【正文】 rd and the acquisition of data. The smallest system part mainly realizes the demonstration of the diodes and the control of keyboard ,the part of data’s acquisition is consists of the simulator of weighing meter , signal level processing (amplifier INA121) and the fraction of the double integral A/D conversion . Because of the high request in precision of the electric circuit of the weighing meter design and the ability of antipower frequency disturbance, the selection of the high precision appliance such as the amplifier INA121 and double integral A/D switch MC14433. The system would be stronger by using different elements,and it would have better performance in application of the industry. Key words double integral A/D transformation。由于稱重儀設(shè)計中電路的精度及抗工頻干擾能力要求較高，故選用精度較高的儀表放大器 INA121 和抗工頻干擾能力較強的雙積分 A/D 轉(zhuǎn)換器 MC14433。 本論文所設(shè)計的自動稱重系統(tǒng)是應用于工業(yè)上的乳粉包裝自動稱重中的，它的實現(xiàn)有兩個過程，第一階段由異步電機帶動粗螺旋推進器給料，這一階段可看成為粗調(diào)過程，給料重量一定要小于額定重量。隨著自動化和管理現(xiàn)代化的進展，自動在線稱重，快速動態(tài)稱重在整個稱重系統(tǒng)中有了很大的發(fā)展。因此，進一步采用新技術(shù)，開發(fā)各種自動稱重系統(tǒng)和提高稱重的準確度已經(jīng)成為了多數(shù)國家科技發(fā)展的重中之重。第二階段由步進電機帶動細螺旋推進器進料，可看成是細調(diào)過程，使實際重量等于要求的額定重量。 本系統(tǒng)通過應用傳感器，各種芯片及單片機使得該稱重系統(tǒng)的實際操作性更強，便于應用于工業(yè)上。 measuring appliance enlargement。自動稱重系統(tǒng)主要包括稱重裝置和數(shù)據(jù)的存儲兩大部分。自六十年代以后，由于傳感器技術(shù)和電子技術(shù)的迅速發(fā)展，電子稱重技術(shù)日趨成熟，并逐步取代機械秤。稱重裝置應用己遍及到國民經(jīng)濟各領(lǐng)域，取得了顯著的經(jīng)濟效益。目前作為貿(mào)易結(jié)算用的靜態(tài)秤（如平臺秤、汽車衡、靜態(tài)軌道衡等）己能做到O、 l、 M、 L 規(guī)定的 3000d（分度），最高可做到 6000d。 蘇州科技學院天平學院本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 2 在品種方面隨著生產(chǎn)發(fā)展的需要和新技木的應用，出現(xiàn)了新品種，如非連續(xù)式自動累加秤、電腦組合包裝秤、高速自動包裝秤等、這些自動秤往往與生產(chǎn)過程緊密相連，成為生產(chǎn)線的一個組成部分，或者與生產(chǎn)機械組合成一臺機電一體化設(shè)備。它在稱重傳感器中所占的比例達 90％以上。由于取消了儀表中的模擬放大、 A/D 轉(zhuǎn)換的環(huán)節(jié)，使儀表大為簡化在計算機中顯 示和控制的場合，可以不用稱重儀表。 稱重儀表由于采用了低漂移高增益 放大器、高分辨率 A/D 轉(zhuǎn)換器、單片微型機、電可擦存儲器 (EEPROM)和非易失性隨機存儲器 (NOVRAM)，使其性能和功能都有了很大提高 [1]。由于采用了比較方式測量，傳感器供橋電源和 A/D 轉(zhuǎn)換基準電源共用一個電源，使電源波動的影響得到了補償。如西門子 SIWARE 稱重儀的輸出能直接與兩門子 PLC 控制器的總線相連。 為了適應各種應用的需要，當前稱重儀表發(fā)展的一個趨勢是：通過硬件或軟件的積木式組合來實現(xiàn)不同的功能需求。 據(jù)國外資料介紹 ，在電子稱重裝置中，稱重傳感器的價格這幾年變動不大，儀表價格隨著電子器件價格下降而成下降趨勢，而占成本比重比較大的承載器由于鋼材和加工費用的上漲使成本提高。本課題正是從這一方面出發(fā)進行設(shè)計的，使得本課 題設(shè)計的自動稱重系統(tǒng)既能獲取稱重信息，又能實現(xiàn)對稱重信息的管理，而且其穩(wěn)定性好，稱量速度快、精度高，可連續(xù)自動稱重，顯示稱量結(jié)果，實現(xiàn)了稱重數(shù)據(jù)的存儲，并且該自動稱重系統(tǒng)還實現(xiàn)了可視化，從而杜絕不真實計蘇州科技學院天平學院本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 4 量現(xiàn)象，維護企業(yè)和客戶的利益。