【正文】 傳感器量程的選擇可依據(jù)秤的最大稱量值、選用傳感器的個(gè)數(shù)、秤體的自重、可能產(chǎn)生的最大偏載及動(dòng)載等因素綜合評(píng)價(jià)來確定。AT89CXX有兩大優(yōu)勢(shì):第一，片內(nèi)存儲(chǔ)器采用閃速存儲(chǔ)器,使程序?qū)懭敫臃奖悖坏诙?，提供了更小尺寸的芯?使整個(gè)硬件電路體積更小,此外價(jià)格低廉性能比較穩(wěn)定的MCPU,具有8K8ROM、2568RAM、2個(gè)16位定時(shí)計(jì)數(shù)器、4個(gè)8位I/O接口,這些配置能夠很好地實(shí)現(xiàn)本儀器的測(cè)量和控制要求。 控制器選擇本系統(tǒng)由于要求必須使用單片機(jī)作為系統(tǒng)的主控制器,而且以單片機(jī)為主控制器的設(shè)計(jì)，可以容易地將計(jì)算機(jī)技術(shù)和測(cè)量控制技術(shù)結(jié)合在一起，組成新型的只需要改變軟件程序就可以更新?lián)Q代的“智能化測(cè)量控制系統(tǒng)”。單片機(jī)A\D轉(zhuǎn)換稱重傳感器皮帶機(jī)電機(jī)放大電路LED鍵盤可控硅調(diào)功調(diào)速電路 設(shè)計(jì)思路框圖測(cè)量部分是利用稱重傳感器檢測(cè)壓力信號(hào)，得到微弱的電信號(hào)（本設(shè)計(jì)為電壓信號(hào)），而后經(jīng)處理電路（如濾波電路，差動(dòng)放大電路，）處理后，送A/D轉(zhuǎn)換器，將模擬量轉(zhuǎn)化為數(shù)字量輸出。綜上所述,本系統(tǒng)的主要設(shè)計(jì)思路是：利用壓力傳感器采集因壓力變化產(chǎn)生的電壓信號(hào)，經(jīng)過電壓放大電路放大，然后再經(jīng)過模數(shù)轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，最后把數(shù)字信號(hào)送入單片機(jī)。一般地信號(hào)的放大、濾波、A/D轉(zhuǎn)換以及信號(hào)各種運(yùn)算處理都在儀表中完成。 定量給料皮帶秤的工作原理加電后，電機(jī)驅(qū)動(dòng)皮帶開始旋轉(zhuǎn)，微處理機(jī)根據(jù)當(dāng)前操作控制電機(jī)轉(zhuǎn)速，通過鏈傳動(dòng)輥筒使皮帶進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)。對(duì)稱重傳感器的基本要求是：輸出電量與輸入重量保持單值對(duì)應(yīng)，并有良好的線性關(guān)系；有較高的靈敏度；對(duì)被稱物體的狀態(tài)的影響要??；能在較差的工作條件下工作；有較好的頻響特性；穩(wěn)定可靠。（2）皮帶在電機(jī)帶動(dòng)滾輪作用下，獲得相應(yīng)的速度（它的速度只決定于電機(jī)），完成傳送物料的功能(3) 稱重、傳力復(fù)位系統(tǒng) 它是被稱物體與轉(zhuǎn)換元件之間的機(jī)械、傳力復(fù)位系統(tǒng)，又稱電子皮帶秤的秤體，一般包括接受被稱物體載荷的承載器、秤橋結(jié)構(gòu)、吊掛連接部件和限位減振機(jī)構(gòu)等。機(jī)械部分主要包括：供料溜子、稱重傳力復(fù)位系統(tǒng)裝置、皮帶張力自動(dòng)調(diào)整裝置、傳動(dòng)及減速裝置、皮帶、電機(jī)。電子稱重技術(shù)從靜態(tài)稱重向動(dòng)態(tài)稱重發(fā)展：計(jì)量方法從模擬測(cè)量向數(shù)字測(cè)量發(fā)展；測(cè)量特點(diǎn)從單參數(shù)測(cè)量向多參數(shù)測(cè)量發(fā)展，特別是對(duì)快速稱重和動(dòng)態(tài)稱重的研究與應(yīng)用。因此，稱重技術(shù)的研究和衡器工業(yè)的發(fā)展各國(guó)都非常重視。