【正文】 2,300 transistors in an area of only 3 by 4 millimetres. With its 4bit CPU, mand register, decoder, decoding control, control monitoring of machine mands and interim register, the 4004 was one heck of a little invention. Today39。transistors, the baby chip had as much power as theBob Noyce and Gordon Moore書號0818631104IBM公司的單芯片RISC處理器（RSC）的 另外，采用制動單元和制動電阻的制動方式與能量回饋單元相比，制動轉(zhuǎn)矩小，無法實現(xiàn)電機的精密制動. 參考文獻167。 、能量回饋單元設(shè)計為自然冷卻方式，因此要求能量回饋單元的上下100mm內(nèi)、左右30mm內(nèi)不能有其他遮擋物影響空氣流動。 、由于能量回饋單元內(nèi)部的特殊設(shè)計，使得用戶可以不考慮電網(wǎng)的相序，即：能量回饋單元的A、B、C接線端子不用與電網(wǎng)的A、B、C或變頻器的輸入R、S、T一一對應(yīng)。 能量回饋單元，通過自動檢測變頻器的直流母線電壓，將變頻器的直流環(huán)節(jié)的直流電壓逆變成與電網(wǎng)電壓同頻同相的交流電壓，經(jīng)多重噪聲濾波環(huán)節(jié)后連接到交流電網(wǎng)，從而達到能量回饋電網(wǎng)的目的，回饋到電網(wǎng)的電能達到發(fā)電能量的97%以上，有效節(jié)省電能。 單片機在各種電子中的應(yīng)用非常廣泛，例如汽車中的發(fā)動機控制器，基于CAN總線的汽車發(fā)動機智能電子控制器，GPS導(dǎo)航系統(tǒng)，abs防抱死系統(tǒng)，制動系統(tǒng)等等。 某些專用單片機設(shè)計用于實現(xiàn)特定功能，從而在各種電路中進行模塊化應(yīng)用，而不要求使用人員了解其內(nèi)部結(jié)構(gòu)。例如工廠流水線的智能化管 理，電梯智能化控制、各種報警系統(tǒng)，與計算機聯(lián)網(wǎng)構(gòu)成二級控制系統(tǒng)等。但是在工業(yè)測量中還沒有讓人們期待的電子秤出現(xiàn)。例如精密的測量設(shè)備（功率計，示波器，各種分析儀）。更不用說自動控制領(lǐng)域的機器人、智能儀表、醫(yī)療器械以及各種智能機械了?，F(xiàn)在有些工廠的技術(shù)人員或其它業(yè)余電子開發(fā)者搞出來的某些產(chǎn)品，不是電路太復(fù)雜，就是功能太簡單且極易被仿制。因為它體積小，通常都藏在被控機械的“肚子”里。它由主機、鍵盤、顯示器等組成。 單片機在硬件資源方面的利用率必須很高才行，所以匯編雖然原始卻還是在大量使用。 通過將 8 位 RISC CPU 與系統(tǒng)內(nèi)可編程的 Flash 集成在一個芯片內(nèi)，ATmega8 成為一個功能強大的單片機，為許多嵌入式控制應(yīng)用提供了靈活而低成本的解決方案。 本芯片是以 Atmel 高密度非易失性存儲器技術(shù)生產(chǎn)的。所有的寄存器都直接與算邏單元(ALU) 相連接，使得一條指令可以在一個時鐘周期內(nèi)同時訪問兩個獨立的寄存器。此外，處理器的NVIDIA nForce解決方案提供了支持最新圖片的功能。內(nèi)建的NVIDIA RAID技術(shù)，提供了優(yōu)化的系統(tǒng)的性能。次年Busi變破產(chǎn)了，他們生產(chǎn)的產(chǎn)品從未使用過4004芯片。英特爾工程師泰德霍夫覺得英特爾可以制作出具有12項功能的芯片。諾伊斯和摩爾人喜歡被昵稱為“Fairchildren”。這些也都使得人類對非生命性物質(zhì)的智能化處理成為了可能。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。兩年多來，學(xué)院的很多老師不僅在學(xué)業(yè)上給我以精心指導(dǎo)，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。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。通過了解現(xiàn)階段各個領(lǐng)域中稱重控制系統(tǒng)的應(yīng)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)。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(yīng)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(yù)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。但是在程序編寫方面，沒有對系統(tǒng)進行具體的優(yōu)化。 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。空間干擾主要是指電磁場在線路、導(dǎo)線、殼體上的輻射、吸收與調(diào)制。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。因此，在系統(tǒng)設(shè)計中，應(yīng)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。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(dǎo)體，使主機系統(tǒng)的工作環(huán)境變的很惡劣[19]。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。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。 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(yīng)的時間用于輸出稱重儀的控制信號。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。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。由于引腳EOC與DU連接在一起，所以MC14433能自動轉(zhuǎn)換。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。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。(3) EA/Vpp 31 外部訪問允許端。對Flash存儲器編程時，這個引腳用于輸入編程脈沖PROG。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。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。輸出時可驅(qū)動4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。作為輸出口時能驅(qū)動8個TTL。