【正文】 負(fù)載效應(yīng)會(huì)使所測(cè)電壓造成偏差。 綜上分析，該設(shè)計(jì)在放大電路選用了 LM358，該放大器件內(nèi)部包括有兩個(gè)獨(dú)立的、高增益、 內(nèi)部頻率補(bǔ)償?shù)碾p運(yùn)算放大器，適合于電源電壓范圍很寬的單電源使用，也適用于雙電源工作模式，在推薦的工作條件下，電源電流與電源電壓無關(guān)。 徐州工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 9 圖 24 DIP塑封引腳圖引腳功能 圖 25 圓形金屬殼封裝管腳圖 圖 26內(nèi)部電路原理圖 徐州工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 10 特性： （ 1）內(nèi)部頻率補(bǔ)償。 一177。 （ 7）低輸入失調(diào)電壓和失調(diào)電流。 參數(shù)： （ 1）輸入偏置電流 45 nA （ 2）輸入失調(diào)電流 50 nA （ 3）輸入失調(diào)電壓 （ 4）輸入共模電壓最大值 VCC~ V （ 5）共模抑制比 80dB （ 6）電源抑制比 100dB A/D 轉(zhuǎn)換器選型 A/D 轉(zhuǎn)換部分是整個(gè)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵，這一部分處理不好， 會(huì)使得整個(gè)設(shè)計(jì)毫無意義。 （ 2） A/D 轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換速率：不同類型的 A/D 轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換速率大不相同。 （ 4） A/D 轉(zhuǎn)換器的晶閘管現(xiàn)象：其現(xiàn)象是在正常使用時(shí)， A/D 轉(zhuǎn)換器芯片電流驟增，時(shí)間一長(zhǎng)就會(huì)燒壞芯片 [7]。 引腳圖如圖 27 所示 。C to +85176。 （ 4） GND 芯片參考 0 電位（地）。 （ 8） Vcc/REF 電源輸入及參考電壓輸入（復(fù)用）。獨(dú)立的芯片使能輸入，使多器件掛接和處理器控制變的更加方便。 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，以及開發(fā)工具的性能價(jià)格比；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)。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， 128 8 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 [9]。并且下載電路可設(shè)計(jì)在系統(tǒng)中，可以隨時(shí)修改單片機(jī)的軟件而不對(duì)硬件做任何改動(dòng) [10]。鍵盤由許多鍵組成，每一個(gè)鍵相當(dāng)于一個(gè)機(jī)械開關(guān)觸點(diǎn)，當(dāng)鍵按下時(shí)，觸點(diǎn)閉合，當(dāng)鍵松開時(shí)，觸點(diǎn)斷開。 此方案顯示直觀，而且編程簡(jiǎn)單 。 電特性： （ 1） 工作電壓： 5V （ 2） 靜態(tài)電流：典型值 ，最大值 2μA （ 3） 工作電流：典型值 15mA，最大值 30mA（ 16 歐姆） 操作模式： 地址輸入有雙重功能 ， 根據(jù)地址中的 A6， A7 的電平狀態(tài)決定 A0～ A7 的功能。如果 A6， A7 同為高電平時(shí) ， 它們即為模式位。 這種操作模式一直執(zhí)行到下一個(gè)低電平控制輸入信號(hào)出現(xiàn)為止 ， 這一刻現(xiàn)行的地址 /模式信號(hào)被取樣并執(zhí)行。 A1 刪除 EOM 標(biāo)志 (REC only)可使錄入的分段信息成為連續(xù)的信息 ， 用 A1 可刪除掉每段中間信 息后的 EOM 標(biāo)志 ， 僅在所有信息后留一個(gè) EOM 標(biāo)志。 徐州工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 15 A4 連續(xù)尋址：在正常操作中 ， 當(dāng)一個(gè)信息放出 ， 遇到一個(gè) EOM 標(biāo)志時(shí) ， 地址計(jì)數(shù)器會(huì)復(fù)位， A4 可防止地址計(jì)數(shù)器復(fù)位 ， 使得信息連續(xù)不斷地放出。 