【正文】 和顯示儀表，即可計(jì)算出移過(guò)的莫爾條紋數(shù)量，測(cè)出光柵轉(zhuǎn)動(dòng)角的大小，從而確定和讀出被測(cè)物質(zhì)量。光電式傳感器曾主要用在機(jī)電結(jié)合秤上。電磁力式傳感器：它利用承重臺(tái)上的負(fù)荷與電磁力相平衡的原理工作。電容式傳感器：工作原理是利用電容器振蕩電路的振蕩頻率f與極板間距d成正比的關(guān)系。電容式傳感器耗電量少，造價(jià)低，準(zhǔn)確度為1/200～1/500。振動(dòng)式傳感器彈性元件受力后，其固有振動(dòng)頻率與作用力的平方根成正比。當(dāng)承重臺(tái)上加有被測(cè)物時(shí)，V形弦絲的交點(diǎn)被拉向下，且左弦的拉力增大，右弦的拉力減小。音叉式傳感器的彈性元件是音叉。音叉式傳感器耗電量小，計(jì)量準(zhǔn)確度高達(dá)1/10000～1/200000，稱(chēng)量范圍為500g～10kg。轉(zhuǎn)子軸(X軸)在未受外力作用時(shí)保持水平狀態(tài)。電阻應(yīng)變式傳感器利用電阻應(yīng)變片變形時(shí)其電阻也隨之改變的原理工作。電信號(hào)經(jīng)處理后以數(shù)字形式顯示出被測(cè)物的質(zhì)量。（1）對(duì)傳感器數(shù)量和量程的選擇傳感器數(shù)量的選擇是根據(jù)電子秤的用途、秤體需要支撐的點(diǎn)數(shù)（支撐點(diǎn)數(shù)應(yīng)根據(jù)使秤體幾何重心和實(shí)際重心重合的原則而確定）而定。但是在實(shí)際的使用當(dāng)中，由于加在傳感器上的載荷除被稱(chēng)物體外，還存在秤體自重、皮重、偏載及振動(dòng)沖擊等載荷，因此選用傳感器時(shí)，要考慮諸多方面的因素，保證傳感器的安全和壽命。稱(chēng)重傳感器按綜合性能分為A、B、C、D四個(gè)準(zhǔn)確度等級(jí)，分別對(duì)應(yīng)于衡器Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四個(gè)準(zhǔn)確度等級(jí)。（4）使用環(huán)境稱(chēng)重傳感器實(shí)際上是一種將質(zhì)量信號(hào)轉(zhuǎn)換成可測(cè)量的電信號(hào)輸出裝置。3．電阻應(yīng)變式稱(chēng)重傳感器按照稱(chēng)重傳感器選擇的指標(biāo)要求，以及對(duì)各種傳感器的比較，本設(shè)計(jì)選定電阻應(yīng)變片式傳感器，下面對(duì)此類(lèi)傳感器做詳細(xì)介紹。這樣小的電阻變化用一般測(cè)量電阻的儀表很難測(cè)出，必須采用一定形式的測(cè)量電路將微小的電阻變化率轉(zhuǎn)變成電壓或電流的變化，才能用二次儀表顯示出來(lái)。圖22 電阻應(yīng)變式稱(chēng)重傳感器橋式測(cè)量電路RRRR4為4個(gè)應(yīng)變片電阻，組成了橋式測(cè)量電路，Rm為溫度補(bǔ)償電阻，e為激勵(lì)電壓，V為輸出電壓。式25表明，電橋的輸出電壓和四個(gè)轎臂的應(yīng)變片所感受的應(yīng)變量的代數(shù)和成正比。對(duì)于一個(gè)高精度的應(yīng)變傳感器來(lái)說(shuō)，僅僅靠4個(gè)應(yīng)變片組成橋式測(cè)量電路還是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。 A/D轉(zhuǎn)換器的選定在實(shí)際的測(cè)量和控制系統(tǒng)中檢測(cè)到的常是時(shí)間、數(shù)值都連續(xù)變化的模擬量，模擬量要輸入到單片機(jī)中進(jìn)行處理，首先要經(jīng)過(guò)模擬量到數(shù)字量的轉(zhuǎn)換，單片機(jī)才能接收、處理。其優(yōu)點(diǎn)是用簡(jiǎn)單電路就能獲得高分辨率，但缺點(diǎn)是由于轉(zhuǎn)換精度依賴(lài)于積分時(shí)間，因此轉(zhuǎn)換速率極低。其優(yōu)點(diǎn)是速度較高、功耗低，在低分辯率（12位）時(shí)價(jià)格便宜，但高精度（12位）時(shí)價(jià)格很高。