【正文】 在這段論文設(shè)計(jì)的時(shí)間里，我收獲很多，我查閱了很多與設(shè)計(jì)有關(guān)的書(shū)籍和文獻(xiàn)，重新學(xué)習(xí)了A/D 及 D/A 轉(zhuǎn)換和 C 語(yǔ)言方面的知識(shí)，同時(shí)對(duì)單片機(jī)有了更深的了解，使我進(jìn)一步的掌握了學(xué)過(guò)的認(rèn)識(shí)。由于使用的都是市場(chǎng)上常用的電子器件，價(jià)格便宜，易于購(gòu)買(mǎi)和使用。 小結(jié) 軟件設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了基本功能和簡(jiǎn)單的擴(kuò)展功能。 24 HX711 輸出參數(shù)的確定 本節(jié)主要為軟件部分，主要完成了顯示模塊的初始化和清零過(guò)程，闡述了系統(tǒng)對(duì)數(shù)據(jù)的采集與處理。將要輸出的字符對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)輸入 LCD12864。其中從 A 通道采集的數(shù) 據(jù)是測(cè)量信號(hào)，而從 B 通道采集的數(shù)據(jù)是電源參數(shù)檢測(cè)信號(hào)。 PD_SCK 作為了時(shí)鐘信號(hào)，來(lái)控制每個(gè)是簡(jiǎn)單的操作對(duì)象， DOUT 集合了使能端與數(shù)據(jù)端的作用。其流程圖如圖 所示。主要思路是，在系統(tǒng)上電以后，首先要對(duì) LCD128 的初始化及系統(tǒng)的清零設(shè)置。 鍵盤(pán)輸入 鍵盤(pán)輸入是系統(tǒng)一個(gè)重要組部分，它是人機(jī)交換的核心組成。 LCD128*64 介紹 LCD12864 液晶顯示模塊是有 8 位標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)總線、 6 條控制線及電源線，可顯示各種字符圖形及漢字的點(diǎn)陣型液晶顯示模塊。它的輸出電壓具有某些固定的值，應(yīng)用非常廣泛。 15 表 P3 口第二功能說(shuō)明 引腳 P30 P31 P32 P33 P34 P35 P36 P37 功能 RXT 串行 輸入 TXT 串 行 輸出 INT0 外部 中斷 0 INT1外部中斷 1 T0 定時(shí) 01外部輸入 T1 定時(shí)器 1外部輸入 WR 外部數(shù)存寫(xiě)選通 RD 外部數(shù)存讀選通 控制引腳 RST 復(fù)位引腳： 振蕩器運(yùn)行時(shí) ， RST 發(fā)生在 2 周期的高水平將使芯片復(fù)位 ， 看門(mén)狗定時(shí)溢出后 RST 保持 98 個(gè)振蕩周期高電平后復(fù)位。 P1 口為準(zhǔn)雙向口。 圖 52 引腳說(shuō)明圖 引腳介紹 1 輸入輸出引腳（ P0～ P3 口） P0 端口是一個(gè)雙向 I/O 口 (8 位漏極開(kāi)路 )，它可以用來(lái)當(dāng)作輸入口，也能當(dāng)作輸出口，又可作為地址數(shù)據(jù)用。 芯片 介紹 STC89C52 是 INTE 公司 MCS51 系列單片機(jī)中基本的產(chǎn)品，屬于標(biāo)準(zhǔn)的MCS51 的 HCMOS 產(chǎn)品。 25 到 27 的時(shí)鐘脈沖是用來(lái)選擇下一個(gè)輸入通道和 A / D 轉(zhuǎn)換增益 [3]。芯片提供穩(wěn)壓電源可以直接提供電源到外部傳感器和 A / D 轉(zhuǎn)換器芯片，系統(tǒng)板不需要模擬供應(yīng)。相比與其他相同類(lèi)型的芯片，芯片集成穩(wěn)壓電源，芯片上的時(shí)鐘振蕩器和其他所需的相同類(lèi)型的芯片外圍電路、集成程度高的優(yōu)勢(shì)，響應(yīng)速度、抗干擾能力強(qiáng)等。00RRRRRRUUUUU???????? 315 減小非線性誤差可用這些方法：增大橋臂的比 n=R2/R1 可降低非線性誤差，與此同時(shí)降低了電壓靈敏度；采用差動(dòng)電橋，有半橋差動(dòng)和全橋差動(dòng)，差動(dòng)電橋完全沒(méi)有非線性誤差。0 RREU ?? 313 ESu 41? 