【正文】 路，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)語音播報(bào)重量。 II 目 錄 1 課題設(shè)計(jì)要求 4 稱重儀的國內(nèi)外現(xiàn)狀 6 稱重儀的主控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 9 主控制器模塊方案選型 10 數(shù)據(jù)顯示模塊方案選型 10 報(bào)警模塊方案選型 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 28 顯示程序設(shè)計(jì) 31 結(jié) 論 稱重裝置的應(yīng)用已遍及到國民經(jīng)濟(jì)各領(lǐng)域，取得了顯著的經(jīng)濟(jì)效益。 課題研究目的與意義 隨著自動(dòng)化測試技術(shù)的發(fā)展， 傳統(tǒng)的稱重系統(tǒng)在功能、精度、性價(jià)比等方面已難以滿足人們的需要，尤其在智能化、便捷式、對微小質(zhì)量的測量方面更顯得力不從心。 稱重儀的國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀 國內(nèi)外稱重儀現(xiàn)狀 50 年代中期電子技術(shù)的滲入推動(dòng)了衡器制造業(yè)的發(fā)展。特別是在準(zhǔn)確度和可靠性等方面有了很大的提高。組裝 3 一 30kg 電子平臺(tái)秤 ,準(zhǔn)確度可達(dá) 4000d。 (2)模塊化 對于大型或超大型的承載器結(jié)構(gòu) ,如大型靜動(dòng)態(tài)電子汽車衡等 ,己開始采用幾種長度的標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)的模塊 ,經(jīng)過分體組合 ,而產(chǎn)生新的品種和規(guī)格?，F(xiàn)代商業(yè)系統(tǒng)還要求商用電子計(jì)價(jià)秤能提供各種銷售信息 ,把稱重與管理自動(dòng)化緊密結(jié)合 ,實(shí)現(xiàn)管理自動(dòng)化。目前我國產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)中列入的十大類衡器已實(shí)現(xiàn)了電子化 題設(shè)計(jì)要求 設(shè)計(jì)出硬件電路 。轉(zhuǎn)換成便于處理的數(shù)字信號(hào)輸出到 CPU 運(yùn)算控制。 5 伏電壓。 電源 模塊方案選型 為了使稱重儀的供電方便，這里把電源設(shè)計(jì)成用 220V 的交流電經(jīng)過變壓器后輸出 177。 。 實(shí)際測量，每一級(jí)運(yùn)放都會(huì)引入較大噪聲。 方案二：選用 12 位逐次比較式 ADC，此方案經(jīng)小信號(hào)放大、調(diào)理電路，可直接連接單片機(jī)，也可以可滿足精度要求，故采用此方案。 哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 11 第 3 章 稱重儀的 各單元電路 硬件 設(shè)計(jì) 哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 12 AT89S51 單片機(jī)的簡介 AT89S51 是一種低功耗，高性能的片內(nèi)含有 4KB 快閃可編程 /擦除只讀存儲(chǔ)器（ FPEROM— Flash Programmable and Erasable Read Only Memory）的 8 位 COMS 微控制器，使用高密度，非易失存儲(chǔ)技術(shù)制造，并且與 80C51引腳和指令系統(tǒng)完全兼容。 AT89S 單片機(jī)為很多嵌入式控制系統(tǒng)提供了一種靈活性高且價(jià)廉的方案。 P0 口和 P2 口用于 LED 數(shù)碼管的顯示。 5V 電源 ，電源設(shè)計(jì)圖如圖 32所示。他的一個(gè)重要參數(shù)是靈敏系數(shù) K。 μ 是表示材料橫 向效應(yīng)泊松系數(shù)。因?yàn)榛菟沟请姌蚓哂泻芏鄡?yōu)點(diǎn)，如可以抑制溫度變化的影響，可以抑制側(cè)向力干擾，可以比較方便的解決稱重傳感器的補(bǔ)償問題等，所以惠斯登電橋在稱重傳感器中得到了廣泛的應(yīng)用。 其中對輸入模擬信號(hào)的采樣 的圖如 圖 35 所示， 所用濾波器的頻率特性 的圖如 圖 36所示。