【正文】 要求的基本功能，并且容易操作。目前大多數(shù)電子秤是以 1:3,000或 1:10,000的分辨率輸出最終的稱重值的，這樣的系統(tǒng)一般使用 12 bit 至 14 bit 的模數(shù)轉(zhuǎn)換器就很容易滿足要求。但是，模擬并聯(lián)和算也存在不足：如對(duì)傳感器的一致性要求較高、無法對(duì)單個(gè)傳感器進(jìn)行檢測(cè)、電子秤四角偏差調(diào)試復(fù)雜等。早期的電子稱多通過模擬電路實(shí)現(xiàn)，隨著電子技術(shù)的不斷發(fā)展．?dāng)?shù)字芯片的價(jià)格逐漸下降，模擬控制已逐步被數(shù)字控制所替代，電子稱的設(shè)計(jì)模式也大都以微處理器為核心，使精度和可靠性都有了明顯得提高。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)已從單參數(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。 國(guó)內(nèi)外研究情況 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。多年來，人們一直期待測(cè)量準(zhǔn)確、攜帶方便、價(jià)格低廉的便攜式電子秤投放市場(chǎng)。它克服了傳統(tǒng)的桿秤、盤秤不精確、速度慢、不能計(jì)價(jià)、易作弊等缺點(diǎn)，在商業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用越來越多。儀器主要功能有去皮、計(jì)價(jià)、累計(jì)、單價(jià)設(shè)定、過載報(bào)警、時(shí)間顯示等。 MAX187 A/D轉(zhuǎn)換的作用是把模擬信號(hào)轉(zhuǎn)變成數(shù)字信號(hào)，進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，然后把數(shù)字信號(hào)輸送到顯示電路中去，最后由顯示電路顯示出測(cè)量結(jié)果。 本課程設(shè)計(jì)的電子秤以 AT89S52 單片機(jī) 為控制核心 ，利用全橋測(cè)量原理，通過對(duì)電路輸出電壓和標(biāo)準(zhǔn)重量的線性關(guān)系，建立具體的數(shù)學(xué)模型，將電壓量綱（ V）改為重量綱（ g）即成為一臺(tái)原始電子秤。 I 摘 要 現(xiàn)代社會(huì)的發(fā)展對(duì)稱重技術(shù)提出了更高的要求。多年來，人們一直期待測(cè)量準(zhǔn)確、價(jià)格低廉的在工業(yè)發(fā)展中起到巨大作用的電子秤投放市場(chǎng)。而放大器電路采用 AD620，其作用就是把傳感器輸出的微弱的模擬信號(hào)進(jìn)行一定倍數(shù)的放大，以滿足 A/D轉(zhuǎn)換器對(duì)輸入信號(hào)電平的要求。儀器的技術(shù)指標(biāo)參考了目前國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上使用最多、國(guó)內(nèi)外產(chǎn)量最大的電子衡器的技術(shù)指標(biāo)，其合理性無疑加大了產(chǎn)品投放市場(chǎng)后的競(jìng)爭(zhēng)能力。多功能電子秤就是現(xiàn)代生活中應(yīng)運(yùn)而生的一種精確、智能、 方便、明了、可靠的稱量?jī)x器。彈簧盤秤制造工藝要求較高，彈簧的疲勞問題無法徹底解決，一旦超過彈簧彈性限度，彈簧秤就會(huì)產(chǎn)生很大誤差，以至損壞，影響到稱重的準(zhǔn)確性和可靠性，只是一種暫時(shí)的代用品，也被列入逐漸 取消的行列。本系統(tǒng)具有操作簡(jiǎn)便，誤差小，精度高等特點(diǎn)，并可直接數(shù)字測(cè)量結(jié)果。電子衡器制造技術(shù)及應(yīng)用得到了新發(fā)展。傳統(tǒng)的量具是 2 桿稱或盤稱， 2O 世紀(jì) 7O 年代開始出現(xiàn)了電子稱。從 2O 世紀(jì) 7O 年代的模擬串聯(lián)和算到 8O 年 代的模擬并聯(lián)和算，和算技術(shù)的發(fā)展大幅度降低了電子秤的成本，提高了可靠性和穩(wěn)定性。 電子秤向提高精度和降低成本方向發(fā)展的趨勢(shì)引起了對(duì)低成本、高性能模擬信號(hào)處理器件需求的增加。技術(shù)比較 成熟 ，應(yīng)用廣泛。 ATmega16是基于增強(qiáng)的 AVR RISC結(jié)構(gòu)的低功耗 8 位 CMOS微控制器。但對(duì)于我們來說編程還是有一定的難度。不論硬件電路結(jié)構(gòu)或顯示程序都要簡(jiǎn)潔得多，且該模塊的價(jià)格也略低于相同點(diǎn)陣的圖形液晶模塊。可以顯示 8179。 由于本設(shè)計(jì)要 顯示的內(nèi)容比較多，而且?guī)в兄形娘@示，所以我們采用方案二。