【正文】 sh Programmable and Erasable Read Only Memory）的低電壓，高性能 CMOS 8 位微處理器，俗稱單片機。 顯示模塊 方案一 LED 顯示 LED 就是 light emitting diode ，發(fā)光二極管的英文縮寫，簡稱 LED。當某個發(fā)光二極管的陽極為高電平時，發(fā)光二極管點亮；共陽極 LED 顯示塊的發(fā)光二極管陽極并接。其中兩片 74LS244 分別用于段信號和位信號的驅動， 74LS273 用于段信號的鎖存，其鎖存地址為 7FFFH。 在單片機系統(tǒng)中應用晶液顯示器作為輸出器件有以下幾個優(yōu)點： （ 1）顯示 質量高：由于液晶顯示器每一個點在收到信號后就一直保持那種色彩和亮度，恒定發(fā)光，而不像陰極射線管顯示器（ CRT）那樣需要不斷刷新新亮點。例如屏的第一行的亮暗由 RAM 區(qū)的 000H——00FH 的 16 字節(jié)的內容決定，當（ 000H） =FFH 時，則屏幕的左上角顯示一條短亮線，長度為 8 個點；當（ 3FFH） =FFH 時，則屏幕的右下角顯示一條短亮線；當（ 000H） =FFH，（ 001H） =00H，（ 002H） =00H， ……（ 00EH） =00H，（ 00FH） =00H 時，則在屏幕的頂部顯示一條由 8 段亮線和 8 條暗線組成的虛線。 1602LCD基于單片機的電子稱設計 18 分為帶背光和不帶背光兩種，基控制器大部分為 HD44780，帶背光的比不帶背光的厚，是否帶背光在應用中并無差別， 1602LCD 主要技術參數(shù)：顯示容量 :162 個字符，芯片工作電壓 :—，工作電流 :()，模塊最佳工作電壓 :，字符尺寸 :(WH)mm。單片機接收到按鍵的觸點信號后作相應的功能處理。例如，用 22 的行列結構可構成 4 個鍵的鍵盤， 44 行列結構可構成 16 個鍵的鍵盤。12V，傳感器需要＋ 5V 以上的線性電源。5V,固定式三端可調穩(wěn)壓器 7812 和 7812 組裝電路可對稱輸出 177。 AT89C51 是一款 8 位的內帶 4K 程序存儲器的微控制器，考慮到用軟件實現(xiàn)電子秤系統(tǒng)的各項功能時，所需的軟件量并不是很大，不需要太大的程序存儲空間，因此在對 AT89C51 實際設計時不需要在片外再擴展程序存儲器，這樣不僅節(jié)省了硬件資源，也優(yōu)化了電 路的設計。這時需要共模抑制比高，差模輸入阻抗大，增益高，精度好，而且外部接口簡單的專用儀表放大器 INA126。由于將多功能 8 位 CPU 和閃爍存儲器組合在單個芯片中， ATMEL 的AT89C51 是一種高效微控制器，為很多嵌入式控制系統(tǒng)提供了一種靈活性高且價廉的方案。 P0 口： P0 口為一個 8 位漏級開路雙向 I/O 口，每腳可吸收 8TTL 門電流。并因此作為輸入時，P2 口的管腳被外部拉低，將輸出電流。 P3 口也可作為 AT89C51 的一些特殊功能口，如下所示： RXD（串行輸入口） TXD（串行輸出口） /INT0（外部中斷 0） /INT1（外部中斷 1） T0（記時器 0 外部輸入） T1（記時器 1 外部輸入） /WR（外部數(shù)據(jù)存儲器寫選通） /RD（外部數(shù)據(jù)存儲器讀選通） P3 口同時為閃爍編程和編程校驗 接收一些控制信號。如想禁止 ALE 的輸出可在 SFR8EH 地址上置 0。注意加密方式 1 時， /EA 將內部鎖定為 RESET；當 /EA 端保持高電平時，此間內部程序存儲器。 INA126 的增益通過外部電阻設置，增益范圍從 5V/V to 10000V/V 。 LM331 功能介紹 V/F 變換和 F/V 變換采用集成塊 LM331， LM331 是美國 NS 公司生 產 的 性能價格比較高的集成芯片，可用作精密頻率電壓轉換器用。輸出脈沖頻率 f0 與輸入電壓 Vi 成正比，從而實現(xiàn)了電壓－頻率變換。 （ 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， 以減少出錯的可能性。其中 R0 為標志位寄存器當為 OOH 時為正常顯示方式。