314 由上式知，電源電壓 E 和電阻相對(duì)變化量一定時(shí)，電橋輸出電壓和靈敏度也是一定的，和橋臂阻值無(wú)關(guān) [1]。放大器輸入阻抗與電橋輸出電阻的比值很大，電橋的狀態(tài)視為開(kāi)路。 傳感器的選擇 外界環(huán)境對(duì)傳感器有很大的影響，如高溫就能使傳感器的焊點(diǎn)脫焊，彈性元件內(nèi)結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，在潮濕的環(huán)境傳 感器很容易短路；在高腐蝕環(huán)境下彈性體的傳感器很容易損壞或短路，在電磁場(chǎng)中容易使傳感器輸出信號(hào)紊亂等。 金屬電阻應(yīng)變片就是利用了金屬材料的電阻定律。按鍵鍵盤(pán)模塊可以輸入測(cè)量時(shí)候容器質(zhì)量，進(jìn)行人工清零等操作。硬件部分由傳感器， A/D轉(zhuǎn)換芯片，單片機(jī)，鍵盤(pán)，液晶顯示和電源電路組成，各部分的主要功能為：壓力傳感器用來(lái)測(cè)量重量數(shù)據(jù)， A/D 用來(lái)將微小的模擬量放大并轉(zhuǎn)換成數(shù)字量，單片機(jī)控制模塊，人機(jī)接口和數(shù)據(jù)鎖存器。鉛膏的生產(chǎn)工藝直接影響鉛膏的視密度參數(shù)，新型合膏技術(shù)也應(yīng)運(yùn)而生，各種合膏技術(shù)層出不窮。 本 文充分了解了鉛膏的生產(chǎn)工藝和特點(diǎn)，從而想到了這樣的檢測(cè)鉛膏視密度的方法。主要控制芯片為 STC89C52 單片機(jī)，用壓力傳感器收集數(shù)據(jù)，結(jié)合 A/D轉(zhuǎn)換器、液晶顯示 128*64 制作出了一種高精度的鉛膏視密度檢測(cè)儀器。鉛膏是由一定氧化度和表觀密度的鉛粉與水和硫酸通過(guò)機(jī)械攪拌混合而形成的具有一定可塑性的膏狀物質(zhì)，鉛膏的視密度是鉛粉分散在硫酸和水的液體中自然堆集后其總重量與總體積之比，單位為 g/cm3。單片機(jī)控制模塊采用了 STC89C52 單片機(jī)作為核心控制，實(shí)現(xiàn)對(duì)電子秤的基本控制；數(shù)據(jù)信息處理模塊選用了應(yīng)變片式傳感器和 HX711 的 A/D 轉(zhuǎn)換部分；人機(jī)部分采用了 44 矩陣鍵盤(pán)進(jìn)行按鍵設(shè)置及人工清零操作；再加上液晶顯示顯示輸出結(jié)果，基本能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)鉛膏視密度的檢測(cè)。考慮到電子秤的準(zhǔn)確度，應(yīng)對(duì)電源電壓進(jìn)行處理。應(yīng)變片發(fā)生了變化，會(huì)導(dǎo)致 其結(jié)構(gòu)尺寸的變化，從而導(dǎo)致其電阻值的變化。 由于顯示結(jié)果是傳感器的輸出信號(hào)經(jīng) A/D 轉(zhuǎn)換放大后得到的，所以還要求傳感器的輸出信號(hào)與顯示電路的輸入信號(hào)匹配。受到應(yīng)變力時(shí)，我們假設(shè)應(yīng)變片的電阻變化量為△ R1，其它橋臂不變，則輸出電壓 U0≠0。 非線性誤差及其補(bǔ)償方法 理想情況下，可以假設(shè)應(yīng)變片參數(shù)的變化量很微小，以至于可以忽略掉 ?R1/ R1。半橋差動(dòng)電路 Su=1/2E，全橋差動(dòng)電路 Su=E，而采用單片 Su=1/4E，采用全橋差動(dòng)電橋比用單片應(yīng)變片提高了 4 倍，比半橋提高了 2 倍。降低了成本，提高了 性能和可靠性。時(shí)鐘振蕩器芯片不需要任何外部設(shè)備。如圖 和表 所示。它是一種采用 CMOS 工藝技術(shù)制造的高性能 8 位單片機(jī) [4]。 14 P0 口做 I/O 口使用時(shí)，此時(shí)控制端 ALE 應(yīng)為低電平。 P1 口當(dāng)成通用 I/O 口來(lái)使用，作為輸出的時(shí)候 不需要加上拉電阻，但是當(dāng)作輸入使用時(shí)要先寫(xiě)入 1，才能完成輸入操作。 ALE/PROG 地址鎖存允許， PSEN 外部程序存儲(chǔ)器選通信號(hào)。由于不同類(lèi)型的內(nèi)部限流保護(hù)和過(guò)熱保護(hù)和安全區(qū)域，以便它基本上不會(huì)損壞。它的 V cc（邏輯工作電壓）在 到 之間， 0 到 10V 的驅(qū)動(dòng)電壓在范圍。