【正文】 的基礎(chǔ)上進(jìn)行擴(kuò)展，增加一鍵盤輸入裝置，增加外界對(duì)單片機(jī)內(nèi)部的數(shù)據(jù)設(shè)定，使電子稱實(shí)現(xiàn)稱重計(jì)價(jià)的功能。方案三 前端信號(hào)處理時(shí)，選用放大、信號(hào)轉(zhuǎn)換等措施，尤其在顯示方面采用具有字符圖文顯示功能的LCD顯示器。但其缺點(diǎn)是外圍電路比較復(fù)雜,編程復(fù)雜。采用FPGA測(cè)頻測(cè)量精度高，測(cè)量頻率范圍大，而且編程靈活、調(diào)試方便，設(shè)計(jì)要求的精度較高，所以要求系統(tǒng)的穩(wěn)定性要好，抗干擾能力要強(qiáng)。雖然以FPGA為核心的電子稱系統(tǒng)很優(yōu)化，但只有在大規(guī)模和超大規(guī)模集成電路中其高集成度才能更好得以體現(xiàn)。通常傳感器由敏感元件和轉(zhuǎn)換元件組成。傳感器的作用是人們?yōu)榱藦耐饨绔@取信息，必須借助于感覺(jué)器官。 傳感器早已滲透到諸如工業(yè)生產(chǎn)、宇宙開(kāi)發(fā)、海洋探測(cè)、環(huán)境保護(hù)、資源調(diào)查、醫(yī)學(xué)診斷、生物工程、甚至文物保護(hù)等等極其之泛的領(lǐng)域。表征傳感器靜態(tài)特性的主要參數(shù)有：線性度、靈敏度、遲滯、重復(fù)性、漂移等。最常用的標(biāo)準(zhǔn)輸入信號(hào)有階躍信號(hào)和正弦信號(hào)兩種，所以傳感器的動(dòng)態(tài)特性也常用階躍響應(yīng)和頻率響應(yīng)來(lái)表示[3]。目前多用于加速度和動(dòng)態(tài)力或壓力的測(cè)量。它有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、靈敏度高、動(dòng)態(tài)響應(yīng)好、可實(shí)現(xiàn)非接觸測(cè)量、具有平均效應(yīng)等優(yōu)點(diǎn)。若被測(cè)量的變化使式中、A、三個(gè)參量中任一個(gè)發(fā)生變化，都會(huì)引起電容量的變化，通過(guò)測(cè)量電路就可轉(zhuǎn)換為電量輸出[4]。故易受外界干擾，信號(hào)需經(jīng)放大，并采取抗干擾措施。導(dǎo)體的電阻隨著機(jī)械變形而發(fā)生變化的現(xiàn)象叫做電阻應(yīng)變效應(yīng)。直流電橋的特點(diǎn)是信號(hào)不會(huì)受各元件和導(dǎo)線的分布電感及電容的影響，抗干擾能力強(qiáng)，但因機(jī)械應(yīng)變的輸出信號(hào)小，要求用高增益和高穩(wěn)定性的放大器放大。應(yīng)變片測(cè)量電橋在測(cè)量前使電橋平衡，從而使測(cè)量時(shí)電橋輸出電壓只與應(yīng)變片感受的應(yīng)變所引起的電阻變化有關(guān)。（4）商品化，使用方便，便于實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離、自動(dòng)化測(cè)量[5]。 前級(jí)放大器部分經(jīng)由傳感器或敏感元件轉(zhuǎn)換后輸出的信號(hào)一般電平較低；經(jīng)由電橋等電路變換后的信號(hào)亦難以直接用來(lái)顯示、記錄、控制或進(jìn)行信號(hào)轉(zhuǎn)換。傳感器的輸出信號(hào)不僅電平低，內(nèi)阻高，還常伴有較高的共模電壓。在預(yù)定的頻帶寬度內(nèi)有穩(wěn)定準(zhǔn)確的增益、良好的線性，輸入漂移和噪聲應(yīng)足夠小以保證要求的信噪比。我們考慮了以下幾種方案：方案一 利用普通低溫漂運(yùn)算放大器構(gòu)成多級(jí)放大器。方案二 由高精度低漂移運(yùn)算放大器構(gòu)成差動(dòng)放大器。缺點(diǎn)：此電路要求RR4相等，誤差將會(huì)影響輸出精度，難度較大。以其最大輸入偏置電流為20nA，這一參數(shù)反映了它的高輸入阻抗?；谝陨戏治?，我決定采用制作方便而且精度很好的專用儀表放大器INA126。