實(shí)物圖如圖 210 所示。 徐州工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 16 LM7805 的特點(diǎn)有： （ 1） 最大輸出電流為 ，輸出電壓為 5V； （ 2） 熱過載保護(hù)，短路保護(hù)； （ 3） 輸出晶休管安全工作區(qū)保護(hù)； LM7805 的內(nèi)部框圖 如圖 211 所示 ： 圖 211 LM7805內(nèi)部框圖 LM7805 的 電參數(shù)如表 24 所示 ： 表 24 7805電參數(shù) 采用 7805 組成穩(wěn)壓電源的方案，其電路原理圖如圖 212 所示： 徐州工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 17 圖 212 LM7805組成電路 總體實(shí)施方案總結(jié) 根據(jù)以上設(shè)計(jì)方案，控制模塊部分采用單片機(jī) AT89S52 為控制核心部件，實(shí)現(xiàn)電子稱的基本控制功能。鍵盤部分采用若干按鈕，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)所需的復(fù)位和播報(bào)功能。 圖 32 PM23工作原理 PM23型稱重傳感器 尺寸 如下圖 33所 示 ： 圖 33 PM23尺寸徐州工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 20 信號(hào)放大處理 采用 LM358放大電路， 4端接收 PM23型稱重傳感器的正負(fù)信號(hào)，經(jīng)過 358的放大電路處理放大后傳輸?shù)?ADC0832。ATMEL 公司是美國(guó) 20世紀(jì) 80年代中期成立并發(fā)展起來的半導(dǎo)體公司。 主要功能特性 見下表 31 所示： 表 31 AT89S52 功能 兼容 MCS51指令系統(tǒng) 8k可反復(fù)擦寫 (1000次） ISP Flash ROM 32個(gè)雙向 I/O口 電壓 3個(gè) 16位可編程定時(shí) /計(jì)數(shù)器 時(shí)鐘頻率 033MHz 全雙工 UART串行中斷口線 256x8bit內(nèi)部 RAM 2個(gè)外部中斷源 低功耗空閑和省電模式 中斷喚醒省電模式 3級(jí)加密位 看門狗（ WDT）電路 軟件設(shè)置空閑和省電功能 靈活的 ISP字節(jié)和分頁(yè)編程 雙數(shù)據(jù)寄存器指針 引腳封裝如下圖 36 所示： 圖 36 AT89S52的引腳圖 引腳功能說明： VCC/GND：電源 /接地引腳； Port 0： P0是一個(gè) 8位漏極開路型雙向 I/O 端口，端口置 1(對(duì)端口寫 1)時(shí)作高阻抗輸 入端； P0還徐州工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 22 可以用作總線方式下的地址數(shù)據(jù)復(fù)用管腳，用來操作外部存儲(chǔ)器。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； P2口在存取外部存儲(chǔ)器時(shí)，可作為高位地址輸出；內(nèi)部 Flash 程序存儲(chǔ)器編程時(shí)，接收高 8位地址和控制信息； Port 3： P3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。復(fù)位后 P0— P3口均置 1，管腳表現(xiàn)為高電平，程序計(jì)數(shù)器和特殊功能寄存器 SFR 全部 清零。當(dāng)該引腳訪問外部程序存儲(chǔ)器時(shí)，應(yīng)輸入低電平。晶振的頻率可以在 1MHz 至 24MHz 內(nèi)選擇，電容取 30PF 左右。管腳與單片機(jī)的 P0端相接，在電路處理完善上，為了使器件功能運(yùn)行正常，增加了 Q Q Q Q4三極管進(jìn)行電壓放大處理。如果是機(jī)電一體化的設(shè)計(jì)人員，往往需要同時(shí)考慮單片機(jī)的軟硬件資源分配。 （ 2）根據(jù)算法畫流程圖：畫程序框圖可以把算法和解題步驟逐步具體化，以減少出錯(cuò)的可能性。 根據(jù)系統(tǒng)的控制任務(wù)，本系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)主要由主函數(shù)程序、按鍵子程序、 LED 顯示子程序、 A/D 轉(zhuǎn)換子程序、語(yǔ)音播報(bào)子程序組成。 