稱重技術(shù)自古以來就被人們所重視，作為一種計(jì)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(gè)領(lǐng)域，與人民的生活緊密相連。 LED display 。 LED顯示器 。運(yùn)算結(jié)果送到內(nèi)存貯器，需要顯示時(shí)，CPU發(fā)出指令，從內(nèi)存貯器中讀出送到顯示器顯示，或送打印機(jī)打??；當(dāng)需要對(duì)皮帶秤的速度作出相應(yīng)的調(diào)整時(shí)，通過數(shù)字鍵盤向89C51單片機(jī)輸入相應(yīng)的數(shù)值，通過I\O口接收到該信號(hào)的CPU對(duì)該數(shù)值信號(hào)進(jìn)行再處理并轉(zhuǎn)換成命令信號(hào)，該命令信號(hào)送至可控硅過零調(diào)功調(diào)速電路，可控硅調(diào)功調(diào)速電路根據(jù)該命令信號(hào)去調(diào)節(jié)電機(jī)的速度，因?yàn)槠У膫鬏斔俣戎苯尤Q于電機(jī)的速度，電機(jī)速度的改變使得皮帶的傳輸速度也隨之發(fā)生變化。 本系統(tǒng)以89C51單片機(jī)為主控芯片，外圍附以測(cè)重電路、顯示電路、鍵盤電路、可控硅過零調(diào)功調(diào)速電路等構(gòu)成智能稱重控制系統(tǒng)電路板，從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)稱重系統(tǒng)的各種控制功能。河北聯(lián)合大學(xué)輕工學(xué)院QINGGONG COLLEGE, HEBEI UNITED UNIVERSITY畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書設(shè)計(jì)（論文）題目：定量給料皮帶秤控制器的軟件設(shè)計(jì) 2012年05月20日摘要摘 要隨著微電子技術(shù)的應(yīng)用，市場(chǎng)上使用的傳統(tǒng)稱重工具已經(jīng)滿足不了人們的要求?？梢哉f,此設(shè)計(jì)所完成的電子皮帶秤很大程度上滿足了工業(yè)應(yīng)用需求。一般地信號(hào)的放大、濾波、A/D轉(zhuǎn)換以及信號(hào)各種運(yùn)算處理都在各自儀表或電路中完成。 軟件IABSTRACTABSTRACT With the application of microelectronics technology, tradition ponderation instrument used in market has been not satisfaction with human requirements already. In order to make up for the traditional apparatus shorting, we improve the apparatus39。 softwareIII目錄目 錄摘 要 IABSTRACT II第1章 前 言 1 定量給料皮帶秤與稱重技術(shù)簡(jiǎn)介 1 定量給料皮帶秤的組成 2 定量給料皮帶秤的結(jié)構(gòu) 2 定量給料皮帶秤的工作原理 3 系統(tǒng)設(shè)計(jì)思路 4第2章 系統(tǒng)方案論證與選型 5 控制器選擇 5 系統(tǒng)檢測(cè)控制部分的硬件選擇 6 傳感器的選擇 6 放大電路選擇 7 A/D轉(zhuǎn)換器的選擇 9 14 鍵盤處理部分方案論證 16圖28 矩陣式鍵盤結(jié)構(gòu)圖 17 顯示電路選擇部分 17第3章 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 18 微分處理器的發(fā)展 18 X5045 EEPROM存儲(chǔ)芯片介紹 19 74LS374芯片和74LS145芯片介紹 21 主控電路硬件設(shè)計(jì) 22第4 