【正文】 S10S11S12NC11+2S133S124S115S106S97S88S79S610S511S412S313S214S115S016COM317COM218COM119COM020LCD_08S13S14S15COM3COM2COM1COM0S2 S0S1S13S12S15 S11S10S9S8S7S6S5S4S3 COM3COM2COM1COM0LCD偏偏AIN01234CON24 HEADERR410KR51K C2102VccAIN0VCCS21234 381274 56AD620G=+12V12VAD705REFINAGNDADC20K10K20K基于 MSP430 的稱(chēng)重系統(tǒng)30附錄 II程序代碼如下：include include int ADC_Result0。char ADC_Flag=0。 SD16CCTL2 |= SD16SC。 //CPU 休眠，等待被采樣結(jié)束喚醒 ADC_Flag=0。i16。/***************************************************************************** 名 稱(chēng)：ADC_Sample3()* 功 能：對(duì) 3 個(gè) ADC 同時(shí)采樣****************************************************************************/void ADC_Sample3(){ long int ADC_Sum0=0。=~BIT2char DispChannel=0。楊老師平日里工作繁多，但在我做畢業(yè)設(shè)計(jì)的每個(gè)階段，從查閱資料到設(shè)計(jì)草案的確定和修改，中期檢查，后期詳細(xì)設(shè)計(jì)等整個(gè)過(guò)程中都給予了我悉心的指導(dǎo)。感謝我的父母和親人在我四年的大學(xué)生活和學(xué)習(xí)中給予巨大的支持，感謝母校給我提供了良好的學(xué)習(xí)環(huán)境，感謝老師在四年間對(duì)我的教育和幫助，感謝同學(xué)們和我一起走過(guò)這美好的時(shí)光。本稱(chēng)重系統(tǒng)的設(shè)計(jì)功能實(shí)現(xiàn)，精度可以達(dá)到 ，完全符合設(shè)計(jì)要求。測(cè)試數(shù)據(jù)如表 51。在系統(tǒng)調(diào)試過(guò)程中，由于各方面因素的影響，不同時(shí)間測(cè)試的數(shù)值有差異。 //寫(xiě)入顯存 }} 軟件設(shè)計(jì)小結(jié)本系統(tǒng)的軟件程序設(shè)計(jì)是基于硬件電路而完成的。//顯示小數(shù)點(diǎn) if ((PolarLocate==i)amp。 // LCD048 段碼中只有 123 位數(shù)字有小數(shù)點(diǎn) for(i=0。 else break。 Number/=10。} //處理負(fù)數(shù) else Neg=0。 char PolarLocate。 char i。而動(dòng)態(tài)就是一位一位地輪流點(diǎn)亮各位顯示器，對(duì)每一位顯示器而言，每隔一段時(shí)間點(diǎn)亮一次，利用人的視覺(jué)留感達(dá)到顯示的目的。=~ SD16SC。i++) //采樣 4 次 { while(ADC_Flag==0) LPM0。 int i。 //總中斷允許} AD 采集與數(shù)據(jù)處理程序模塊ADC 模塊采用單通道單次采樣轉(zhuǎn)換方式。 //懸空不用的 IO 設(shè)為輸出，避免不確 P1OUT=0。 // LCD 模式:4mux LCD, segs015 BTCTL |= BT_fLCD_DIV64。 // 取 LCDM1 寄存器( 最低位)的地址 for (j = 0。 // 1/16s BT Int IE2 |= BTIE。 // 打開(kāi) ADC2 中斷,數(shù)據(jù)格式為有符號(hào) //ADC0/1/2 已經(jīng)被編為同一組，對(duì) ADC2 的操作將同時(shí)作用于 ADC0 與 ADC1 SD16INCTL0 |= SD16INCH_0+SD16GAIN_1。 i++)。 i++)。 WDTCTL = WDTPW + WDTHOLD。