原理為：在單片機(jī)內(nèi)部存儲(chǔ)器設(shè)三個(gè)字節(jié)分別存放時(shí)鐘的時(shí)、分、秒信息。 方案二： DS1302是美國(guó) DALLAS 公司最新推出的時(shí)鐘芯片，采用 CMOS 技術(shù)制成，把時(shí)鐘芯片所需的晶振和外部鋰電池相關(guān)電路集于芯片內(nèi)部，采用 DS1302芯片設(shè)計(jì)的時(shí)鐘電路勿需任何外圍電路并具有良好的微機(jī)接口。由于 OP07 具有非常低的輸入失調(diào)電壓（對(duì)于 OP07A最大為 25μ V），所以 OP07 在很多應(yīng)用場(chǎng)合不需要額外的調(diào)零措施。 方案二： 采用 AD620 芯片組成的放大電路， AD620 是一款低成本，高精度儀表放大器，僅需要一個(gè)外部電阻來設(shè)計(jì)增益其范圍為 1 至 ， AD620 采用8 引腳 SOIC 和 DIP 封裝，尺寸小于分立電路設(shè)計(jì)，并且功耗更低（最大工作電流） ,因而非常適合電池供電及便攜帶（或遠(yuǎn)程）應(yīng)用。 方案二：采用 MAX187 A/D 轉(zhuǎn)換芯片， MAX187 串行 12 位模數(shù)轉(zhuǎn)換器可以在單5V 電源下工作，接受 0－ 5V 的模擬輸入。同時(shí) MAX187 有內(nèi)部基準(zhǔn)， MAX187 采用節(jié)約空間的 8 腳 DIP 和16 腳 SO 封裝。 壓力傳感器部分 應(yīng)變片式電阻傳感器按其測(cè)量電路（橋式）可分為單臂式、半橋式、全橋式三種。 方案二：采用全橋式的傳感器，所謂全橋，即將電橋的四臂接入四應(yīng)變片。 7 第三章 總體方案 工作原理 當(dāng)物體放在秤重盤上，壓力施給傳感器，該傳 感器會(huì)產(chǎn)生形變，而使之阻抗發(fā)生變化的，從而使激勵(lì)電壓產(chǎn)生改變，輸出一個(gè)變化的摸擬信號(hào)，該模擬信號(hào)通過 AD620芯片的電路放大，送給采用 MAX187芯片 A/D 轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成便于處理的數(shù)字信號(hào)，然后將信號(hào)送至 CPU 中央處理器進(jìn)行運(yùn)算控制，同時(shí)采用 DS1302芯片來輸出時(shí)鐘信號(hào)送給 CPU， CPU 根據(jù)鍵盤命令及程序?qū)?shù)據(jù)傳送致 12864液晶顯示出來 。近幾年來，單片機(jī)的發(fā)展更為迅速，它已滲透到諸多學(xué)科的領(lǐng)域，以及人們生產(chǎn)生活中的各個(gè)方面。 1 TL431的簡(jiǎn)介 德州儀器公司（ TI）生產(chǎn)的 TL431是一是一個(gè)有良好的熱穩(wěn)定性能的三端可調(diào)分流基準(zhǔn)源。TL431 的具體功能可以用圖 46的功能模塊示意。 C 操作環(huán)境溫度范圍 TA 40 to +85 176。 三運(yùn)放結(jié)構(gòu)具有差動(dòng)輸入阻抗高、共膜抑制比高、偏置電流低等優(yōu)點(diǎn)，且有良好的溫度穩(wěn)定性，低噪單端輸出 和和增益調(diào)整方便，適于在傳感器電路中應(yīng)用。 由于其輸入級(jí)采用 SuperBeta處理，因此可以實(shí)現(xiàn)最大 流。增益范圍 1100000，（ G=1+ /RG） 178。失調(diào)電壓 Uos=35125μ V 178。通過調(diào)整片內(nèi)電阻的絕對(duì)值，用戶只需一個(gè)電阻便可實(shí)現(xiàn)對(duì)增益的精確編程（ G=100時(shí)精度可達(dá)%）。這樣就產(chǎn)生了從輸入至 A1/A2輸 出的差分增益，其計(jì)算公式為 G=（ R1+R2）/Rg+ A3用來消除任何共模信號(hào)，以獲得折合到 REF引腳電位的單端輸出。內(nèi)部增益電阻 R1和 R2已調(diào)整至絕對(duì)值 姆，因此利用一個(gè)外部電阻便可以實(shí)現(xiàn)對(duì)增益的精度編程。 5V 單電源供電，允許 0~5V 模擬輸入。接口與SPI， QSPI，和 Microwire 兼容。 完整的操作時(shí)序如圖 2所示。數(shù)據(jù)讀取完成后將置為高電平。 實(shí)時(shí)時(shí)鐘，日歷電路提供秒、分、時(shí)、日、日期、月、年的信息，每月的天數(shù)和閏年的天數(shù)可自動(dòng)調(diào)整，時(shí)鐘操作可通過 AM/PM 指示決定采用 24 或 12 小時(shí)格式。 圖 415 DS1302應(yīng)用電路圖 鍵盤和過量程報(bào)警電路設(shè)計(jì) 鍵盤輸入模塊 采用標(biāo)準(zhǔn)的 4 179。輸出的非線性將直接影響稱重精度，文中采用報(bào)警電路如 所示， 用于及時(shí)告知是否超量程使用?？梢燥@示 8179。 圖 418 12864液晶實(shí)物圖 寫操作時(shí)序 21 圖 419 12864液晶寫操作時(shí)序圖 讀操作時(shí)序 圖 420 12864液 晶讀操作時(shí)序 電源電路設(shè)計(jì) 系統(tǒng)需要＋ 5V 和177。 