還有分成三步或多步實(shí)現(xiàn)AD轉(zhuǎn)換的叫做分級(jí)型ADC，而從轉(zhuǎn)換時(shí)序角度又可稱(chēng)為流水線型ADC，現(xiàn)代的分級(jí)型AD中還加入了對(duì)多次轉(zhuǎn)換結(jié)果作數(shù)字運(yùn)算而修正特性等功能。電路的數(shù)字部分基本上容易單片化，因此容易做到高分辨率。從理論上講這種AD的分辨率幾乎可以無(wú)限增加，只要采樣的時(shí)間能夠滿足輸出頻率分辨率要求的累積脈沖個(gè)數(shù)的寬度。（2）A/D轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換速率。（3）是否加采樣/保持器。一般A/D轉(zhuǎn)換器可由外部控制信號(hào)啟動(dòng)轉(zhuǎn)換，這一啟動(dòng)信號(hào)可由CPU提供。 單片機(jī)型號(hào)的選定1．單片機(jī)選定準(zhǔn)則市場(chǎng)上的單片機(jī)型號(hào)很多，功能也有差異，在選擇單片機(jī)型號(hào)的時(shí)候主要應(yīng)該注意以下幾個(gè)方面：（1）市場(chǎng)貨源系統(tǒng)設(shè)計(jì)者只能在市場(chǎng)上能夠提供的單片機(jī)中選擇，特別是作為產(chǎn)品大批量生產(chǎn)的應(yīng)用系統(tǒng)，所選的單片機(jī)型號(hào)必須有穩(wěn)定、充足的貨源。（3）研制周期在研制任務(wù)重、時(shí)間緊的情況下，還要考慮所選的單片機(jī)型號(hào)是否熟悉，是否能馬上著手進(jìn)行系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。AT89S51是一種帶4K字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲(chǔ)器的單片機(jī)，其指令集和傳統(tǒng)的51單片機(jī)指令集是一樣的?？臻e模式下，CPU暫停工作，而RAM定時(shí)計(jì)數(shù)器，串行口，外中斷系統(tǒng)可繼續(xù)工作，掉電模式凍結(jié)振蕩器而保存RAM的數(shù)據(jù)，停止芯片其它功能直至外中斷激活或硬件復(fù)位。下面簡(jiǎn)單敘述各引腳的功能。端口置1時(shí)，內(nèi)部上拉電阻將端口拉到高電平，作輸入用； 另外，、()和觸發(fā)輸入()；對(duì)內(nèi)部Flash程序存儲(chǔ)器編程時(shí)，接收低8位地址信息；P2口：P2是一個(gè)帶有內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/0端口；輸出時(shí)可驅(qū)動(dòng)4個(gè)TTL。只要這個(gè)管腳保持高電平，51芯片便循環(huán)復(fù)位。晶振的頻率可以在1MHz至24MHz內(nèi)選擇，電容取30PF左右。當(dāng)該引腳訪問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器時(shí)，應(yīng)輸入低電平。其中復(fù)位電路采用上電復(fù)位。復(fù)位電路的好壞決定著單片機(jī)能否正常工作。對(duì)于51內(nèi)核的單片機(jī)，RST是復(fù)位信號(hào)輸入端，高電平有效。準(zhǔn)確度等級(jí)C3最大分度數(shù)3000最小檢定分度值Fmax/10000綜合誤差%.重復(fù)性%.蠕變%./30min177。具有體積小，兼容性強(qiáng)，性?xún)r(jià)比高的特點(diǎn)，具體參數(shù)如下：178。 5V電源供電時(shí)輸入電壓在0~5V之間；178。 商用級(jí)芯片溫寬為0℃～70℃，工業(yè)級(jí)芯片溫寬為40℃～85℃；下面對(duì)ADC0832的引腳進(jìn)行說(shuō)明，圖34為該芯片的引腳圖：圖34 ADC0832引腳圖178。 GND：芯片參考零點(diǎn)位（地）；178。 Vcc/REF：電源輸入及參考電壓輸入（復(fù)用）。此時(shí)芯片開(kāi)始轉(zhuǎn)換工作，同時(shí)由處理器向芯片時(shí)鐘輸入端CLK輸入時(shí)鐘脈沖，DO/DI端則使用DI端輸入通道功能選擇的數(shù)據(jù)信號(hào)。其與單片機(jī)的接線如圖36所示，為完善其功能，電路中添加了上拉電阻。