如圖 為主程序流程圖。硬件電路是本設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，各個(gè)模塊的電路為稱(chēng)重系統(tǒng)各個(gè)功能的完成提供了基礎(chǔ)。 （2）2MUX 驅(qū)動(dòng)：使用兩個(gè)引腳作為液晶公共端 COM0、COM1 每?jī)啥味螛O需要另一引腳驅(qū)動(dòng)。兩個(gè)電極分別為公共極與段極。 在以上兩點(diǎn)做好的基礎(chǔ)上，我們只要把要輸出的數(shù)字所對(duì)應(yīng)的代碼輸出到 MSP430 的顯存就可以顯示。在XTIN 和 XTOUT 之間接上振蕩頻率為 32KHz 的晶振，F(xiàn)clk 可以根據(jù)需要選為 1024Hz、 512Hz、256Hz、128Hz 等。其中需要注意以下兩點(diǎn)： （1）液晶的偏壓。如圖 LCD048 電路圖。圖 SD16 主控制器圖 SD16 通道結(jié)構(gòu)圖 基于 MSP430 的稱(chēng)重系統(tǒng)18 轉(zhuǎn)換接口電路設(shè)計(jì)如圖 為 AD 轉(zhuǎn)換接口電路。 MSP430 的 AD 轉(zhuǎn)換器采用 ΣΔ 原理，ΣΔ 的分辨率通常較高，ΣΔ 架構(gòu)的數(shù)字化程度達(dá) 90%。圖 AD620 信號(hào)放大電路圖電壓放大電路中 AD705 起著電壓跟隨器的作用，電 壓 跟 隨 器 起 緩 沖 、 隔離 、 提 高 帶 載 能 力 的 作 用 。 （310） （311） 信號(hào)放大電路AD620 可以提供低功耗、低成本和高精度的信號(hào)放大電路。R 值還可決定前置放大器級(jí)的跨導(dǎo)。圖 AD620 原理圖輸入晶體管 Q1 和 Q2 提供一路高精度差分對(duì)雙極性輸入，同時(shí)由于采用SuperBeta 處理，因此輸入偏置電流減小 10 倍。圖 電阻式應(yīng)變片內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖 信號(hào)調(diào)理電路設(shè)計(jì) AD620 工作原理AD620 是一款單芯片儀表放大器，采用經(jīng)典的三運(yùn)放改進(jìn)設(shè)計(jì)。圖 電阻式應(yīng)變片實(shí)物圖 信號(hào)檢測(cè)電路設(shè)計(jì)信號(hào)檢測(cè)電路的功能是把電阻應(yīng)變片的電阻變化轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷狠敵觥Ｏ旅媪谐鲭量椎撞恐行狞c(diǎn)的應(yīng)變表達(dá)式，而不再推導(dǎo)。它的功能有兩個(gè)，首先是它承受稱(chēng)重傳感器所受的外力，對(duì)外力產(chǎn)生反作用力，達(dá)到相對(duì)靜平衡；其次，它要產(chǎn)生一個(gè)高品質(zhì)的應(yīng)變場(chǎng)（區(qū)） ，使粘貼在此區(qū)的電阻應(yīng)變片比較理想的完成應(yīng)變棗電信號(hào)的轉(zhuǎn)換任務(wù)。在材料力學(xué)中 ΔL/L 稱(chēng)作為應(yīng)變，記作 ε，用它來(lái)表示彈性往往顯得太大，很不方便。我們有： ΔR = ΔρL/S + ΔLρ/S –ΔSρL/S2 （32 ） 用式（31）去除式（ 32）得到 ΔR/R = Δρ/ρ + ΔL/L – ΔS/S （33） 另外，我們知道導(dǎo)線(xiàn)的橫截面積 S = πr2，則 Δs = 2πr*Δr，所以 ΔS/S = 2Δr/r （34） 從材料力學(xué)我們知道 Δr/r = μΔL/L （35 ） 其中，負(fù)號(hào)表示伸長(zhǎng)時(shí)，半徑方向是縮小的。當(dāng)這根電阻絲未受外力作用時(shí)，它的電阻值為 R： R = ρL/S（Ω） （31） 當(dāng)他的兩端受 F 力作用時(shí)，將會(huì)伸長(zhǎng)，也就是說(shuō)產(chǎn)生變形。由此可見(jiàn)，電阻應(yīng)變片、彈性體和檢測(cè)電路是電阻應(yīng)變式稱(chēng)重系統(tǒng)的主要部分。如圖 所示為 12V 轉(zhuǎn) 5V 轉(zhuǎn)換電路。