章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 24 程序的總體設(shè)計(jì) 24 系統(tǒng)主程序?qū)崿F(xiàn) 25 子程序設(shè)計(jì) 25 系統(tǒng)看門狗介紹 25 動(dòng)態(tài)顯示和按鍵掃描處理程序?qū)崿F(xiàn) 28 A/D轉(zhuǎn)換程序?qū)崿F(xiàn) 29 顯示處理子程序?qū)崿F(xiàn) 30 鍵盤子程序?qū)崿F(xiàn) 31 33 軟件仿真調(diào)試 35 用戶使用說明 35 控制面板介紹 35 控制面板功能說明 36結(jié) 論 37謝 辭 38參考文獻(xiàn) 39附 錄 40III第1章 前言第1章 前 言 定量給料皮帶秤與稱重技術(shù)簡(jiǎn)介定量給料皮帶秤被廣泛地應(yīng)用于礦山、煤炭、化學(xué)工業(yè)和碼頭等行業(yè)．它是一種非常重要的動(dòng)態(tài)測(cè)量系統(tǒng)和配料系統(tǒng)。電子皮帶秤是電子衡器中的一種，衡器是國(guó)家法定計(jì)量器具，是國(guó)計(jì)民生、國(guó)防建設(shè)、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、科學(xué)研究、內(nèi)外貿(mào)易不可缺少的計(jì)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(huì)經(jīng)濟(jì)效益的提高。50年代中期電子技術(shù)的滲入推動(dòng)了衡器制造業(yè)的發(fā)展。通過分析近年來電子衡器產(chǎn)品的發(fā)展情況及國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)的需求，電子衡器總的發(fā)展趨勢(shì)是小型化、模塊化、集成化、智能化；其技術(shù)性能趨向是速率高、準(zhǔn)確度高、穩(wěn)定性高、可靠性高；其功能趨向是稱重計(jì)量的控制信息和非控制信息并重的“智能化”功能；其應(yīng)用性能趨向于綜合性和組合性[1]。檢測(cè)電路及裝置主要包括：稱重傳感器及其相應(yīng)電路，速度傳感器及其相應(yīng)電路。（4）電機(jī) 受單片機(jī)控制的一個(gè)執(zhí)行裝置，為皮帶提供動(dòng)力，帶動(dòng)皮帶的轉(zhuǎn)動(dòng)，使皮帶的傳送功能得以實(shí)現(xiàn)，控制皮帶的速度，是單片機(jī)相應(yīng)的速度控制功能得以實(shí)現(xiàn)（5）可控硅調(diào)功調(diào)速電路它是一種較新型交流電機(jī)調(diào)速電路，電路中采用了過零雙向可控硅型光耦 MOC3041，它集光電隔離、過零檢測(cè)、過零觸發(fā)等功能于一身，避免了輸入輸出通道同時(shí)控制雙向可控硅觸發(fā)的缺陷，大大簡(jiǎn)化了輸出通道隔離驅(qū)動(dòng)電路的結(jié)構(gòu)。 (7) 測(cè)量顯示和數(shù)據(jù)輸出的載荷測(cè)量裝置即處理稱重傳感器信號(hào)的電子線路（包括放大器、模數(shù)轉(zhuǎn)換、電流源或電壓源、調(diào)節(jié)器、補(bǔ)嘗元件、保護(hù)線路等）和指示部件（如顯示、打印、數(shù)據(jù)傳輸和存貯器件等）。料斗中的物料落在落料區(qū)，經(jīng)皮帶運(yùn)送到達(dá)稱重區(qū)，其重量便通過皮帶秤體傳遞到稱重傳感器，傳感器隨之產(chǎn)生力－電效應(yīng)，將物體的重量轉(zhuǎn)換成與被稱物體重量成一定函數(shù)關(guān)系(一般成正比關(guān)系)的電信號(hào)(電壓或電流等)。 系統(tǒng)設(shè)計(jì)思路微控制器技術(shù)傳感器技術(shù)的發(fā)展和計(jì)算機(jī)技術(shù)的廣泛應(yīng)用,電子產(chǎn)品的更新速度達(dá)到了日新月異的地步。