逐次逼近法轉(zhuǎn)換過(guò)程是：初始化時(shí)將逐次逼近寄存器各位清零；轉(zhuǎn)換開(kāi)始時(shí)，先將逐次逼近寄存器最高位置1，送入D/A轉(zhuǎn)換器，經(jīng)D/A轉(zhuǎn)換后生成的模擬量送入比較器，稱為然后再置逐次逼近寄存器次高位為1，將寄存器中新的數(shù)字量送D/A轉(zhuǎn)換器，輸出的重復(fù)此過(guò)程，直至逼近寄存器最低位。基本原理是將輸入電壓變換成與其平均值成正比的時(shí)間間隔，再把此時(shí)間間隔轉(zhuǎn)換成數(shù)字量，屬于間接轉(zhuǎn)換。A/D轉(zhuǎn)換器選用的原則：A/D 轉(zhuǎn)換器的位數(shù)。不同類型的A/D 轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換速率大不相同。A/D 轉(zhuǎn)換器的有關(guān)量程引腳。轉(zhuǎn)換結(jié)束后A/D 轉(zhuǎn)換器內(nèi)部轉(zhuǎn)換結(jié)束信號(hào)觸發(fā)器置位，并輸出轉(zhuǎn)換結(jié)束標(biāo)志電平。為防止這種現(xiàn)象，可采取如下措施：（1）加強(qiáng)抗干擾措施，盡量避免較大的干擾電流進(jìn)入電路；（2）加強(qiáng)電源穩(wěn)壓濾波措施， 在A/D 轉(zhuǎn)換器電源入口處加退耦濾波電路，為防止窄脈沖波竄入在電解電容上再接一高頻濾波電容；（3）在A/D 轉(zhuǎn)換器的電源端接一限流電阻，可在出現(xiàn)晶閘管現(xiàn)象時(shí)，有效地把電流限定在允許范圍內(nèi)，以防止燒壞器件。所以我們需要選擇14位或者精度更高的A/D轉(zhuǎn)換器[17]。LM331的動(dòng)態(tài)范圍寬，可達(dá)100dB；線性度好，％，；變換精度高，數(shù)字分辨率可達(dá)12位；外接電路簡(jiǎn)單，只需接入幾個(gè)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。LM331可采用雙電源或單電源供電，～40V之間，輸出可高達(dá)40V，而且可以防止Vcc短路[18]。所以我決定采用LM331芯片V/F轉(zhuǎn)換作為信號(hào)轉(zhuǎn)換的方案。影響性能價(jià)格比的因素除單片機(jī)的性能價(jià)格外，還包括硬件和軟件設(shè)計(jì)的容易程度、相應(yīng)的工作量大小，以及開(kāi)發(fā)工具的性能價(jià)格比。顯而易見(jiàn)，這種單片機(jī)對(duì)開(kāi)發(fā)設(shè)備的要求很低，開(kāi)發(fā)時(shí)間也大大縮短。8051系列單片機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)是各種邏輯單元及其之間的互連構(gòu)成的。單片機(jī)的可擦除只讀存儲(chǔ)器可以反復(fù)擦除100次。AT89C51單片機(jī)特點(diǎn)能與MCS51 兼容，有 4K字節(jié)可編程閃爍存儲(chǔ)器，壽命能夠達(dá)到1000寫/擦循環(huán)，數(shù)據(jù)可以保留時(shí)間長(zhǎng)達(dá)10年，全靜態(tài)工作：0Hz24MHz，三級(jí)程序存儲(chǔ)器鎖定，1288位內(nèi)部RAM，32可編程I/O線，兩個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器，5個(gè)中斷源，可編程串行通道，低功耗的閑置和掉電模式，片內(nèi)振蕩器和時(shí)鐘電路。LED顯示器結(jié)構(gòu)：基本的半導(dǎo)體數(shù)碼管是由七個(gè)條狀發(fā)光二極管芯片排列而成的。這種顯示塊有共陰極與共陽(yáng)極兩種。N位LED顯示器有N根位選線和8*N根段選線。我們使用的為動(dòng)態(tài)顯示方式。比LED要好的多，但是價(jià)錢較其貴。發(fā)光管和LED數(shù)碼管比較常用，軟硬件都比較簡(jiǎn)單，在前面章節(jié)已經(jīng)介紹過(guò)，在此不作介紹，本章重點(diǎn)介紹字符型液晶顯示器的應(yīng)用。（3）體積小、重量輕：液晶顯示器通過(guò)顯示屏上的電極控制液晶分子狀態(tài)來(lái)達(dá)到顯示的目的，在重量上比相同顯示面積的傳統(tǒng)顯示器要輕得多。