邊界掃描寄存器電路僅在進(jìn)行 JTAG 測(cè)試時(shí)有效，在集成電路正常工作時(shí)無(wú)效，不影響集成電路的功能。與 JTAG 接口兼容的器件可以是微處理器（MPU） 、微控制器（MCU） 、PLD、 CPL、FPGA、ASIC 或其它符合 規(guī)范的芯片。實(shí)際使用時(shí)一般通過(guò)四條線(xiàn)連接，VCC，SBWTCK，SBTDIO ，GND，這樣就可以很方便的實(shí)現(xiàn)連接，又不會(huì)占用大量引腳。現(xiàn)在多數(shù)的高級(jí)器件都支持 JTAG 協(xié)議,如 DSP、FPGA 器件等。當(dāng)系統(tǒng)處于正常工作狀態(tài)時(shí)，且振蕩器穩(wěn)定后，如果 RST 引腳上有一個(gè)高電平并維持 2 個(gè)機(jī)器周期(24 個(gè)振蕩周期)以上，則 CPU 就可以響應(yīng)并將系統(tǒng)復(fù)位。當(dāng)人為按下按鈕時(shí)，則 Vcc 的+5V 電平就會(huì)直接加到 RST 端。5%， 即 ～ 。有些通訊系統(tǒng)的基頻和射頻使用不同的晶振，而通過(guò)電子調(diào)整頻率的方法保持同步。高級(jí)的精度更高。 MSP430 單片機(jī)接口電路設(shè)計(jì)MSP430 單片機(jī)最小系統(tǒng)電路包括：晶振電路，復(fù)位電路，JTAG 仿真、調(diào)試接口電路。（6）開(kāi)發(fā)環(huán)境方便高效目前 MSP430 系列有 OPT 型、FLASH 型和 ROM 型三種類(lèi)型的器件，這些器件的開(kāi)發(fā)手段不同。（5）偏上外圍模塊豐富MSP430 系列單片機(jī)的各成員都集成了較豐富的片內(nèi)外設(shè)。（3）功耗低MSP430 單片機(jī)之所以有超低的功耗，是因?yàn)槠湓诮档托酒碾娫措妷杭办`活而可控的運(yùn)行時(shí)鐘方面都有其獨(dú)到之處。（2）運(yùn)算速度快MSP430 系列單片機(jī)能在 8MHz 晶體的驅(qū)動(dòng)下，實(shí)現(xiàn) 125ns 的指令周期。 設(shè)計(jì)方案總結(jié)綜上所述，稱(chēng)重系統(tǒng)以 MSP430F425 單片機(jī)作為控制器，壓力檢測(cè)傳感器采用平行式稱(chēng)重傳感器 LAAH1，信號(hào)放大采用精密儀表放大芯片AD620，采用低功耗 LCD048 顯示屏。12電壓供驅(qū)動(dòng)壓力傳感器使用，經(jīng)整流濾波電路后， 通過(guò)電壓轉(zhuǎn)換芯片LM7805 轉(zhuǎn)換為177。 數(shù)據(jù)顯示模塊方案設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)只需要顯示出所稱(chēng)實(shí)物的實(shí)際重量，如果采用 LCD1602 顯示，成本較高，雖然可以顯示更多信息，但是稱(chēng)重系統(tǒng)對(duì)此要求不高，所以不采用?；谝陨戏治?，我們決定采用制作方便而且精度很好的專(zhuān)用儀表放大器 AD620 作為稱(chēng)重系統(tǒng)的電壓放大器。對(duì)精度會(huì)有較大影響。所以，此方案不宜采用。以上特點(diǎn)適用于本設(shè)計(jì)，故采用此方案。方案二：選用平行式測(cè)重傳感器 LAAH1，為全橋式電路形式?；?MSP430 的稱(chēng)重系統(tǒng)4 數(shù)據(jù)采集模塊方案設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)采集模塊分為 3 個(gè)部分：稱(chēng)重傳感器、電壓放大器和 AD 轉(zhuǎn)換器。 主控制器模塊方案設(shè)計(jì)方案一：選用 51 系列單片機(jī)作為稱(chēng)重系統(tǒng)的主控制芯片，51 系列單片機(jī)是 8 位微處理器，使用簡(jiǎn)單，價(jià)格低，但是本稱(chēng)重系統(tǒng)需要涉及到高速 AD的數(shù)據(jù)處理，51 系列單片機(jī)運(yùn)算速度達(dá)不到系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求，所以不采用本方案。