電容取30PF左右，具體實現(xiàn)如圖32所示：圖32 晶振電路圖3．復(fù)位RST。2．外接晶體引腳XTAL1。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。如圖26所示為CW317應(yīng)用電路圖：圖26 穩(wěn)壓器CW317應(yīng)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)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]。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。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。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。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。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(fù)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]。FPGA可作為實現(xiàn)各種復(fù)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。5V電源電壓時，典型值）；，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。%177。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。只要干擾電壓的平均值為零，對輸出就不產(chǎn)生影響。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：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。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。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，從而杜絕不真實計量現(xiàn)象，維護企業(yè)和客戶的利益。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。為了適應(yīng)各種應(yīng)用的需要，當(dāng)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。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。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。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。它在稱重傳感器中所占的比例達90％以上。在品種方面隨著生產(chǎn)發(fā)展的需要和新技木的應(yīng)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。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。稱重裝置應(yīng)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。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。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。工業(yè)生產(chǎn)中的自動稱重系統(tǒng)就是微機測控技術(shù)的應(yīng)用。隨著工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展和商品流通的擴大，衡量器的需求也日益增多，過去沿用的機械杠桿秤已不能適應(yīng)自動化和管理現(xiàn)代化的要求。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)量以及加強企業(yè)管理、改善經(jīng)營等多方面的作用。在技術(shù)水平方面的主要標志是準確度、長期穩(wěn)定性和可靠性。在生產(chǎn)過程用電子秤方面，由于加強了應(yīng)用技術(shù)開發(fā)，能夠適應(yīng)各種惡劣環(huán)境（高溫、振動、粉塵、電磁干擾、爆炸危險等）下使用；～％。稱重傳感器從原理上分有很多種，包括電阻應(yīng)變式、壓磁式、電容式、振弦式、電感式、核輻射式等，但從準確度、重復(fù)性、經(jīng)濟性、使用方便等方面綜合考慮，目前大量生產(chǎn)的仍然是電阻應(yīng)變式傳感器。由干它直接輸出數(shù)字量，大大提高了傳輸中的抗干擾能力，并使得與計算機的通信極為方便[12]。電子衡器具有反應(yīng)速度快、測量范圍廣、應(yīng)用面廣、結(jié)構(gòu)簡單、使用操作方便、信號遠傳便于計算機控制等特點，被廣泛應(yīng)用于煤炭、石油、化工、電力、輕工、冶金、礦山、交通運輸、港口建筑機械制造和國防等各個領(lǐng)域。在性能上已能做到：％，A/D轉(zhuǎn)換速度一般為10～30次/秒，用于動態(tài)稱重可達 100次/秒以上。有些制造廠為了加強儀表與計算機的通信，采用直接與工業(yè)控制機總線相連的方式[5]。而本產(chǎn)品電路簡單，成本低，抗工頻干擾強，具有很好的推廣價值。國外已較多的采用CAD進行承載器(秤臺或秤架)的設(shè)計，在保證一定強度和剛度的前提下優(yōu)化設(shè)計，從而達到節(jié)省鋼材，降低造價的目的[2]。進一步采用新技術(shù)，開發(fā)各種自動稱重系統(tǒng)，提高動態(tài)稱重的準確度，加強網(wǎng)絡(luò)功能是當(dāng)今各國發(fā)展的重點[3]。本課題是設(shè)計一種基于AT89C51 單片機的乳粉包裝稱重控制的電路，主旨是設(shè)計一稱重儀，對模擬器輸出的微弱信號(0～12mV)進行前級放大處理，再以較小的失真、誤差來進行A/D轉(zhuǎn)換，并要求具備較強的抗工頻干擾能力。 第2章 主要元器件選型 轉(zhuǎn)換電路芯片選擇采用8位A/D轉(zhuǎn)換器ADC0809。對正負對稱的工頻干擾信號積分為零，所以對50HZ的工頻干擾抑制能力較強，對高于工頻干擾（例如噪聲電壓）已有良好的濾波作用[5]。作為稱重儀，系統(tǒng)對 AD的轉(zhuǎn)換速度要求并不高，精度上11位的AD足以滿足要求。具有外接元件少，輸入阻抗高，功耗低，電源電壓范圍寬，精度高等特點，并且具有自動校零和自動極性轉(zhuǎn)換功能，只要外接少量的阻容件即可構(gòu)成一個完整的A/D轉(zhuǎn)換器，其主要功能特性如下：：讀數(shù)的177。8V；：8mW（177。但是功耗要比較大 ,且集成度越高越明顯。因此我們決定改變思路，采用普通單片機控制，第一個想到的便是8位的51單片機AT89C51。 如圖為AT89C51引腳圖：圖23 AT89C51引腳圖 儀表放大器選擇由于壓力傳感器輸出的電