所規(guī)定的最小數(shù)量單位叫做量化單位，用Δ表示。 tIvovoStoA （ f ）fi m a xf i m a xff s哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 19 圖 37 劃分量化電平的兩種方法 為了減少量化誤差，通常采用圖 37（ b）所示的劃分方法，取量化單位Δ =（ 2/15） V，并將 000 代碼所對應(yīng)的模擬電壓規(guī)定為 0～（ 1/15） V，即 0～Δ /2。 00000101001110010111011100000101001110010111011101/ 82/ 83/ 84/ 85/ 86/ 87/ 81VΔΔΔΔΔΔΔΔ01234567 ========(7/ 8)V6/ 85/ 84/ 83/ 82/ 81/ 801V13/ 1511/ 159/ 1 57/ 1 55/ 1 53/ 1 51/ 1 50ΔΔΔΔΔΔΔΔ01234567 ========(14/ 15)V12/ 1510/ 158/ 1 56/ 1 54/ 1 52/ 1 50模擬電平 二進(jìn)制代碼 代表的模擬電平 模擬電平 二進(jìn)制代碼 代表的模擬電平（ a ） （ b ）RR ifIvLvTAC h vo哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 20 A/D 轉(zhuǎn)換器外圍電路 MAXIM 推出的 MAX187方便之處在于它 包括了數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)所必須的所有部件 —— 轉(zhuǎn)換速度 s 的 A/D 轉(zhuǎn)換器 (逐次比較式 )、 T/ H (采樣保持 )、內(nèi)置 參考電壓源 ,以串行方式輸出； 8 腳 DIP封裝或 16 腳 SO 封裝 ,節(jié)約印刷板空間 ，引腳功能圖如圖 39所示 ；177。引腳懸空時(shí)，禁止內(nèi)部參考電源，允許使用外部電源；接高電平時(shí)，允許使用內(nèi)部的參考電源。尤其是在單片機(jī)系統(tǒng)中大量應(yīng)用。單條七段式將已制作好的大面積 LED 芯片，劃割成內(nèi)含一只或多只管芯的發(fā)光條，如此同樣的七條粘結(jié)在數(shù)碼字形的可伐架上，經(jīng)壓焊、環(huán)氧樹脂封裝構(gòu)成。動(dòng)態(tài)顯示可以簡化硬件、降低成本、減小功耗。 顯示部分采用 4個(gè)八段共陰數(shù)碼管，采用動(dòng)態(tài)顯示，利用驅(qū)動(dòng)器 74LS244驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管顯示數(shù)據(jù)，達(dá)到控制八段碼的目的。把發(fā)光二極管引線接到單片機(jī) 口，把報(bào)警電路引線接到單片機(jī) 口，當(dāng)傳感器檢測到的信號(hào)經(jīng)過模數(shù)轉(zhuǎn)換和單片機(jī)處理后大于系統(tǒng)的稱重范圍時(shí)，發(fā)光二極管開始點(diǎn)亮，同時(shí)發(fā)出報(bào)警信號(hào)。所謂靜態(tài)顯示，就是顯示某一字符時(shí)，相應(yīng)的發(fā)光二極管恒定得導(dǎo)通或截止，這種方法，每一顯示位都需要一個(gè) 8 位的輸出口控制，占用的硬件較多，一般僅用于顯示位數(shù)較少的場合。其中在實(shí)現(xiàn)電路功能中主要存在的問題就似乎稱重的分度值和精確度，涉及到信號(hào)護(hù)理、轉(zhuǎn)換和放大等許多方面。 李 老師學(xué)識(shí)淵博、治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)，待人平易近人，在 李 老師的悉心指導(dǎo)中，我不僅學(xué)到了扎實(shí)的專業(yè)知識(shí)，也在怎樣處人處事等方面收益很多； 同時(shí) 也獲得了實(shí)踐鍛煉的機(jī)會(huì)。在擴(kuò)大對外開放具有時(shí)代記憶系統(tǒng) ,高 8P2 口地址見客 . P0口是一個(gè)雙向車采用 8 送數(shù)據(jù)低地址 /出口 Timesharing 在 8051 年的巡回一個(gè)計(jì)算機(jī)芯片和四個(gè)一 /O港口很巧妙的設(shè)計(jì) . 