C 語(yǔ)言是當(dāng)前最流行的程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言，它像其它高級(jí)語(yǔ)言一樣，面向用戶，面向解題的過程，編程者不必熟悉具體的計(jì)算機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)和指令；C 語(yǔ)言又像匯編語(yǔ)言一樣，可以對(duì)機(jī)器硬件進(jìn)行操作。本文采用 C 語(yǔ)言進(jìn)行編寫．因?yàn)榇讼到y(tǒng)軟件比較，其存儲(chǔ)量較大，因此必須應(yīng)用 C 語(yǔ)言編程了。 語(yǔ)音按鍵的流程圖如圖 42 所示： 數(shù)值處理計(jì)算 進(jìn)行 A/D 轉(zhuǎn)換 打開定時(shí)器中斷 開始 定時(shí)器初始化 數(shù)碼管顯示 語(yǔ)音播報(bào) 單片機(jī)讀取轉(zhuǎn)換后的值 播報(bào)按鍵是否按下 否 是 徐州工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 28 否 是 否 是 圖 42 按鍵子程序流程圖 LED 顯示子程序 LED 顯示子程序主要是顯示所稱物體重量，是十分重要的程序之一。子 程序的流程圖如下圖 45 所示： 是 否 開始 返回讀取的數(shù)據(jù) CS=1 置高電平片選無效 CS 置 0 片選使能 A/D 轉(zhuǎn)換是否完成 初始化 讀取 A/D 轉(zhuǎn)換的值 返回主程序 徐州工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 30 否 是 圖 45 語(yǔ)音播報(bào)子程序流程圖 開始 播報(bào)標(biāo)志位是否為 1 播報(bào)“物體重量是” 播報(bào)物體重量的個(gè)位值 播報(bào)“點(diǎn)” 播報(bào)小數(shù) 點(diǎn)后第一位 播報(bào)小數(shù)點(diǎn)后第二位 播報(bào)“千克” 返回主程序 徐州工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 31 5 電子稱稱重調(diào)試 在完成電子稱的設(shè)計(jì)后，需要對(duì)其進(jìn)行調(diào)試，確定其精確度以及誤差。 實(shí)物如圖 52 所示： 圖 52 200g砝碼測(cè)試 徐州工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 32 （ 3）當(dāng)在電子稱的托盤處同時(shí)放上 100g 和 200g 砝碼時(shí)，第一次測(cè)量的數(shù)值為 ，第二次測(cè)量的數(shù)值為 ，單位為千克。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。在做畢業(yè)設(shè)計(jì)的過程中，雖然碰到了不少的困難，但是在老師的指導(dǎo)以及自己的努力下，終于取得了一定成果。 采用面向?qū)ο蟮乃枷?，分層次、分模塊構(gòu)建設(shè)計(jì)的總體框架。比如過載的時(shí)候沒有設(shè)計(jì)蜂鳴器報(bào)警。 在這里要衷心感謝即將審閱此論文的各位老師，感謝他們?yōu)楸菊撐奶岢鰧氋F的意見和建議。 徐州工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 35 參考文獻(xiàn) [1]劉九卿．展望 21 世紀(jì)初電子稱重技術(shù)的發(fā)展 [J]，自動(dòng)化儀表，第 20卷第 10期 1999年 10月． [2]趙廣平．電子 稱重技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì) [J]，儀表技術(shù)與傳感器， 2020年第 7期． [3]單寶明．串行 A/D在電子稱上的應(yīng)用 [J]，青島科技大學(xué)學(xué)報(bào)，第 24卷 2020年 9月． [4]劉九卿．電子稱重技術(shù)的發(fā)展動(dòng)向 [J]，衡器， 1998年第 2期． [5]趙勇主編．傳感器與自動(dòng)檢測(cè)技術(shù) [M]．北京：高等教育出版社， 2020． 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