液晶顯示器各種圖形的顯示原理（1）線段的顯示：點(diǎn)陣圖形式液晶由MN個(gè)顯示單元組成，假設(shè)LCD顯示屏有64行，每行有128列，每8列對(duì)應(yīng)1字節(jié)的8位，即每行由16字節(jié)，共168=128個(gè)點(diǎn)組成，屏上6416個(gè)顯示單元與顯示RAM區(qū)1024字節(jié)相對(duì)應(yīng)，每一字節(jié)的內(nèi)容和顯示屏上相應(yīng)位置的亮暗對(duì)應(yīng)。這樣一來(lái)就組成某個(gè)字符。我們以1602LCD字符型液晶顯示器為例。 鍵盤輸入鍵盤輸入是人機(jī)交互界面中重要的組成部分，它是系統(tǒng)接受用戶指令的直接途徑。鍵盤由許多鍵組成，每一個(gè)鍵相當(dāng)于一個(gè)機(jī)械開(kāi)關(guān)觸點(diǎn)，當(dāng)鍵按下時(shí)，觸點(diǎn)閉合，當(dāng)鍵松開(kāi)時(shí)，觸點(diǎn)斷開(kāi)。列如Intel8279是一種為8位微處理器設(shè)計(jì)的比較成熟的通用鍵盤/顯示器接口芯片，其功能有：接收來(lái)自鍵盤的輸入數(shù)據(jù)，并作預(yù)處理；數(shù)據(jù)顯示的管理和數(shù)據(jù)顯示器的控制。用I/O口線組成行、列結(jié)構(gòu)，按鍵設(shè)置在行列的交點(diǎn)上。缺點(diǎn)就是需要用軟件處理消抖、重鍵等問(wèn)題。12V，傳感器需要＋5V以上的線性電源。LM337輸出為負(fù)的可調(diào)電壓，采用兩個(gè)獨(dú)立的變壓器分別和LM317及LM337組裝，操作比較簡(jiǎn)單。 177。 具體實(shí)施方案簡(jiǎn)介根據(jù)以上設(shè)計(jì)方案，硬件部分采用51系列單片機(jī)AT89C51為控制核心部件，實(shí)現(xiàn)電子秤的基本控制功能。在具體選擇傳感器時(shí)，考慮到在稱量物品時(shí)必要的精度、準(zhǔn)確性要求，所稱物品的重量誤差必須要控制在一定的范圍之內(nèi)。傳感器輸出的電信號(hào)比較微弱，一般為毫伏級(jí)，必須采用適當(dāng)?shù)碾娐愤M(jìn)行信號(hào)放大處理，這樣才能保證整個(gè)系統(tǒng)的精度和穩(wěn)定性能。人機(jī)交互部分的鍵盤在系統(tǒng)中，可以輸入數(shù)字和已經(jīng)固定的控制命令等。其中數(shù)據(jù)采集模塊由壓力傳感器、信號(hào)的前級(jí)處理和V/F轉(zhuǎn)換部分組成。ProgrammableOnly此外，AT89C51設(shè)有穩(wěn)態(tài)邏輯，可以在低到零頻率的條件下靜態(tài)邏輯，支持兩種軟件可選的掉電模式。 引腳說(shuō)明AT89C51芯片圖如下： AT89C51 的引腳圖VCC：供電電壓。在FIASH編程時(shí)，P0P2口：P2口為一個(gè)內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口，P2口緩沖器可接收，輸出4個(gè)TTL門電流，當(dāng)P2口被寫“1”時(shí)，其管腳被內(nèi)部上拉電阻拉高，且作為輸入。在給出地址“1”時(shí)，它利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢(shì)，當(dāng)對(duì)外部八位地址數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行讀寫時(shí)，P2口輸出其特殊功能寄存器的內(nèi)容。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。TXD（串行輸出口） T1（記時(shí)器1外部輸入） 當(dāng)振蕩器復(fù)位器件時(shí)，要保持RST腳兩個(gè)機(jī)器周期的高電平時(shí)間。因此它可用作對(duì)外部輸出的脈沖或用于定時(shí)目的。ALE只有在執(zhí)行MOVX，MOVC指令是ALE才起作用。在由外部程序存儲(chǔ)器取指期間，每個(gè)機(jī)器周期兩次/PSEN有效。