設計流程圖 如 圖 所示 。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量信息（物理量、化學量、生物量等）按一定規(guī)律轉換成某種可用信號輸出的器件或裝置本次設計中的半橋電子稱就是在以上儀器的基礎上設計而成的。 二、 存在的問題 電子電路的設計中對各種影響因素的考慮不夠完全，比如在對過電壓情況的處理中未作防范措施。 基于單片機的電子稱設計 34 致 謝 本課題在選題及研究過程中得到各位老師的悉心指導。在未來的工作和學習中，我將以更好的成績來回 報老師。我在老師的精心指導和嚴格要求下，獲得了豐富的理論知識，極大地提高了實踐能力，并對當前電了領域的研究狀況和發(fā)展方向有了一定的了解，這對我今后進一步學習傳感器方面的知識有極人的幫助。 動手能力不強，電子秤的精確度有待提高。 對鍵盤和顯示器進行選型比較，得出各種型號優(yōu)劣比。智能儀器的核心部件是單片機，因其極高的性價比得到廣泛的應用與發(fā)展，從而加快了智能儀器的發(fā)展。 圖 基于單片機的電子稱設計 30 系統(tǒng)子程序主要包括 A/D 轉換啟動及數(shù)據(jù)讀取程序設計、鍵盤輸入控制程序設計及顯示程序設計等。電子計價秤的軟件設計思路說明如下：主程序的作用為程序初始化，計算單價木單重 (單價和單重分別在定時中斷程序和 INT0 外部中斷程序中獲得 )，并時時顯示十進制的單重，單價，總價。其步驟可概括為以下三點： （ 1）分析系統(tǒng)控制要求，確定算法：對復雜的問題進行具體的分析，找出合理的計算方法及適當?shù)臄?shù)據(jù)結構，從而確定編寫程序的步驟。當電容 C2 兩端充電電壓大于 Vcc 的 2/3 時，定時比較器輸出一高電平，使 R－ S 觸發(fā)器復位，輸出低電平，輸出驅動管截止，輸出端 f0 為邏 輯高電平，同時，復零晶體管導通，電容 C2 通過復零晶體管迅速放電；電子開關使電容 C3 對電阻 R3 放電。 圖 INA126 引腳圖 （ 2）引腳說明 8 腳：接電位器，控制放大倍數(shù) 2 腳： 差分輸入負端 3 腳： 差分輸入正端 4 腳： 電源輸入負端， 5V 5 腳： 接地端 6 腳： 單端輸出端 基于單片機的電子稱設計 26 7 腳： 電源輸入正端， +5V INA126 具體電路設計 圖 如圖 所示。1. 35 ～ 177。但在訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時，這兩次有效的 /PSEN 信號將不出現(xiàn)。因此它可用作對外部輸出的脈沖或用于定時目的。當 P3 口寫入 “1”后，它們被 內部上拉為高電平，并用作輸入。在 FLASH 編程和校驗時， P1 口作為第八位地址接收。 圖 AT89C51 的引腳圖 河北化工醫(yī)藥職業(yè)技術學院畢業(yè)論文 23 VCC：供電電壓。 基 于 AT89C51 的主控電路 AT89C51 簡介 AT89C51 是一種帶 4k 字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲器 ，高性能 CMOS8 位微處理器，俗稱單片機。由于傳感器的輸出 信號中含有一定的干擾噪聲，所以必須要對傳感器的輸出信號進行濾波，在濾波電路的設計時利用普通小電容濾除高頻干擾，利用大的電解電容濾除低頻干擾。12 的輸出電壓 .使用時比較方便 ,綜上所述 ,方案二比方案一合理 ,因此選擇方案二。電路圖如 圖 所示 。 河北化工醫(yī)藥職業(yè)技術學院畢業(yè)論文 19 圖 44 矩陣鍵盤 電源模塊 系統(tǒng)需要多種電源，單片機需要＋ 5V電源，運放需要 177。 方案二 矩陣式鍵盤設計 矩陣式鍵盤又叫行列式鍵盤。鍵盤是由若干個按鍵開關組成，鍵的多少根據(jù)單片機應用系統(tǒng)的用途而定。 1602 字符型 LCD 簡介 字符型液晶顯示模塊是一種專門用于顯示字母、數(shù)字、符號等點陣式 LCD，目前常用16*1， 16*2， 20*2 和 40*2 行等的模塊。液晶顯示器具有厚度薄、適用于大規(guī)模集成電路直接驅動、易于實現(xiàn)全彩色顯示的特點，目前已經被廣泛應用在便攜式電腦、數(shù)字攝像機、 PDA 移動通信工具等眾多領域。