熟悉我 /港澳邏輯電路 ,不僅有利于正確、合理地使用港口、激勵(lì)周邊邏輯電路設(shè)計(jì)的一個(gè)計(jì)算機(jī)芯片有所提高 . 負(fù)載能力和接口港口有一定的要求 ,因?yàn)楫a(chǎn)量等 ,P0 和 P1 口的最終產(chǎn)量、 P3 口的結(jié)構(gòu) ,在不同的年級(jí) ,所以 ,負(fù)載能力和接口要求其門南轅北轍相處 . 不同于其他 P0 口口 ,其產(chǎn)量即將年級(jí)抵抗 .。 如果阻值很大 ,P1口 ,以妨礙國家引進(jìn)高 . P1 口高產(chǎn)量的電力平時(shí) ,它是利用電流負(fù)載提供庇護(hù) ,以此抵制和不必回答 . 在這里介紹的是用作碼頭 ,必須寫 1 到相應(yīng)的門閂頭也使操作結(jié)束。 有時(shí)候也會(huì)遇到一些設(shè)計(jì)中的小問題，總會(huì)拿來請教自己周圍的同學(xué)，他們也很熱情地給與我很大的幫助，這樣既解決了問題又節(jié)省了時(shí)間。 不足之處是：鍵盤輸入的價(jià)格方面存在一定的缺陷，更改價(jià)格比較繁瑣。為了顯示字符和數(shù)字，要為 LED 顯示器提供顯示段碼 (或稱字形代碼 ),組成一個(gè)“ 8”字形的 7 段，再加上一個(gè)小數(shù)點(diǎn)位，共計(jì) 8 段，因此提供 LED 顯示器的顯示段碼為 1 個(gè)字節(jié)。 哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 27 第 4 章 稱重儀的 軟件設(shè)計(jì) 主程序設(shè)計(jì) 根據(jù)系統(tǒng)方案，特設(shè)計(jì)出本系統(tǒng)主程序流程，可以用框圖 41 表示。段驅(qū)動(dòng)器和位驅(qū)動(dòng)器同時(shí)發(fā)出有效信號(hào)才能點(diǎn)亮對 應(yīng)段，否則就呈現(xiàn)不亮狀態(tài)。它是由若干個(gè)發(fā)光二極管組成顯示的字段。 LED光柱顯示器在 106mm 長度的線路板上，安置 101 只管芯 (最多可達(dá) 201 只管芯 )，屬于高密度封裝，利用光學(xué)的折射原理，使點(diǎn)光源通過透明罩殼的 1315 條光柵成像，完成每只管芯由點(diǎn)到線的顯示，封裝技術(shù)較為復(fù)雜。但 pn結(jié)區(qū)發(fā)出的光子是非定 向的，即向各哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 22 個(gè)方向發(fā)射有相同的幾率，因此，并不是管芯產(chǎn)生的所有光都可以釋放出來，這主要取決于半導(dǎo)體材料質(zhì)量、管芯結(jié)構(gòu)及幾何形狀、封裝內(nèi)部結(jié)構(gòu)與包封材料，應(yīng)用要求提高 LED 的內(nèi)、外部量子效率。包括 T/ H 時(shí)間的轉(zhuǎn)換時(shí)間為 10μ s , 轉(zhuǎn)換結(jié)束 , DOUT變?yōu)楦唠娖?, 當(dāng)檢測到 DOU T 為高電平時(shí) , 即可讀出轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)。幾乎不需任何外圍器件就能構(gòu)成一個(gè)完整的高速數(shù)據(jù)采集系統(tǒng) 。這個(gè)道理不難理解，因?yàn)楝F(xiàn)在把每個(gè)二進(jìn)制代碼所代表的模擬電壓值規(guī)定為它所對應(yīng)的模擬電壓范圍的中點(diǎn)，所以最大的量化誤差自然就縮小為Δ /2 了。把量化的數(shù)值用二進(jìn)制代碼表示，稱為編碼。因此，取樣定理規(guī)定了 A/D 轉(zhuǎn)換的頻率下限。 前級(jí)放大器 電路設(shè)計(jì) 稱重 傳感器輸出的電壓信號(hào)為毫伏級(jí)，所以對運(yùn)算放大器要求很高。 需要說明的是：靈敏度系數(shù) K 值的大小是由制作金屬電阻絲材料的性質(zhì)決定的一個(gè)常數(shù)，它和應(yīng)變片的形狀、尺寸大小無關(guān)，不同的材料的 K 值一般在 — 之間；其次 K 值是一個(gè)無因次量，即它沒有量綱。設(shè)有一個(gè)金屬電阻絲，其長度為 L，橫截面是半徑為 r 的圓形，其面積記作 S，其電阻率記作 ρ ，這種材料的泊松系數(shù)是 μ 。