注意加密方式1時(shí)，/EA將內(nèi)部鎖定為RESET；當(dāng)/EA端保持高電平時(shí)，此間內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。 XTAL2：來(lái)自反向振蕩器的輸出[11]。 INA126 的增益通過(guò)外部電阻設(shè)置，增益范圍從 5V/V to 10000V/V 。 18V 低偏移電壓： 250 μ V max低溫度漂移： 3 μ V/ 176。同時(shí)它動(dòng)態(tài)范圍寬，可達(dá) 100dB；線性度好，最大非線性失真小于 ％， 時(shí)尚有較好的線性；變換精度高，數(shù)字分辨率可達(dá) 12 位；外接電路簡(jiǎn)單，只需接入幾個(gè)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(shí)，定時(shí)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(dòng)管截止，輸出端 f0為邏輯高電平，同時(shí)，復(fù)零晶體管導(dǎo)通，電容 C2 通過(guò)復(fù)零晶體管迅速放電；電子開(kāi)關(guān)使電容 C3 對(duì)電阻 R3 放電。本章針對(duì)這些模塊的主要芯片做了簡(jiǎn)單介紹，了解的其芯片的功能及應(yīng)用，并且介紹了本次項(xiàng)目的具體電路設(shè)計(jì)。程序設(shè)計(jì)是一件復(fù)雜的工作，為了把復(fù)雜的工作條理化，就要有相應(yīng)的步驟和方法。⑶編寫程序：根據(jù)程序框圖所表示的算法和步驟，選用適當(dāng)?shù)闹噶钆帕衅饋?lái)，構(gòu)成一個(gè)有機(jī)的整體，即程序。 C語(yǔ)言在單片機(jī)中的應(yīng)用C語(yǔ)言是一種通用的計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言，在國(guó)際上非常流行。如進(jìn)行端口I，0操作、位操作、地址操作，并可內(nèi)嵌匯編指令，將匯編指令當(dāng)作它的語(yǔ)句一樣。 電子稱的軟件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)電子稱軟件設(shè)計(jì)均采用模塊化設(shè)計(jì)，整個(gè)程序包括主程序、定時(shí)中斷程序、INTO中斷程序按鍵程序、數(shù)據(jù)處理子程序(雙字節(jié)乘法、二一十進(jìn)制轉(zhuǎn)換程序及逆轉(zhuǎn)換程序)、LCD十六位液晶靜態(tài)顯示子程序等模塊。其中R0為標(biāo)志位寄存器當(dāng)為OOH時(shí)為正常顯示方式。主程序流程圖給出了系統(tǒng)工作的基本過(guò)程，描述了信號(hào)的基本流向，起到一個(gè)向?qū)У淖饔谩? V/F信號(hào)讀取及處理程序顯示子程序主要是來(lái)判斷是否需要顯示,以及如何去顯示,也是十分重要的程序之一。 鍵盤掃描子程序流程圖 本章小結(jié) 本章主要介紹的是本次設(shè)計(jì)的軟件部分，畫(huà)出了軟件的主程序流程圖及部分子程序流程圖。傳感器好比人體“五官”的工程模擬物，它是一種能將特定的被測(cè)量信息（物理量、化學(xué)量、生物量等）按一定規(guī)律轉(zhuǎn)換成某種可用信號(hào)輸出的器件或裝置本次設(shè)計(jì)中的半橋電子稱就是在以上儀器的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)而成的。一、 主要工作及結(jié)論熟悉AT89C51單片機(jī)功能及工作特性，掌握其接口擴(kuò)展方法。二、 存在的問(wèn)題電子電路的設(shè)計(jì)中對(duì)各種影響因素的考慮不夠完全，比如在對(duì)過(guò)電壓情況的處理中未作防范措施。日歷時(shí)鐘電路可以顯示購(gòu)貨日期，通訊接口電路可以與上位機(jī)（PC機(jī)）進(jìn)行通訊，從而將大量的商品數(shù)據(jù)存于上位機(jī)，然后通過(guò)串口或并口通訊與電子稱相連，達(dá)到遠(yuǎn)距離控制的目的。58