還用到稱(chēng)重傳感器，所采用的應(yīng)變式傳感器是高阻抗器件，其絕緣性能、機(jī)械結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性等，直接影響工作特性的穩(wěn)定。而系統(tǒng)的可靠性更倍受人們的關(guān)注，這是因?yàn)橄到y(tǒng)的可靠性決定了系統(tǒng)能否達(dá)到所需要的精度。電源濾波的一般方法是在電源變壓器初、次級(jí)分別設(shè)置低通濾波器和線間電容濾波器，使50Hz市電基波通過(guò)，而抑制掉高頻信號(hào)。（1）光電隔離技術(shù)光電耦合器對(duì)干擾信號(hào)具有良好的隔離性能，一是它的輸入阻抗很小，約為100fllldl，而干擾源內(nèi)阻則很大，通常為105Q～108Q，因此能分壓到光電耦合器輸入端的噪聲很小；二是光電耦合器輸入部分的發(fā)光二極管是在電流狀態(tài)下工作的，即使干擾噪聲有較高的電壓幅度，但由于能量小，不能提供足夠的電流使發(fā)光二極管發(fā)光而被抑制掉；三是光電耦合器的輸入回路與輸出回路之間分布電容極小，絕緣電阻很大，回路一邊的干擾很難通過(guò)光電耦合器饋送到另一邊去。但使用中應(yīng)注意：178。 雙絞線的屏蔽層采用設(shè)備端單端接地方式。根據(jù)這一要求，電子秤的信息采集與處理分三個(gè)階段：在微處理器的控制下，經(jīng)傳感器轉(zhuǎn)換的電壓信號(hào)通過(guò)輸入電路送入A/D轉(zhuǎn)換器處理，存入到數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器中；微處理器對(duì)采集的測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行必要的數(shù)據(jù)處理，把數(shù)據(jù)信號(hào)處理為顯示所要求的信號(hào)格式，通過(guò)輸出接口電路輸出并顯示。0xff)。 //設(shè)置數(shù)據(jù)自動(dòng)寫(xiě)write_data(ASC_MSK[(c10x20)*16+k])。 鍵盤(pán)程序本設(shè)計(jì)中采用了44矩陣式鍵盤(pán)，單片機(jī)定時(shí)進(jìn)行查詢(xún)。因?yàn)樵诜抡鏁r(shí)不能實(shí)際的把物體放到稱(chēng)重臺(tái)上，所以在仿真時(shí)采用直接輸入模擬電壓信號(hào)的方法，來(lái)代替信號(hào)的采集。此時(shí)，ADC0832不斷對(duì)外部數(shù)據(jù)進(jìn)行采樣交給單片機(jī)進(jìn)行處理，一旦有物品放入載物臺(tái)，ADC0832立即發(fā)送中斷請(qǐng)求，并將本次采集數(shù)據(jù)交給單片機(jī)進(jìn)行處理。單價(jià)：，總重量：，總價(jià)：”。此時(shí)，按下鍵盤(pán)，選擇相應(yīng)的商品。當(dāng)要稱(chēng)量下一種不同商品的時(shí)候，只需按下0鍵，選擇商品代碼，再按下相應(yīng)商品鍵。圖54 最大量程仿真 仿真總結(jié)與問(wèn)題補(bǔ)充 仿真總結(jié)以上，我們進(jìn)行了幾種基本情況的仿真，總結(jié)仿真的過(guò)程，我們可以得出以下結(jié)論： 該電子秤設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，操作方便，可以很容易的進(jìn)行稱(chēng)量； 由于元件設(shè)置的原因，使電子秤的量程未達(dá)到預(yù)設(shè)的范圍； 各商品的價(jià)格已在程序中設(shè)定好，既給稱(chēng)量帶來(lái)了方便，也帶來(lái)了麻煩，使得稱(chēng)量其他物品時(shí)需要修改程序。在實(shí)際稱(chēng)量中，可以加入放大濾波電路如圖55所示。微弱信號(hào)Vi1和Vi2被分別放大后從AD620的第6腳輸出。后面詳細(xì)介紹了電子秤的硬件以及軟件設(shè)計(jì)。軟件設(shè)計(jì)中使用了C語(yǔ)言編程，便于修改和應(yīng)用。三是本次設(shè)計(jì)沒(méi)有完成實(shí)物的制作，從而不能預(yù)見(jiàn)商業(yè)產(chǎn)品開(kāi)發(fā)中的所有問(wèn)題，需要進(jìn)一步研究。