鍵盤(pán)由許多個(gè)按鍵組合而成，我們根據(jù)其使用功能的確定了需要的按鍵的個(gè)數(shù)。使用掃描的方式檢測(cè)是否需要測(cè)量，當(dāng)需要測(cè)量時(shí)，系統(tǒng)會(huì)檢測(cè)一個(gè)較大的數(shù)據(jù)輸入。 圖 液晶初始化流程圖 22 當(dāng)系統(tǒng)上電后需要進(jìn)行對(duì)系統(tǒng)本身帶來(lái)的初始非零量進(jìn)行歸零設(shè)置。當(dāng)數(shù) HX711 無(wú)法進(jìn)行輸出數(shù)據(jù)時(shí)，管腳 DOUT 輸出高電平，此時(shí)時(shí)鐘輸入信號(hào) PD_SCK 需保持低電平以避免造成通訊混亂。 (4)數(shù)據(jù)處理 為了得到真實(shí)的結(jié)果，對(duì)數(shù)據(jù)的處理時(shí)，主程序設(shè)計(jì)上采用了取多次數(shù)據(jù)求平均值的方法，在數(shù)據(jù)處理期間需要對(duì)采集數(shù)據(jù)進(jìn)行篩，剔除明顯錯(cuò)誤的數(shù)據(jù)， 23 此外而且使用了依據(jù) B通道的數(shù)據(jù)對(duì)實(shí)際電壓與電壓設(shè)定值的差值進(jìn)行一定糾而補(bǔ)償由電壓變化帶來(lái)的誤差。 擴(kuò)展程序設(shè)計(jì) 在中斷中擴(kuò)展了設(shè)計(jì)的基本功能，提供了基本的稱(chēng)重功能，查詢當(dāng)天測(cè)量的有限次數(shù)的結(jié)果，以及不 合格產(chǎn)品調(diào)整的反饋。在設(shè)計(jì)時(shí)為了計(jì)算視密度需要確定壓力和參考電壓與A/D 輸出量的對(duì)應(yīng)關(guān)系。在基本 的視密度檢測(cè)功能中，對(duì)數(shù)據(jù)的處理完全按照實(shí)際測(cè)量的要求進(jìn)行的編寫(xiě)，而且設(shè)置了多種程序?qū)赡艹霈F(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行識(shí)別并剔除。在測(cè)量的時(shí)候使用天平操作繁瑣，出現(xiàn)人為誤差的可能性較大；但使用該設(shè)計(jì)進(jìn)行測(cè)量可以很好的簡(jiǎn)化操作的步驟，并可以盡可能減少人為錯(cuò)誤。 在論文完成的這段時(shí)間，我要感謝很多人，感謝我的指導(dǎo)老師，同學(xué)，還有家人。 26 參考文獻(xiàn) [1] 趙玉剛 ,邱東 .傳感器基礎(chǔ) [M].北京 :中國(guó)林業(yè)出版社 ,20xx. [2] 吳玉林 ,方鵬斌 ,嚴(yán)黎華 .簡(jiǎn)易數(shù)字電子秤的設(shè)計(jì) [J].咸寧學(xué)院學(xué)報(bào) ,20xx,30(12):1112. [3] 江杭軍 ,朱型存 ,施燁凱等 . 基于單片機(jī)數(shù)字式智能電子熱量稱(chēng)的設(shè)計(jì) [J]. 電子世界 , 20xx, (17):138138. [4] 楊小華 ,呂新民 ,楊兵力等 .基于單片機(jī)控制的清選試驗(yàn)臺(tái)監(jiān)控系統(tǒng) [J].微計(jì)算機(jī)信息 , 20xx, 23(8):128129. [5] 黎云漢 .光電傳感自動(dòng)計(jì)數(shù)儀控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) [J].湘潭大學(xué)自然科學(xué)學(xué)報(bào) ,20xx, 32(2):7074. [7] 謝為成 ,揚(yáng)加國(guó) .單片機(jī)原理與應(yīng)用及 C51 程序設(shè)計(jì) [M].北京 :清華大學(xué)出版社 ,20xx. [8] 沈紅衛(wèi) .基于單片機(jī)的智能系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) [M].北京：電子工業(yè)出版社 ,20xx. [9] 劉樂(lè)善 .微型計(jì)算機(jī)接口技術(shù)原理及應(yīng)用 [M].武漢 :華中理工大學(xué)出版社 ,1996. [10] G. Chen