(jì)效益。電子秤是稱重技術(shù)中的一種新型儀表，廣泛應(yīng)用于各種場合。電子秤與機(jī)械秤比較有體積小、重量輕、結(jié)構(gòu)簡單、價格低、實用價值強(qiáng)、維護(hù)方便等特點(diǎn)，可在各種環(huán)境工作，重量信號可遠(yuǎn)傳，易于實現(xiàn)重量顯示數(shù)字化，易于與計算機(jī)聯(lián)網(wǎng)，實現(xiàn)生產(chǎn)過程自動化，提高勞動生產(chǎn)率。從世界水平看，衡器技術(shù)已經(jīng)經(jīng)歷了四個階段，從傳統(tǒng)的全部由機(jī)械元器件組成的機(jī)械稱到用電子線路代替部分機(jī)械元器件的機(jī)電結(jié)合秤，再從集成電路式到目前的單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計的電子計價秤。我國電子衡器從最初的機(jī)電結(jié)合型發(fā)展到現(xiàn)在的全電子型和數(shù)字智能型?，F(xiàn)今電子衡器制造技術(shù)及應(yīng)用得到了新發(fā)展：電子稱重技術(shù)從靜態(tài)稱重向動態(tài)稱重發(fā)展；計量方法從模擬測量向數(shù)字測量發(fā)展；測量特點(diǎn)從單參數(shù)測量向多參數(shù)測量發(fā)展。常規(guī)的測試儀器儀表和控制裝置被更先進(jìn)的智能儀器所取代，使得傳統(tǒng)的電子測量儀器在遠(yuǎn)離、功能、精度及自動化水平定方面發(fā)生了巨大變化，并相應(yīng)的出現(xiàn)了各種各樣的智能儀器控制系統(tǒng)，使得科學(xué)實驗和應(yīng)用工程的自動化程度得以顯著提高。電子稱重的實現(xiàn)首先是通過壓力傳感器采集到被測物體的重量并將其轉(zhuǎn)換成電壓信號。輸出電壓信號通常很小，需要通過前端信號處理電路進(jìn)行準(zhǔn)確的線性放大。放大后的模擬電壓信號經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換成數(shù)字量被送入到主控電路的單片機(jī)中，再經(jīng)過單片機(jī)控制譯碼顯示器，從而顯示出被測物體的重量。按照設(shè)計的基本要求，系統(tǒng)可分為四大模塊，數(shù)據(jù)采集模塊、控制器模塊、人機(jī)交互液晶顯示界面模塊以及上位機(jī)數(shù)據(jù)存儲模塊。，其中數(shù)據(jù)采集模塊由壓力傳感器、信號的前級處理和A/D轉(zhuǎn)換部分組成。轉(zhuǎn)換后的數(shù)字信號送給控制器處理，由控制器完成對該數(shù)字量的處理，驅(qū)動顯示模塊完成人機(jī)間的信息交換，上位機(jī)部分實現(xiàn)對數(shù)據(jù)的存儲以此實現(xiàn)批量測重。此部分對軟件的設(shè)計要求比較高，系統(tǒng)的大部分功能都需要軟件來控制。在擴(kuò)展功能上，本設(shè)計增加了一個過載報警提示功能和電子日歷功能使本電子稱的設(shè)計更人性化智能化。 設(shè)計概述框圖2總體方案設(shè)計對同一種目的的實現(xiàn)，可以用不同的方案，下面就著重介紹以下三種方案對同一目的的實現(xiàn)方法。并比較三種方案的優(yōu)劣。 方案一的系統(tǒng)框圖工作原理簡述：壓力傳感器采用數(shù)字壓力傳感器，數(shù)字壓力傳感器采集的數(shù)據(jù)直接送給單片機(jī)對數(shù)據(jù)進(jìn)一步處理，人機(jī)交互界面采用鍵盤輸入以及數(shù)碼管顯示外加報警電路進(jìn)行超重報警。 方案二的系統(tǒng)框圖工作原理簡述：模擬量壓力傳感器采集壓力信號變化，所采集的模擬量需經(jīng)HX711自帶的放大電路進(jìn)行信號放大以及A/D轉(zhuǎn)換電路將模擬信號轉(zhuǎn)換為單片機(jī)能識別的數(shù)字量，單片機(jī)對數(shù)據(jù)進(jìn)一步處理，人機(jī)交互界面采用鍵盤輸入以及LCD12864液晶顯示外加報警電路進(jìn)行超重報警。 方案三的系統(tǒng)框圖工作原理簡述：模擬量壓力傳感器采集壓力信號變化，所采集的模擬量需經(jīng)放大電路進(jìn)行信號放大，后經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換電路進(jìn)行數(shù)模轉(zhuǎn)換為單片機(jī)能識別的數(shù)字量，單片機(jī)對數(shù)據(jù)進(jìn)一步處理，人機(jī)交互界面采用鍵盤輸入以及LCD12864液晶顯示外加報警電路進(jìn)行超重報警，上位機(jī)部分對單片機(jī)同串口發(fā)送來的稱重數(shù)據(jù)進(jìn)行保存。 方案比較與選擇比較三個方案可以看出：1. 方案一中的數(shù)據(jù)采集器件采用數(shù)字壓力傳感器，而數(shù)字壓力傳感器動輒上