【正文】 STC 公司的 12系列的單片機(jī)都可使用，在這里選用 STC 生產(chǎn)的 STC12C5A60S2 單片機(jī)。 第四， 單指令周期，運(yùn)行速度高。 考慮到其他部分所帶來的干擾 ,8 位 A/D 無法滿足系統(tǒng)精度要求。 STC12C5A60S2 單片機(jī)的引腳圖如圖 2所示。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。 為保證電子秤稱量結(jié)果的準(zhǔn)確度，克服傳感器在低量程段線性度差的缺點(diǎn)。 ，又考慮到秤臺(tái)自重、振動(dòng)和沖擊 分量，還要避免超重?fù)p壞傳感器，根據(jù)設(shè)計(jì)需要，確定傳感器的額定載荷為 1Kg，允許過載為 150%，精度為 %，最大量程時(shí)誤差177。該稱重傳感器主要由彈 性體、電阻應(yīng)變片電纜線等組成，其工作原理如圖 3 所示。當(dāng)彈性體受力變形時(shí)，應(yīng)變片的敏感柵也隨同變形，其電阻值發(fā)生相應(yīng)變化，通過轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換為電壓或電流的變化。對(duì)放大環(huán)節(jié)的要求是增益可調(diào)的（ 70～ 150 倍），根據(jù)本設(shè)計(jì)的實(shí)際情況增益設(shè)為 100 倍即可，零點(diǎn)和增益的溫度漂移和時(shí)間漂移極小。殘余的一點(diǎn)漂移依靠軟件的自動(dòng)零點(diǎn)跟蹤來徹底解決。因此，必須采用轉(zhuǎn)換電路，把應(yīng)變計(jì)的△ R/R 變化轉(zhuǎn)換成電壓或電流變化，但是這個(gè)電壓或電流信號(hào)很小，需要增加增益放大電路來把這個(gè)電壓或電流信號(hào)轉(zhuǎn)換成可以被 A/D 轉(zhuǎn)換器接收的信號(hào)。 方案二：主要由高精度低漂移運(yùn)算放大器構(gòu)成差動(dòng)放大器，而構(gòu)成的前級(jí)處理電路；差動(dòng)放人器具有高輸入阻抗，增益高的特點(diǎn)，可以利用普通運(yùn)放 (如 OP07)做成一個(gè)差動(dòng)放大器。有同學(xué)試圖在前置放大器的輸入端加上隔直電容（高通網(wǎng)絡(luò)）來避免極化電壓使高增益的前置放大器進(jìn)入飽和狀態(tài)，但由于信號(hào)源的內(nèi)阻高，且兩輸入端不平衡，隔直電容（高通網(wǎng)絡(luò)）使等共模干擾轉(zhuǎn)變?yōu)椴钅８蓴_，結(jié)果適得其反，嚴(yán)重地?fù)p害了放人器的性能。 2． 阻容耦合電路放存由并聯(lián)型差動(dòng)放大器構(gòu)成的前級(jí)放大器和由儀器放大器構(gòu)成的后級(jí)放大器之間，這樣可為后級(jí)儀器放大器提高增益，進(jìn)而提高電路的共模抑制比提供了條件。 10 3 硬件設(shè)計(jì) 總體規(guī)劃 該系統(tǒng)采用應(yīng)變片式傳感器進(jìn)行測(cè)量 ， 得出模擬信號(hào) ； 再進(jìn)行放大 ， 然后送入單片機(jī)進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換處理和數(shù)據(jù)處理 。 圖 5 主控制系統(tǒng) 11 傳感器放大電路 傳感器放大電路由兩級(jí)組成，前級(jí)由兩個(gè)同相比例運(yùn)算電路組成，后級(jí)是一個(gè)差動(dòng)比例運(yùn)算電路。傳感器放大電路如圖 6所示。 圖 8 1602 液晶模塊的讀操作時(shí)序 1602 液晶模塊的 寫操作時(shí)序如圖 9 所示。另外重要的一點(diǎn)，只要看一下編譯后生成的匯編代碼，就能體會(huì)到 keil c51 生成的目標(biāo)代碼效率非常之高，多數(shù)語句生成的匯編代碼很緊湊，容易理解。 軟件主要三個(gè)方面：一是初始化系統(tǒng)；二是按鍵檢測(cè)；三是數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理并進(jìn)行顯示。 圖 10 程序結(jié)構(gòu) 15 主程序流程圖 系統(tǒng)程序固化在 STC12C5A60S2內(nèi)部的 flash存儲(chǔ)器中，分為主程序和若干子程序。 //存儲(chǔ) A/D 轉(zhuǎn)換標(biāo)志 ADC_RES = 0。 //0000,0111 清 0 高 5 位 ADC_CONTR = AD_SPEED。 //選擇 A/D 當(dāng)前通道 _nop_()。 //0000,1000 令 ADCS = 1, 啟動(dòng) A/D 轉(zhuǎn)換 AD_finished = 0。= 0xE7。 LCD_RS = 1。 LCD_E = 0。 LCD_RS = 0。 LCD_E = 0。 LCD_E = 0。 return(LCD_Data)。 