附錄程序includeincludeinclude include includedefine uchar unsigned chardefine uint unsigned intsbit ADCS =P3^5。 uint x1,y1,z1=0,w1。 char press_data。unsigned char price_all[6]={48,48,46,48,48,48}。uint price_temp1,price_temp2。void delay(uint k)。/************主函數(shù)************/void main(void){ delay(500)。 //開(kāi)始進(jìn)入歡迎界面 delay(1000)。 clear_lcd(44,0,100)。 clear_lcd(100,0,100)。 //采樣值存儲(chǔ)單元初始化為0 alarm()。 write_lcd(56,0,單 價(jià):)。 write_lcd(72,11,abc)。 //計(jì)算出價(jià)格 write_lcd(88,10,price_all)。 uchar j。 if(channel==1)channel=3。 ADCS=0。//拉高CLK端 _nop_()。 _nop_()。 _nop_()。 _nop_()。 _nop_()。//控制命令結(jié)束 _nop_()。i8。 _nop_()。 dat=1。i++) { j=0。 _nop_()。 j=j7。//拉搞CS端 ADCLK=0。 return(dat)。 temp1=(int)(press*1000)。 //取壓力值十位 abc[3]=((temp1%1000)%100)/10+48。 } void delay(uint k){ uint i,j。j100。 write_lcd(28,0,設(shè)計(jì)學(xué)生:謝玉夏)。 write_lcd(84,0,指導(dǎo)老師:劉志芳)。 temp=P1。 temp=P1。 switch(temp) { case 0xee:num=1,price=price_unit[0], write_lcd(24,0,名 稱(chēng): 杏 仁)。case 0xbe:num=3,price=price_unit[2],write_lcd(24,0,名 稱(chēng): 草 莓)。 } while(temp!=0xf0) { temp=P1。 temp=P1。 temp=P1。 switch(temp) {case 0xed:num=5,price=price_unit[4],write_lcd(24,0,名 稱(chēng): 西 瓜)。case 0xbd:num=7,price=price_unit[6],write_lcd(24,0,名 稱(chēng): 雪 梨)。 } while(temp!=0xf0) { temp=P1。 temp=P1。 temp=P1。 switch(temp) {case 0xeb:num=9,price=price_unit[8],write_lcd(24,0,名 稱(chēng): 香 蕉)。case 0xbb:num=11,price=price_unit[1]。 } while(temp!=0xf0) { temp=P1。 temp=P1。 temp=P1。 switch(temp) { case 0xe7:num=13,price=price_unit[3]。 case 0xb7:num=15,price=price_unit[5]。 } while(temp!=0xf0) { temp=P1。 price_danjia[0]=price_temp1/1000+48。 //取單價(jià)百分位 price_danjia[4]=((price_temp1%1000)%100)%10+48。 price_all[2]=46。 } 參考文獻(xiàn)[1] [M].北京：電子工業(yè)出版社，2009：342354.[2] [M].西安：西安電子科技大學(xué)出版，2002：6380.[3] [M].北京：北京航空航天大學(xué)出版，2000：3644.[4] 陳東云,[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社，2006:122156.[5] [M].北京：電子工業(yè)出版社，2009：160167.