最后利用單片機AT89C51對數(shù)字信號進行處理，控制數(shù)碼管顯示等。 ADC0809是逐次逼近式 A/D轉(zhuǎn)換 器 ，雙列直插式，最快的轉(zhuǎn)換速度為 100us，其引腳圖如圖 21所示： I N 026m s b2 1212 220I N 1272 3192 418I N 2282 582 615I N 312 714lsb2 817I N 42E O C7I N 53A D D A25I N 64A D D B24A D D C23I N 75A L E22r e f ( )16E N A B L E9S T A R T6r e f ( + )12C L O C K10 圖 21 ADC0809引腳圖 它由 8路模擬開關(guān)， 8位 A/D轉(zhuǎn)換器，三態(tài)輸出鎖存器以及地址鎖存器譯碼器等組成。只要干擾電壓的平均值為零，對輸出就不產(chǎn)生影響。另外雙積分型 A/D 轉(zhuǎn)換器較強的抗干擾能力，和精確的差分輸入，低廉的價格。%177。5V 電源電壓時，典型值）； BCD 碼輸出方式，即千、百、十、個位 BCD 碼分時在 Q0—Q3 輪流輸出，同時在 DS1—DS4 端輸出同步字位選通脈沖，很方便實現(xiàn) LED 的動態(tài)顯示。 FPGA可作為實現(xiàn)各種復雜的邏輯功能，特別用于大電流、大電壓場合的控制，規(guī)模大，密度高，它將所有的器件集成在一塊芯片上，減少了體積，提高了穩(wěn)定性，并且可用 EDA軟件仿真、調(diào)試，易于進行功能擴展。 AT89C51是一個低電壓，高性能 CMOS 8位單片機，片內(nèi)含 4k bytes的可反復擦寫的 Flash只讀程序存儲器和 128 bytes的 隨機存取數(shù)據(jù)存儲器（ RAM），器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存儲技術(shù)生產(chǎn)，兼容標準 MCS51指令系統(tǒng)，片內(nèi)置通用 8位中央處理器和 Flash存儲單元，內(nèi)置功能強大的微型計算機的 AT89C51提供了高性價比的解決方案 [7]。因此我們原本想采用高精度低漂移運算放大器構(gòu)成差動放大器。其內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖如圖 25 所示： 圖 25 INA121 內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖 INA121 是 Texes Instruments BB 公司生產(chǎn)的 FET 輸入、低功耗儀器放大電路，性能優(yōu)越。同時采用儀表放大器 INA121 構(gòu)成的電路還有結(jié)構(gòu)簡單，元器件少，成本較低等優(yōu)勢。但其不可調(diào)，不能滿足所需要的正負 5V 電源的要求，所以我 采用自制電源，可調(diào)式三端集成穩(wěn)壓器是輸出電壓可以連續(xù)調(diào)節(jié)的穩(wěn)壓器，有輸出正電壓的 CW317系列（ LM317）三端穩(wěn)壓器；有輸出負電壓的 CW337 系列（ LM337）三端穩(wěn)壓器。 如圖 26 所示為 CW317 應用電路圖： 圖 26 穩(wěn)壓器 CW317 應用電路圖 顯示模塊選擇 顯示模塊主要用于重量的顯示，原本采用字符型液晶模塊 JM1602C， JM1602C能顯示基本的 ASCⅡ 碼字符，采用 CMOS 工藝低功耗，內(nèi)置 KS0066 驅(qū)動器，數(shù)據(jù)蘇州科技學院天平學院本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 10 可直接傳送，用并行輸入輸出形式，數(shù)據(jù)傳送快，低延遲顯示體現(xiàn)多樣性，但是JM1602C 的引腳電平為 +5V， RAM 的引腳電平為 +，這樣就要解決電壓不匹配問題，靈活性降低 [10]。 AT89C51 是 ATMEL 公司的新一代 8 位的一片機產(chǎn)品，帶有 4KROM、128BRAM，最大工作頻率 24MHZ[13]；同時，具有 32 條輸入輸出線， 16 位定時 /計數(shù)器， 5 個中斷源，一個串行口；它具有集成度高、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，體積小可靠性高，處理功能強，速度快等特點。 2．外接晶體引腳 XTAL1。電容取 30PF 左右，具體實現(xiàn)如圖 32 所示： 輸入信號 前級放大 A/D 轉(zhuǎn)換 AT89C51 數(shù)碼管顯示 鍵盤處理 蘇州科技學院天平學院本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 12 C2C3X1X2 圖 32 晶振電路圖 3． 復位 RST。作為輸出口時能驅(qū)動 8 個 TTL。 (2) P1 端口 [－ ] P1 是一個帶有內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/0 端口。