單片機(jī)經(jīng)過相應(yīng)的處理后，得出當(dāng)前所稱物品的重量，然后再顯示出來?？刂破鞑糠纸邮軄碜訟/D轉(zhuǎn)換器輸出的數(shù)字信號(hào)，經(jīng)過復(fù)雜的運(yùn)算，將數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為物體的實(shí)際重量信號(hào)，并將其存儲(chǔ)到存儲(chǔ)單元中。這種新型的智能儀表在測(cè)量過程自動(dòng)化、測(cè)量結(jié)果的數(shù)據(jù)處理、控制過程的便捷性以及功能的多樣化方面，都取得了巨大的進(jìn)展。[2]最后方案確定選擇AT89C51這個(gè)比較常用的單片機(jī)來實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的功能要求。一般來說，傳感器的量程越接近分配到每個(gè)傳感器的載荷，其稱量的準(zhǔn)確度就越高。[3]綜合考慮,本系統(tǒng)采用CHBW電阻應(yīng)變式傳感器,其最大量程為1000kg的稱重傳感器由雙彎曲梁結(jié)構(gòu)，優(yōu)質(zhì)合金鋼制造。該稱重傳感器主要由彈性體、電阻應(yīng)變片電纜線等組成。2Ω輸出電阻 Output resistance Ω 350177。按照輸入電壓20mV，分辨率20000碼的情況，漂移要小于1181。V），從而保證了放大環(huán)節(jié)對(duì)零點(diǎn)漂移的要求。這樣小的電阻變化既難以直接精確測(cè)量，又不便直接處理。所以，此種方案不宜采用。ADC集成電路類型介紹⑴ 并行比較A/D轉(zhuǎn)換器：如ADC080 ADC0809等 。缺點(diǎn)是：并行比較式A/D轉(zhuǎn)換的抗干擾能力差，由于工藝限制，其分辨率一般不高于8位，因此并行比較式A/D只適合于數(shù)字示波器等轉(zhuǎn)換速度較快的儀器中，不適合本系統(tǒng)。⑶ 積分型A/D轉(zhuǎn)換器：如：ICL713ICL710ICL154MC14433等。積分型ADC兩次積分的時(shí)間都是利用同一個(gè)時(shí)鐘發(fā)生器和計(jì)數(shù)器來確定，因此所得到的表達(dá)式與時(shí)鐘頻率無關(guān)，其轉(zhuǎn)換精度只取決于參考電壓VR。其優(yōu)點(diǎn)是：分辨率高，可達(dá)22位；功耗低、成本低?！?】MAX187功能及應(yīng)用介紹 根據(jù)系統(tǒng)的精度要求以及綜合的分析其優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)，本設(shè)計(jì)采用了12位A/D MAX187轉(zhuǎn)換器。1/2LSB 整體非線形度；⑤ 基準(zhǔn)電壓, 與SPI、QSPI 及Mi2crowire 兼容的3 線串行接口。GND : 模擬地和數(shù)字地；CS: 片選信號(hào)輸入端；SCLK:串行時(shí)鐘輸入端；DOUT:串行數(shù)據(jù)輸入端,數(shù)據(jù)在SCLK下降沿輸出。② 工作過程簡(jiǎn)述MAX187 。2）經(jīng)過一個(gè)內(nèi)部8. 5μs 轉(zhuǎn)換周期后,DOUT 被拉為高點(diǎn)平,轉(zhuǎn)換結(jié)束,數(shù)據(jù)在SCLK的時(shí)序控制下從OUT 端輸出。如果13 個(gè)SCLK周期后,CS 仍為0 ,這時(shí)SCLK仍不斷發(fā)生,DOUT 端在LSB 后將輸出“0”,成為無效位。在污水水質(zhì)參數(shù)檢測(cè)中采用MAX187 將采集到的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)。MAX187 的SCLK、CS、DOUT 端直接與單片機(jī)的通用I/ O 口相連,不需要任何接口變換。