第 5 章對(duì)完成稱(chēng)重系統(tǒng)的制作，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)試并總結(jié)。重點(diǎn)學(xué)習(xí)了橋式傳感器與模擬放大電路相結(jié)合的實(shí)現(xiàn)方法。 預(yù)期目標(biāo)：正確的設(shè)計(jì)稱(chēng)重系統(tǒng)方案，編寫(xiě)程序?qū)崿F(xiàn)要求的控制算法。目前大多數(shù)電子秤是以 1:3,000 或 1:10,000的分辨率輸出最終稱(chēng)重值的，這樣的系統(tǒng)一般使用 12 bit 至 14 bit 的 AD 模數(shù)轉(zhuǎn)換器就很容易滿(mǎn)足要求。但是，模擬并聯(lián)計(jì)算也存在不足：如對(duì)傳感器的一致性要求較高、電子秤四角偏差調(diào)試復(fù)雜無(wú)法對(duì)單個(gè)傳感器進(jìn)行檢測(cè)等。早期的電子秤多數(shù)通過(guò)模擬電路實(shí)現(xiàn)，隨著電子技術(shù)的不斷發(fā)展．?dāng)?shù)字芯片價(jià)格逐漸下降，模擬控制已逐步被數(shù)字控制所替代，電子秤的設(shè)計(jì)也大都以微處理器為核心，使精度和可靠性都有了明顯提高。電子秤重技術(shù)從靜態(tài)稱(chēng)重技術(shù)向動(dòng)態(tài)稱(chēng)重技術(shù)發(fā)展；計(jì)量方法從模擬量向數(shù)字量發(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)動(dòng)態(tài)稱(chēng)重和快速稱(chēng)重的研究與應(yīng)用。作為重量測(cè)量的儀器，智能電子秤在各行各業(yè)開(kāi)始呈現(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(kāi)始逐漸取代傳統(tǒng)的機(jī)械杠桿測(cè)量秤，成為測(cè)量領(lǐng)域的主流產(chǎn)品。相比傳統(tǒng)機(jī)械式稱(chēng)量工具，電子秤具有裝機(jī)體積小，稱(chēng)量精度高，應(yīng)用范圍廣，易于操作和使用等優(yōu)點(diǎn)，在工作原理，外形布局，結(jié)構(gòu)和材料上都是全新的計(jì)量衡器。常規(guī)的測(cè)試儀器儀表和控制裝置被更先進(jìn)的儀器所取代，使得傳統(tǒng)的電子測(cè)量?jī)x器在原理、功能、精度及自動(dòng)化水平等方面發(fā)生了巨大變化，并相應(yīng)的的出現(xiàn)了各種各樣的智能儀器控制系統(tǒng)，使得科學(xué)實(shí)驗(yàn)和應(yīng)用工程的自動(dòng)化程度顯著提高。系統(tǒng)軟件包括 AD 采樣，濾波和顯示程序?；?MSP430 稱(chēng)重系統(tǒng)畢業(yè)設(shè)計(jì)目 錄摘要 ..............................................................................................................................................IABSTRACT...............................................................................................................................II1 引言 .........................................................................................................................................1 課題研究背景及意義 ......................................................................................................1 研究現(xiàn)狀 ....................