輸出蘇州科技學院天平學院本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 13 時可驅(qū)動 4 個 TTL。而在訪問 8 位地址的外部數(shù)據(jù)存儲器時其引腳上的內(nèi)容在此期間不會改變。 P1－ 3 端口在做輸入使用時，因內(nèi)部有上接電阻，被外部拉低的引腳會輸出一定的電流。對 Flash存儲器編程時，這個引腳用于輸入編程脈沖 PROG。 (3) EA/Vpp 31 外部訪問允許端。 Vpp 電壓有兩種，類似芯片最大頻率值要根據(jù)附加的編號或芯片內(nèi)的特征字決定。才用字位動態(tài)掃描 BCD 碼輸出方式，即千，百，十，個位BCD 碼輪流在 Q0～ Q3 端輸出。由于引腳 EOC 與 DU 連接在一起，所以 MC14433 能自動轉(zhuǎn)換。 由于輸入信號為直流電壓，在 INA121 的輸入管腳之前需接入濾波電路。 主程序主要完成控制系統(tǒng)各部件的初始化和實現(xiàn)各功能子程序的調(diào)用，以及實際測量中各個功能模塊的協(xié)調(diào)在無外部中斷申請時，單片機通過循環(huán)對所稱物體進行顯示。 T1 中斷子程序 T1 定時中斷嵌套在 T0 中斷之中，其定時初值由模糊控制子程序提供， T1 中斷相應的時間用于輸出稱重儀的控制信號。按下該鍵后可直接稱量，稱完重量后按 RETURN 鍵，可繼續(xù)進行包裝稱重。通過研究，發(fā)現(xiàn)系 統(tǒng)浮動誤差的根本原因是：儀表放大模塊的濾波電路中電容的精度不高和系統(tǒng)抗干擾能力較弱。乳粉包裝自動稱重系統(tǒng)的單片機部分放置于現(xiàn)場，在現(xiàn)場中由于強電磁干擾，電網(wǎng)干擾，空間干擾等，以及大量的粉塵等導體，使主機系統(tǒng)的工作環(huán)境變的很惡劣 [19]。因此，在系統(tǒng)設(shè)計中，應盡可能避開干擾源，并針對不同的干擾源，對耦合通道采取有效的方法。由于電源是整個系統(tǒng)運行的基礎(chǔ)，并且危害最嚴重的干擾源是電源的污染。 蘇州科技學院天平學院本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 26 空間干擾主要是指電磁場在線路、導線、殼體上的輻射、吸收與調(diào) 制。 本章小結(jié) 本章對可能影響系統(tǒng)精確度的因素進行分析，并相繼的提出提高系統(tǒng)精確度的方 法，這樣才能最好的解決系統(tǒng)精度低的問題。但是在程序編寫方面，沒有對系統(tǒng)進行具體的優(yōu)化。蘇州科技學院天平學院本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 28 結(jié) 論 乳粉包裝自動稱重系統(tǒng)實現(xiàn)了自動的原理，也就是在系統(tǒng)中應用電動機、單片機、還有內(nèi)部程序的共同作用，使乳粉從落粉槽中落下，在各種內(nèi)部結(jié)構(gòu)的控制下，看一袋乳粉的重量是否達到預期的重量，如果達到則通過傳送帶傳送出去進行下一袋乳粉的自動稱重；否則將次品袋作丟棄處理。通過了解現(xiàn)階段各個領(lǐng)域中稱重控制系統(tǒng)的應用方案以及使用場合，國內(nèi)外嵌入式發(fā)展的現(xiàn)狀，對比各種嵌入式處理器的性能和結(jié)構(gòu)，最終選擇了基于 C51 單片機的嵌入式控制系統(tǒng)。信息時代的高速發(fā)展使得嵌入式產(chǎn)品獲得了巨大的發(fā)展空間和機遇，相信在未來的發(fā)展中，會有越來越多的行業(yè)、越來越廣泛的場合使用嵌入式設(shè)備，使嵌入式產(chǎn)品得到長足的發(fā)展。兩年多來，學院的很多老師不僅在學業(yè)上給我以精心指導，同時還在思想、生 活上給我以無微不至的關(guān)懷，在此謹向李老師及其他老師致以誠摯的謝意和崇高的敬意。在發(fā)明了 集成電路 這一革命性的電腦設(shè)計后，電腦芯片愈來愈小的趨勢開始顯現(xiàn)出來。 諾伊斯和摩爾人喜歡被昵稱為 ―Fairchildren‖。 而這些具有鍵盤掃描，顯示控制，打印機控制及其他功能的芯片都被運用在Busi 制造的計算器。 蘇州科技學院天平學院本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 32 作為新型芯片的程序編寫員，費德里科 Faggin 領(lǐng)導了這個新型芯片設(shè)計團隊，當然泰德霍夫和斯坦 Mazor 也在這個團隊中。 英特爾又提出了一個聰明的市場營銷計劃，以鼓勵促進 4004 芯片的應用開發(fā)，這也使得 4004 芯片在幾個月之內(nèi)便得到了人們的廣泛使用。 霍夫和英特爾開發(fā)團隊在一個只有 4 毫米長 3 毫米寬的電腦內(nèi)部安裝了超過2300 個的晶體管。 除了整體延遲降低， NVIDIA nForce MCP 也顯著 提高者設(shè)備的吞吐量。 該技術(shù)提供了與眾不同的效果和集成功能：簡化了電路板布局和更多的功能空間板和附加芯片組，并降低了功耗和消耗的熱量，簡化了庫存管理和成本。 AVR 單片機 關(guān)于這方面最好的例子便是 AVR 單片機了。 ATmega8 有如下特點 :8K 字節(jié)