5V 由177。 2. 計(jì)價(jià) ,通過 0到 9， 10個(gè)數(shù)字鍵和“ .”共 11 個(gè)鍵輸入單價(jià)。按“確定”鍵能返回。 ，因?yàn)閴毫鞲衅鞯淖罡叱惺苁?5KG，所以能所稱的物體重量超過 5KG 是系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)報(bào)警。這兩種情況都會(huì)使稱量線性度發(fā)生變化 ,造成某些點(diǎn)的稱量誤差較大。 開始 A/D 高位大？ 與閥值相同 A/D 低位大？ 與閥值相等？ 報(bào)警 返回 N N N Y Y Y Y N 30 (2)軟件濾波 軟件濾波包含兩部分 :數(shù)據(jù)噪聲的濾波及兩種稱重狀態(tài) (穩(wěn)定和不穩(wěn)定 )的判斷。首先采用極值濾波將系統(tǒng)因?yàn)楦蓴_而產(chǎn)生的極點(diǎn)去除 ,然后用中值濾波法進(jìn)行平均 ,在稱重狀態(tài)判斷的過程中使用不同的權(quán)值 ,對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行權(quán)值濾波。(3)若有重量變化 ,系統(tǒng)要及時(shí)反應(yīng)并顯示出 來。如果稱重值有變化但沒有超出 2值 ,還是認(rèn)為稱重值沒有變化 。 軟件的調(diào)試和硬件的調(diào)試都是獨(dú)立進(jìn)行的，軟件部分包括數(shù)據(jù)采集子程序、數(shù)據(jù)處理子程序、顯示子程序、鍵盤掃描子程序、報(bào)警子程序。最后進(jìn)行軟件的固化與整機(jī)的組裝工作。 故障二：經(jīng)過放大 器的傳感器信號(hào)不穩(wěn)定，且不滿足設(shè)定的放大倍數(shù)。 原因分析：由于電源或者電路排版是不夠合理，不能夠完全消除干擾。而傳感器作為測(cè)控系統(tǒng)中對(duì)象信息的入口，越來越受到人們的關(guān)注。 首先是傳感器的精密度，它將直接影響電子秤的稱重準(zhǔn)確度。該階段需注意的地方是對(duì)傳感器輸出的信號(hào)進(jìn)行放大時(shí)，應(yīng)選取合適的運(yùn)算放大電路。本次設(shè)計(jì)使用 12864 液晶 顯示器，顯示效果較好。 uchar Ch_second,Ch_minute,Ch_hour。 uchar danjiawei[5]={0}。 static uint ad1[9]={0}。i9。 } for(i=0。j++) { if(ad1[j]ad1[i]) { temp1=ad1[j]。i9。 //===========線性誤差修正 ==============// if(ad2)ad2=0。 } if(ad2==0)zhongliang=0。 if(Mkey_press()) { Key=Mkey_scan()。 if(qupi2==2)qupi=0。 } } //============進(jìn)入時(shí)鐘調(diào)整模式 ============// switch(Key) { case 15: // 按‘時(shí)鐘’鍵 { // Ch_second=second。 Ch_hour=hour。 Write__to12864(0x91)。 Write_dat_to12864(Ch_hour/10%10+39。039。039。)。)。 Write_str( /)。 Write_dat_to12864(Ch_month%10+39。 Write_dat_to12864(Ch_day/10%10+39。039。 39 if(Clock_Key_flag==7)Clock_Key_flag=1。Write__to12864(0x0d)。Write__to12864(0x0d)。 case 13: //時(shí)間調(diào)整 if(Key15_flag==1) { switch(Clock_Key_flag) { case 1: { Ch_hour++。039。)。if(Ch_minute59)Ch_minute=0。)。 Write__to12864(0x94)。 Write__to12864(0x89)。 Write_dat_to12864(Ch_year%10+39。 } break。 Write_dat_to12864(Ch_month/10%10+39。039。 case 5: Ch_day++。039。)。 } }break。 //秒 WriteTime(0x82,(Ch_minute/10%10)*16+(Ch_minute%10))。 //寫月 WriteTime(0x8c,(Ch_year/10%10)*16+(Ch_year%10))。 //=================單價(jià)輸入 ===============// case 0: { danjiawei[danjias++]=0。 if(danjias4)danjias=5。 } break。 case 4: { danj