【正文】 的設(shè)計時利用普通小電容濾除高頻干擾，利用大的電解電容濾除低頻干擾。作為電子秤，系統(tǒng)對 V/F 轉(zhuǎn)換的速度要求不高，而且 LM331 的轉(zhuǎn)換精度足以滿足系統(tǒng)的誤差要求。 基于 AT89C51 的主控電路 AT89C51 簡介 AT89C51 是一種帶 4k 字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲器 ，高性能 CMOS8 位微處理器，俗稱單片機。在閑置模式下， CPU 停止工作。 圖 AT89C51 的引腳圖 基于單片機的電子稱設(shè)計 24 VCC：供電電壓。 P0 能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲器，它可以被定義為數(shù)據(jù) /地址的第八位。在 FLASH 編程和校驗時， P1 口作為第八位地址接收。 P2 口當(dāng)用于外部程序存儲器或16 位地址外部數(shù)據(jù)存儲器進行存取時， P2 口輸出地址的高八位。當(dāng)P3 口寫入 “1”后，它們被內(nèi)部上拉為高電平，并用作輸入。當(dāng)振蕩器復(fù)位器件時，要保持 RST 腳兩個機器周期的高 電平時間。因此它可用作對外部輸出的脈沖或用于定時目的。另外，該 引腳被略微拉高。但在訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時，這兩次有效的 /PSEN 信號將不出現(xiàn)。 XTAL1：反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時鐘工作電路的輸入。1. 35 ～ 177。 INA126 特點及引腳說明 （ 1） INA126 器件特點： 低靜態(tài)電流： 175 μ A/chan 寬電壓范圍： 177。 圖 INA126 引腳圖 （ 2）引腳說明 8 腳：接電位器，控制放大倍數(shù) 2 腳： 差分輸入負(fù)端 3 腳： 差分輸入正端 4 腳： 電源輸入負(fù)端， 5V 5 腳： 接地端 6 腳： 單端輸出端 7 腳： 電源輸入正端， +5V 河北化工醫(yī)藥職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 27 INA126 具體電路設(shè)計 圖 如圖 所示。同時它動態(tài)范圍寬，可達 100dB；線性度好，最大非線性失真小于 ％，工作頻率低到 時尚有較好的線性；變換精度高，數(shù)字分辨率可達 12 位；外接電路簡單，只需接入幾個外部元件就可方便構(gòu)成 V/F 或 F/V 等變換電路，并且容易保證轉(zhuǎn)換精度。當(dāng)電容 C2 兩端充電電壓大于 Vcc 的 2/3 時，定時比較器輸出一高電平，使 R－ S 觸發(fā)器復(fù)位，輸出低電平，輸出驅(qū)動管截止，輸出端 f0 為邏輯高電平，同時，復(fù)零晶體管導(dǎo)通，電容 C2 通過復(fù)零晶體管迅速放電；電子開關(guān)使電容 C3 對電阻 R3 放電。 圖 INA126 電路設(shè)計圖 圖 LM331 電路設(shè)計圖 河北化工醫(yī)藥職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 29 第 4章 系統(tǒng)軟件設(shè)計 在單片機應(yīng)用系統(tǒng)的 開發(fā)中，軟件的設(shè)計是最復(fù)雜和困難的，大部分情況下工作量都較大，特別是對那些控制系統(tǒng)比較復(fù)雜的情況。其步驟可概括為以下三點： （ 1）分析系統(tǒng)控制要求，確定算法：對復(fù)雜的問題進行具體的分析，找出合理的計算方法及適當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，從而確定編寫程序的步驟。 程序數(shù)據(jù)的一種理想方法是結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計方法。電子計價秤的軟件設(shè)計思路說明如下：主程序的作用為程序初始化，計算單價木單重 (單價和單重分別在定時中斷程序和 INT0 外部中斷程序中獲得 )，并時時顯示十進制的單重，單價，總價。