LCD_E = 0。 delay_18B20(200)。 } 19 /***************************************************** 函 數(shù) 名： LCDInit() 功 能： 1602 初始化 說 明： 入口參數(shù)：無 返 回 值：無 *****************************************************/ void LCDInit(void) { LCD_Data = 0。 Delay5Ms()。 //顯示模式設(shè)置 ,開始要求每次檢測(cè)忙信號(hào) WriteCommandLCD(0x08,1)。 // 顯示開及光標(biāo)設(shè)置 } /***************************************************** 函 數(shù) 名： DisplayOneChar() 功 能：按指定位置在 1602 顯示一個(gè)字符 說 明： X為列， Y為行， DData 為字符 入口參數(shù)： X， Y， DData 返 回 值：無 *****************************************************/ //按指定位置顯示一個(gè)字符 void DisplayOneChar(unsigned char X, unsigned char Y, unsigned char DData) { Y amp。 //限制 X不能大于 15， Y 不能大于 1 20 if (Y) X |= 0x40。 //這里不檢測(cè)忙信號(hào)，發(fā)送地址碼 WriteDataLCD(DData)。= 0x1。\039。 } } } /***************************************************** 函 數(shù) 名： Delay5Ms() 功 能： 5ms 延時(shí) 說 明： 入口參數(shù)：無 返 回 值：無 21 *****************************************************/ void Delay5Ms(void) { unsigned int TempCyc = 5552。 while(TempCycA) { TempCycB=7269。 (1)無效物理量的消除 在稱重系統(tǒng)中，稱重傳感器輸出的信號(hào)是秤臺(tái)、支架和被測(cè)物之和的轉(zhuǎn)換信號(hào)，實(shí)際所要測(cè)的是被測(cè)物的重量，因此，秤臺(tái)、支架等是無效 的物理量，在信號(hào)處理過程中要用軟件方法來消除。因?yàn)?，被測(cè)對(duì)象經(jīng)傳感器、 A/D 轉(zhuǎn)換后得到的數(shù)字量是一系列的 數(shù)碼，這些數(shù)碼值并不等于原來帶有量綱的參數(shù)值，它僅僅對(duì)應(yīng)于參數(shù)的大小，因此，必須把它轉(zhuǎn)換成帶有量綱的數(shù)值后才能顯示或打印輸出，這種轉(zhuǎn)換就是工程量變換，又稱標(biāo)度變換。對(duì)于不太彎曲的輸入輸出曲線，可采用線性插值法，對(duì)于很彎曲的 輸入輸出曲線，可采用二次拋物線插值法，對(duì)于不規(guī)則的輸入輸出曲線，可采用分段曲線擬合法。數(shù)字濾波就是在軟 件設(shè)計(jì)時(shí)采用一定的計(jì)算方法對(duì)輸入的信號(hào)進(jìn)行數(shù)學(xué)處理，減少干擾信號(hào)在有用信號(hào)中的比重，提高信號(hào)的真實(shí)性，它不需要增加硬件，只需根據(jù)預(yù)定的濾波算法編制相應(yīng)的程序，即可達(dá)到信號(hào)濾波的目的。 本設(shè)計(jì)對(duì)五種數(shù)據(jù)處理技術(shù)進(jìn)行了結(jié)合運(yùn)用。該電子秤集傳感器技術(shù)、微計(jì)算機(jī)技術(shù)、數(shù)字顯示技術(shù)于一體、其反應(yīng)靈敏、準(zhǔn)確度高、顯示直觀，便于使用。據(jù)悉 , 目前電子秤的附加功能主要有以下幾種 : （ 1） 電子秤附加了處理機(jī)構(gòu)計(jì)算機(jī)信息補(bǔ)償裝置 , 可以進(jìn)行自診斷、自校正和多種補(bǔ)償計(jì)算和處理。目前的電子秤有附加多種計(jì)算和數(shù)據(jù)處理功能 , 以滿足多種使用的要求 。 在整個(gè)畢業(yè)設(shè)計(jì)過程中，我對(duì)大學(xué)四年所學(xué)的知識(shí)有了一個(gè)系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)和理解，尤其是對(duì)本課題所用到的單片機(jī)及其相關(guān)知識(shí)有了進(jìn)一步的掌握，對(duì)利用單片機(jī)進(jìn)行控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與開發(fā)又及對(duì)系統(tǒng)的分析和問題的解決有了切身的認(rèn)識(shí)和體會(huì)，正所謂學(xué)以致用，在此實(shí)踐過程中增長了知識(shí)、豐富了經(jīng)驗(yàn)，提高了解決問題的 能力。 