在單片機的人機交流界面中，一般的輸出方式有以下幾種：發(fā)光管、 LED數(shù)碼管、液晶顯示器。我們使用的為動態(tài)顯示方式。這種顯示塊有共陰極與共陽極兩種。 AT89C51 單片機特點能 與 MCS51 兼容，有 4K 字節(jié)可編程閃爍存儲器，壽命能夠達到 1000 寫 /擦循環(huán)，數(shù)據(jù)可以保留時間長達 10 年，全靜態(tài)工作： 0Hz24MHz，三級程序存儲器鎖定， 1288 位內部 RAM， 32 可編程 I/O 線，兩個 16 位定時器 /計數(shù)器， 5個中斷源，可編程串行通道，低功耗的閑置和掉電模式，片內振 蕩器和時鐘電路。 8051 系列單片機的內部結構是各種邏輯單元及其之間的互連構成的。單片機性能包括片內硬件資源、運行速度、可 靠性、指令系統(tǒng)功能、體積和封裝形式等方面。 輸出驅動管采用集電極開路形式，因而可以通過選擇邏輯電流和外接電阻，靈活改變輸出脈沖的邏輯電平，以適配 TTL、 DTL 和CMOS 等不同的邏輯電路。 由上面對傳感器量程和精度的分析可知： A/D 轉換器誤差應在 3g 以下。 A/D 轉換器的啟動轉換和轉換結束。在系統(tǒng)中， A/D 轉換器的分辨率應比系統(tǒng)允許引用誤差高一倍以上。逐次逼近的操作過程是在一個控制電路的控制下進行的。 基于以上分析，我決定采用制作方便而且精度很好的專用儀表放大 器 INA126。 此類芯片內部采用差動輸入，共模抑制比高，差模輸入阻抗大，增益高，精度也非常好，且外部接口簡單。 我們考慮了以下幾種方案： 方案一 由高精度低漂移運算放大器構成差動放大器。傳感器的輸出信號不僅電平低，內阻高，還常伴有較高的共模電壓。 （ 4）商品化，使用方便，便于實現(xiàn)遠距離、自動化測量。 直流供電的平衡電阻電橋， inE 接直流電源 E 如圖 所示。 （ 2）初始電容小，電纜電容、線路的雜散電路所構成的寄生電容影響很大。電容傳感器可用來檢測壓力、力、位移以及振動學非電參量。 河北化工醫(yī)藥職業(yè)技術學院畢業(yè)論文 7 dAC or???方案一 壓電傳感器 壓電傳感器是一種典型的有源傳感器，又稱自發(fā)電式傳感器?？梢院敛豢鋸埖卣f，從茫茫的太空，到浩瀚的海洋，以至各種復雜的工程系統(tǒng)，幾乎每一個現(xiàn)代化項目，都離不開各種各樣的傳感器。其中敏感元件指傳感器中能直接感受被測量的部分，轉換部分指傳感器中能將敏感元件輸出量轉換為適于傳輸和測量的電信號部分。其中控制器采用 Xilinx 公司可編程器件 FPGA 為核心，基于 ISE 軟件平臺，采用 VHDL 編程實現(xiàn)數(shù)據(jù)處理、LED 和 LCD 驅動、時鐘芯片的 I2C 通訊、鍵盤控制等模塊。 圖 LCD顯示的方案 目前單片機技術比較成熟，功能 也比較強大，被測信號經放大整形后送入單片機，由單片機對測量信號進行處理并根據(jù)相應的數(shù)據(jù)關系譯碼顯示出被測物體的重量。 方案二 在前一種方案的基礎上進行擴展，增加一鍵盤輸入裝置，增加外界對單片機內部的數(shù)據(jù)設定，使電子稱實現(xiàn)稱重計價的功能。 第 4 章系統(tǒng)軟件設計，本章主要是介紹電子稱的軟件設計，給出了本次設計的主程序流程圖及一些模塊的子程序圖。按照設計的基本要求，系統(tǒng)可分為三大模 塊，數(shù)據(jù)采集模塊、控制器模塊、人機交互界面模塊。 80 年代以來，我國通過自行研究引進消化吸收和技術改造。電子稱的發(fā)展過程與其他事物一樣，也經歷了由簡單到復雜、又粗糙到精密、由機械到機電結合再到全電子化、由單一功能到多功能的過程。從世界水平看，衡器技術已經經歷了四個階段，從傳統(tǒng)的全部由機械元器件組成的機械稱到用電子線路代替部分機械元器件的機電結合秤，再從集成電路式到目前的單片機系統(tǒng)設計的電子計價秤。例如標簽秤在超市中的應用已經是耳聞目睹的了。電子秤向提高精度和降低成本方向發(fā)展的趨勢引起了對低成本、高性能模擬信號處理器件需求的增加。電子秤是電子衡器中的一種，衡器是國家法定計量器具，是國計民生、國防建設、