一秒鐘采樣物料重量 (已轉(zhuǎn)成脈沖頻率 )，并賦值重量計算 RAM 區(qū)和顯示 RAM 區(qū)。 圖 主程序流程圖 河北化工醫(yī)藥職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 31 子程序設(shè)計 系統(tǒng)子程序主要包括 A/D 轉(zhuǎn)換啟動及數(shù)據(jù)讀取程序設(shè)計、鍵盤輸入控制程序設(shè)計及顯示程序設(shè)計等。設(shè)計流程圖如圖 所示 。智能儀器的核心部件是單片機，因其極高的性價比得到廣泛的應(yīng)用與發(fā)展，從而加快了智能儀器的發(fā)展。 經(jīng)過幾個月的努力，終于按照畢業(yè)設(shè)計進度要求如期完成了實用電子秤控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計任務(wù)。 對鍵盤和顯示器進行選型比較，得出各種型號優(yōu)劣比。比如系統(tǒng)的超量程信號直接由單片機送入報警電路，沒有設(shè)計保護電路再入單片機處理后送入報警電路。 動手能力不強，電子秤的精確度有待提高。老師們一絲不茍的作風(fēng)，嚴(yán)謹(jǐn)求實的態(tài)度，踏踏實實的精神，不儀授我以文，而且 教我做人，雖歷時三載，卻給以終生受益無窮之道。我在老師的精心指導(dǎo)和嚴(yán)格要求下，獲得了豐富的理論知識，極大地提高了實踐能力，并對當(dāng)前電了領(lǐng)域的研究狀況和發(fā)展方向有了一定的了解，這對我今后進一步學(xué)習(xí)傳感器方面的知識有極人的幫助。 在論文即將完成之際，我的心情無法平靜，從開始進入課題到論文的順利完成，有多少可敬的師長、同學(xué)、朋友給了我無言的幫助，在這里請接受我誠摯的謝意！最后我還要感謝培養(yǎng)我長大含辛茹苦的父母，謝謝你們！ 河北化工醫(yī)藥職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 35 參考文獻 [1] 宋文續(xù)，揚帆 .傳感器與檢測技術(shù) .北京：高等教育出版社， [2] 常健生 .檢測與轉(zhuǎn)換技術(shù) .北京：機械工業(yè)出版社， [3] 凌志浩 .智能儀表原理與設(shè)計技術(shù) .上海：華東理工大學(xué)出版社， [4] 于永權(quán) .89 系列（ MCS51 兼容） Flash 單片機原理及應(yīng)用 .北京：電子工業(yè)出版社， 1997 [5] 李朝清 .單片機原理及接口技術(shù) .北京：北京航空航天大學(xué)出版社， [6] 丁元杰 .單片微機原理及應(yīng)用 .北京：機械工業(yè)出版社， [7] 周航慈 .單片機應(yīng)用程序設(shè)計技術(shù) .北京：北京航空航天大學(xué)出版社， [8] 孫涵芳 .單片機原理及應(yīng)用（修訂版） .北京：北京航空航天大學(xué)出版社， 1996 年 [9] 何立民 . 單片機應(yīng)用技術(shù)選編 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2） 根 據(jù)算法畫流程圖：畫程序框圖可以把算法和解題步驟逐步具體化，以減少出錯的可能性。本系統(tǒng)的軟件設(shè)計主要分為系統(tǒng)初始化、按鍵、顯示處理及信號頻率輸入處理。輸出脈沖頻率 f0 與輸入電壓 Vi 成正比，從而實現(xiàn)了電壓－頻率變換。輸出驅(qū)動管采用集電極開路形式，因而可以通過選擇邏輯電流和外接電阻，靈活改變輸出脈沖的邏輯電平，以適配 TTL、 DTL 和 CMOS 等不同的邏輯電路。 LM331 功能介紹 V/F 變換和 F/V 變 換采用集成塊 LM331， LM331 是美國 NS 公司生 產(chǎn)的 性能價格比較高的集成芯片，可用作精密頻率電壓轉(zhuǎn)換器用。 18V 低偏移電壓： 250 μ V max 低溫度漂移： 3 μ V/ 176。 INA126 的增益通過外部電阻設(shè)置，增益范圍從 5V/V to 10000V/V 。 