用傳感器 首 先要考慮傳感器所處的實(shí)際工作環(huán)境，這點(diǎn)對正確 使 用傳感器至關(guān)重要，它關(guān)系到傳感器能否正常工作以及它的安全和使用壽命，乃至整個(gè)衡器的可靠性和安全性。采用按鍵復(fù)位。 設(shè)計(jì)者必須仔細(xì)選擇晶振頻率，確保標(biāo)準(zhǔn)的通訊波特率（ 1200、 4800、 9600、 等）。 AT89S51（以下簡稱 89S51）將具有多種功能的 8 位 CPU 與 FPEROM 結(jié)合在一個(gè)芯片上，為很多嵌入式控制應(yīng)用提供了非常靈活而又便宜的方案，其性能價(jià)格比遠(yuǎn)高于 8751。 而且以單片機(jī)為主控制器的設(shè)計(jì)，可以容易地將計(jì)算機(jī)技術(shù)和測量控制技術(shù)結(jié)合在一起，組成新型的只需要改變軟件程序就可以更新?lián)Q代的“智能化測量控制系統(tǒng)”。 方案三 、 采用專用儀表放大器，如： INA126， INA121 等。 （二）前級(jí)放大器 其次前級(jí)放大器的設(shè)計(jì)有以下幾種方案可以采用： 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。 5V 供 壓力傳感器 器和系統(tǒng)的其他芯片使用。 稱 重儀的 主控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 稱重儀的 主控制系統(tǒng) 工作原理 該系統(tǒng)選用 AT89S51單片機(jī)為主控制器，主要是先進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，采集壓力傳感器 中央處理單元 模 /數(shù)轉(zhuǎn)換 LED 顯示 電源電路 信號(hào)放大調(diào)理電路 超重報(bào)警 哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 8 由前級(jí)放大器把壓力傳感器獲取的電壓信號(hào)放大的模擬信號(hào)，在經(jīng)過 A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成的數(shù)字信號(hào)。 稱重儀的系統(tǒng)總體 框 圖 按照本設(shè)計(jì)功能的要求，系統(tǒng)由 5 個(gè)部分組成：控制器部分、信號(hào)采集部分、報(bào)警部分、數(shù)據(jù)顯示部分、和電路電源部分，系統(tǒng)設(shè)計(jì)總體方案框圖如圖 所示。 1%。 (6)組合性 在工業(yè)稱重計(jì)量過程或工藝流程中 ,不少稱重計(jì)量系統(tǒng)還要求具有可組合性 ,即測量范圍等可以任意設(shè)定 。同時(shí)還降低了成本 ,增強(qiáng)了企業(yè)的市場競爭力。 稱重儀的發(fā)展趨勢 臺(tái)式電子計(jì)價(jià)秤具在商業(yè)貿(mào)易中的使相當(dāng)普遍 ,但應(yīng)用場所受到制約。 哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 3 (2)德國 HBM 公司研制成功 C2A、 C16A 兩種不同結(jié)構(gòu)的 1100t 具有耐壓外殼保護(hù)的防爆稱重傳感器 ,其防爆性能符合歐洲 EN50014 和 EN50018d級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。我國電子衡器的技術(shù)裝備和檢測試驗(yàn)手段基本達(dá)到國際 90 年代中期的水平 ,少數(shù)產(chǎn)品的技術(shù)已處于國際領(lǐng)先水平。實(shí)現(xiàn)物體質(zhì)量、控制及顯示報(bào)告的電氣化與智能化。 50 年代中期電子技術(shù)的滲入推動(dòng)了衡器制造業(yè)的發(fā)展。 30 第五章 稱重儀的安裝與調(diào)試 23 動(dòng)態(tài)顯示 LED 顯示器接口 13 哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） IV 稱重傳感器電路設(shè)計(jì) 5V power supply circuit design content of several parts. Pressure sensor output response in which t