置CS 無效　　　CLR 　SCLK 。轉(zhuǎn)換開始　。 串行數(shù)據(jù)輸出　DJNZ R7 ,D134NS1MOV C ,DOUTD134NS1：NOPRET （1） 交流電機(jī)的調(diào)速主要分為三類:第一類：串級(jí)調(diào)速，這種調(diào)速系統(tǒng)復(fù)雜，而且不容易控制。另外，移相觸發(fā)可控硅調(diào)壓裝置，在可控硅導(dǎo)通瞬間會(huì)產(chǎn)生高次諧波，造成電網(wǎng)電壓波形畸變，將影響其他用電設(shè)備和通訊系統(tǒng)的正常工作。過零調(diào)功通過的工作電壓是完整的正弦波形，過零導(dǎo)通且過零截止。實(shí)現(xiàn)可控硅的過零控制，需要解決兩個(gè)問題：（1）要能實(shí)現(xiàn)工頻電壓的正負(fù)過零檢測(cè)；并在過零時(shí)產(chǎn)生脈沖信號(hào)。（3）可控硅過零調(diào)壓調(diào)速控制電路硬件電路 AT89C51單片機(jī)的作用：：①工頻電壓的正、負(fù)過零檢測(cè)。設(shè)計(jì)中利用兩個(gè)光電耦合器實(shí)現(xiàn)過零電路。在矩陣式鍵盤中，每條水平線和垂直線在交叉處不直接連通，而是通過一個(gè)按鍵加以連接。行掃描法又稱為逐行（或列）掃描查詢法，是一種最常用的按鍵識(shí)別方法。若所有列線均為高電平，則鍵盤中無鍵按下。若某列為低，則該列線與置為低電平的行線交叉處的按鍵就是閉合的按鍵。當(dāng)鍵盤的數(shù)量大于8時(shí)，一般都采用矩陣式鍵盤。圖27 矩陣式按鍵分布圖 圖28 矩陣式鍵盤結(jié)構(gòu)圖 顯示電路選擇部分?jǐn)?shù)據(jù)顯示是電子秤的一項(xiàng)重要功能，是人機(jī)交換的主要組成部分，它可以將測(cè)量電路測(cè)得的數(shù)據(jù)經(jīng)過微處理器處理后直觀的顯示出來。AT89C51是一個(gè)低電壓，高性能CMOS 8位單片機(jī)，40個(gè)引腳，32個(gè)外部雙向輸入/輸出（I/O）端口，同時(shí)內(nèi)含2個(gè)外中斷口，2個(gè)16位可編程定時(shí)計(jì)數(shù)器，2個(gè)全雙工串行通信口。AT89C51的主要特性如下： 壽命達(dá)1000寫/擦循環(huán)； 數(shù)據(jù)保留時(shí)間：10年； 全靜態(tài)工作：0Hz－24MHz； 三級(jí)程序存儲(chǔ)器鎖定； 1288位內(nèi)部RAM； 32可編程I/O線；2個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器； 6個(gè)中斷源； 可編程串行通道； 低功耗閑置和掉電模式； 1片內(nèi)振蕩器和時(shí)鐘電路。 P1口（1－8）：P1口是從內(nèi)部提供上拉電阻器的8位雙向I/O口，P1河北聯(lián)合大學(xué)輕工學(xué)院口緩沖器能接收和輸出4個(gè)TTL門電流。當(dāng)振蕩器復(fù)位時(shí)，要保持RST引腳2個(gè)機(jī)器周期的高電平時(shí)間。在由外部程序存儲(chǔ)器取值期間，每個(gè)機(jī)器周期2次PSEN有效，但在訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，這2次有效的PSEN信號(hào)將不出現(xiàn)。 XTAL2（18）：來自反向振蕩器的輸出。在設(shè)定的定時(shí)器時(shí)間內(nèi)，微處理器必須在WDI引腳上產(chǎn)生一個(gè)由高到低的電平變化，以清內(nèi)部定時(shí)器，即“喂狗”；否則X5045將產(chǎn)生一個(gè)復(fù)位信號(hào)。 X5045管腳圖2. X5045內(nèi)部部分功能介紹(1) 看門狗看門狗定時(shí)器對(duì)微處理器提供了獨(dú)立的保護(hù)系統(tǒng)。(3) EEPROM 存儲(chǔ)器