AT89C51 電路具體設(shè)計 圖 如圖 所示 。注意加密方式 1 時， /EA 將內(nèi)部鎖定為 RESET；當(dāng) /EA 端保持高電平時，此間內(nèi)部程序存儲器。 /PSEN：外部程序存儲器的選通信號。如想禁止 ALE 的輸出 可在SFR8EH 地址上置 0。在 FLASH 編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。 P3 口也可作為 AT89C51 的一些特殊功能口，如下所示： RXD（串行輸入口） TXD（串行輸出口） /INT0（外部中斷 0） /INT1（外部中斷 1） T0（記時器 0 外部輸入） T1（記時器 1 外部輸入） /WR（外部數(shù)據(jù)存儲器寫選通） /RD（外部數(shù)據(jù)存儲器讀選通） P3 口同時為閃爍編程和編程校驗接收一些控制信號。P2 口在 FLASH 編程和校驗時接收高八位地址信號和控制信號。并因此作為輸入時， P2口的管腳被外部拉低，將輸出電流。 P1 口： P1 口是一個內(nèi)部提供上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， P1 口緩沖器能接收輸出 4TTL 門電流。 P0 口： P0 口為一個 8 位漏級開路雙向 I/O 口，每腳可吸收 8TTL 門電流。在掉電模式下，保存 RAM 的內(nèi)容并且凍結(jié)振蕩器，禁止所用其他芯片功能，直到下一個硬件復(fù)位為止。由于將多功能 8 位 CPU 和閃爍存儲器組合在單個芯片中， ATMEL 的 AT89C51是一種高效微控制器，為很多嵌入式控制系統(tǒng)提供了一種靈活性高且價廉的方案。顯示用的 LCD 我們根據(jù)要求選用了字符點陣式液晶顯示器 LCD1602，可以滿足電子秤在稱物時的購物清單顯示要求。這時需要共模抑制比高，差模輸入阻抗大，增益高，精度好，而且外部接口簡單的專用儀表放大器 INA126。另外由于秤臺的自身重量、振動和沖擊分量，以及還要避免物體超重時對傳感器的損壞，所以在選擇傳感器時要保證有一定的承重裕量，所選的傳感器量程應(yīng)該比系統(tǒng)設(shè)計要求的要大 。 AT89C51 是一款 8 位的內(nèi)帶 4K 程序存儲器的微控制器，考慮到用軟件實現(xiàn)電子秤系統(tǒng)的各項功能時，所需的軟件量并不是很大，不需要太大的程序存儲空間，因此在對AT89C51 實際設(shè)計時不需要 在片外再擴展程序存儲器，這樣不僅節(jié)省了硬件資源，也優(yōu)化了電路的設(shè)計。12 連續(xù)可調(diào) ,通過對滑動變阻器的調(diào)整可輸出 +5V,177。5V,固定式三端可調(diào)穩(wěn)壓器 7812 和 7812 組裝電路可對稱輸出 177。 圖 穩(wěn)壓電源組成圖 220V 電源變壓器 整流電路 濾波電路 穩(wěn)壓電路 河北化工醫(yī)藥職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 21 方案一 采用 LM31 LM337 共地可調(diào)式三端穩(wěn)壓器電源 LM317 可調(diào)式三端穩(wěn)壓器電源能夠連續(xù)輸出可調(diào)的直流電壓，不過它只能允許可調(diào)的正電壓，穩(wěn)壓器內(nèi)部含有過流，過熱保護電路；由一個電阻（ R）和一個可變電位器 (RP)組成電壓輸出調(diào)節(jié)電路，輸出電壓為： Vo=(1+RP/R)。12V，傳感器需要＋ 5V 以上的線性電源。 考慮到成本方面，我決定采用矩陣鍵盤。例如，用 22 的行列結(jié)構(gòu)可構(gòu)成 4 個鍵的 鍵盤， 44 行列結(jié)構(gòu)可構(gòu)成 16 個鍵的鍵盤。專用鍵盤處理芯片的優(yōu)點很明顯，可靠性高，口簡單，使用方便，適合處理按鍵較多的情況。單片機接收到按鍵的觸點信號后作相應(yīng)的功能處理。操作者通過鍵盤向系統(tǒng)發(fā)送各種指令或置入必要的數(shù)據(jù)信息。 1602LCD 分為帶背河北化工醫(yī)藥職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 19 光和不帶背光兩種，基控制器大部分