理論和實(shí)際必須緊密結(jié)合，在設(shè)計(jì)中要針對(duì)不同的系統(tǒng)根據(jù)理論給與不同的方案，綜合考慮各方面的因素和需要，選擇出最佳的方案與結(jié)論。劉老師一絲不茍的作風(fēng)，嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的態(tài)度，踏踏實(shí)實(shí)的精神，不儀授我以文，而且教我做人，雖歷時(shí)三載，卻給以終生受益無窮之道。我在劉老師的精心指導(dǎo)和嚴(yán)格要求下，獲得了豐富的理論知識(shí)，極大地提高了實(shí)踐能力，并對(duì)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(duì)我今后進(jìn)一步學(xué)習(xí)傳感器方面的知識(shí)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(jìn)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(qǐng)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！ 26 參考文獻(xiàn) [1] 宋文續(xù)，揚(yáng)帆 .傳感器與檢測(cè)技術(shù) .北京：高等教育出版社， [2] 常健生 .檢測(cè)與轉(zhuǎn)換技術(shù) .北京：機(jī)械工業(yè)出版社， [3] 凌志浩 .智能儀表原理與設(shè)計(jì)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(jī)原理及應(yīng)用 .北京： 電子工業(yè)出版社， 1997 [5] 李朝清 .單片機(jī)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(jī)原理及應(yīng)用 .北京：機(jī)械工業(yè)出版社， [7] 周航慈 .單片機(jī)應(yīng)用程序設(shè)計(jì)技術(shù) .北京：北京航空航天大學(xué)出版社， [8] 孫涵芳 .單片機(jī)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(jī)應(yīng)用技術(shù)選編 (1)(8).北京：北京航空航天大學(xué)出版社， 2021 [10] 于海生 .微型計(jì)算機(jī)控制技術(shù) .北京：清 華大學(xué)出版社， 1999年 [11] 閻石 .數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ) .第四版 .北京：高等教育出版社， [12] 《中國集成電路大全》編寫委員會(huì) TTL/CMOS分冊(cè) 國防工業(yè)出版社 1985 [13] 《中國集成電路大全》編寫委員會(huì) 9－ 16分冊(cè) 國防工業(yè)出版社 1986 [14] 《電子技術(shù)應(yīng)用》 [15 ] INTEGRATED CIRCUITS DATA HANDBOOK 80C51based 8bit microcontrollers PHILIPS,1992 [16 ] Adel ,Kenh :Microelectronics Circuits,3rd Edition,Holt Rinehart and Winston,Inc.,1991 27 附錄一 電路原理圖 28 附錄二 系統(tǒng)實(shí)物圖 29 電子科技大學(xué)中山學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書 題目名稱 基于單片機(jī)的電子秤設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)（撰寫）內(nèi)容 基于某種型號(hào)的單片機(jī)，設(shè)計(jì)制作一款電子秤。 預(yù)期目標(biāo) 設(shè)計(jì)目的是為了 學(xué)習(xí)和鞏固知識(shí)， 提高對(duì)所學(xué)應(yīng)用基本理論分析和解決實(shí)際問題的能力，應(yīng)設(shè)計(jì)并 制作實(shí)際的模型實(shí)現(xiàn)電子秤要求的功能，從而達(dá)到并熟悉一個(gè)產(chǎn)品完 整的開發(fā)流程和具體內(nèi)容 , 提高實(shí)踐應(yīng)用能力。 評(píng)閱教師評(píng)分滿分 20分，占畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）總成績的 20％