【正文】 硬件能夠依據(jù)一定的工作條件和環(huán)境作某些調(diào)整；軟件能按一定的程序進行修改和擴展；輸入輸出數(shù)據(jù)與指令可以使用不同的語言和條形碼，并能與外部的控制和數(shù)據(jù)處理設(shè)備進行通信。劉老師多次詢問研究進程，并為我指點迷津，幫助我開拓研究思路，精心點撥、熱忱鼓勵。 在此，我還要感謝在一起愉快的度過人學(xué)生生活的機電工程系全體老師和同學(xué)門，正是由于你們的幫助和支持，我才能克服一個一個的困難和疑惑，直至本文的順利完成。 指導(dǎo)教師： 年 月 日論文評閱成績評語：【填寫說明】：要求在學(xué)生答辯前完成，要準(zhǔn)確的基于設(shè)計內(nèi)容評價論文工作量、學(xué)術(shù)水平、成果價值，對論文撰寫的規(guī)范性予以評述。 評閱教師： 年 月 日論文答辯成績評語：【填寫說明】：本欄目由答辯委員會（小組）認(rèn)真閱讀論文的基礎(chǔ)上，考察學(xué)生在答辯現(xiàn)場的表現(xiàn)，對其掌握“基礎(chǔ)理論和技能” 、 “新技術(shù)” 、 “新方法” 、 “論文報告水平” 、 “快速理解問題實質(zhì)” 、 “簡明準(zhǔn)確回答問題”等予以評價，并給出成績。設(shè)計要求如下：（1）進行功能需求分析，提出多種方案，并確定合理可行的方案；（2）選擇單片機，并設(shè)計以單片機為核心的控制模塊；（3）設(shè)計控制系統(tǒng)電源模塊；（4）選用顯示方案，設(shè)計顯示系統(tǒng)及鍵盤電路，完成人機交互界面；（5）選用合適的傳感器，設(shè)計采樣網(wǎng)絡(luò)；（7）設(shè)計合適的算法，對采集到的數(shù)據(jù)進行噪聲過濾（8）加入調(diào)零功能。對劉老師的感激之情是無法用言語表達的。系統(tǒng)的分析與設(shè)計過程是對學(xué)習(xí)的總結(jié)過程，更是進一步學(xué)習(xí)和探索的過程。（2）具有皮重、凈重顯示等特種功能。245 總結(jié)與展望智能電子秤以具有良好的可靠性、準(zhǔn)確性、技術(shù)先進性和結(jié)構(gòu)簡單等特點，受到廣大用戶的青睞。對于用應(yīng)變稱重傳感器的稱重系統(tǒng)來說，由于其非線性度不是很大，所以常采用分段線性插值法。(2)零漂處理零位穩(wěn)定是影響電子秤精度非常重要的因素，因受溫度或其它因素影響將引起零位不穩(wěn)定，這種現(xiàn)象稱為零漂。while(TempCyc)。X amp。 //當(dāng)要顯示第二行時地址碼+0x40。 //關(guān)閉顯示W(wǎng)riteCommandLCD(0x01,1)。WriteCommandLCD(0x38,0)。LCD_E = 0。LCD_E = 0。LCD_RW = 0。LCD_RW = 0。 while (AD_finished == 0 ) //等待 A/D 轉(zhuǎn)換結(jié)束 { AD_finished = (ADC_CONTR amp。 _nop_()。主程序的功能是系統(tǒng)初始化，管理和調(diào)用各個子程序。在開發(fā)大型軟件時更能體現(xiàn)高級語言的優(yōu)勢。圖 6 傳感器放大電路 顯示電路1602 液晶模塊的引腳連線如圖 7。由傳感器模塊、主機接口模塊、按鍵與顯示模塊組成。 為了實現(xiàn)信號的放人，其設(shè)計電路如圖 4 所示：10圖 4 利用高精度低漂移運放設(shè)計的差動放大器1． 前級采用運放 Al 和 A2 組成并聯(lián)型差動放大器。在前級處理電路部分，我們考慮可以采用以下幾種方案： 方案一：利用普通低溫漂運算放大器構(gòu)成前級處理電路； 普通低溫漂運算放大器構(gòu)成多級放大器會引入大量噪聲。按照輸入電壓 20mV，分辨率 20220 碼的情況，漂移要小于 1 舊。Rdacbes BrigEnout圖 3 稱重傳感器原理圖本設(shè)計的測量電路采用最常見的橋式測量電路，用到的是電阻應(yīng)變傳感器半橋式測量電路。傳感器的量程應(yīng)根據(jù)皮帶秤的最大流量來選擇。7圖 2 STC12C5A60S2 單片機的引腳圖 數(shù)據(jù)采集部分電子秤的數(shù)據(jù)采集部分主要包括稱重傳感器、處理電路電路，因此對于這部分的論證主要分兩方面。第五， 自帶上電復(fù)位電路，可減低單片機外圍電路的復(fù)雜程度。 控制器部分本設(shè)計由于要求必須使用單片機作為系統(tǒng)的主控制器，而且以單片機為主控制器的設(shè)計，可以容易地將計算機技術(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)” 。本系統(tǒng)在設(shè)計過程中，除了能實現(xiàn)系統(tǒng)的基本功能外，還增加了打印和通訊功能，可以實現(xiàn)和其他機器或設(shè)備（包括上位 PC 機和數(shù)據(jù)存儲設(shè)備）交換數(shù)據(jù)，除此之外，系統(tǒng)的微控制器部分選擇了兼容性比較好的 51 系列單片機，在系統(tǒng)更新?lián)Q代的時候，只需要增加很少的硬件電路，甚至僅僅刪改系統(tǒng)控制程序就能夠?qū)崿F(xiàn)。 (2) 分度值：電子秤的測量范圍被分成若干等份，每份值即為分度值。這部分習(xí)慣上稱載荷測量裝置或二次儀表。通過分析近年來電子衡器產(chǎn)品的發(fā)展情況及國內(nèi)外市場的需求，電子衡器總的發(fā)展趨勢是小型化、模塊化、集成化、智能化；其技術(shù)性能趨向是速率高、準(zhǔn)確度高、穩(wěn)定性高、可靠性高；其功能趨向是稱重計量的控制信息和非控制信息并重的“智能化”功能；其應(yīng)用性能趨向于綜合性和組合性。隨著稱重傳感器各項性能的不斷突破，為電子秤的發(fā)展奠定了其礎(chǔ)，國外如美國、西歐等一些國家在 2 0 世紀(jì) 6 0 年代就出現(xiàn)了 0 .1%稱量準(zhǔn)確度的電子秤，并在 7 0 年代中期約對 75%的機械秤進行了機電結(jié)合式的電子化改造。 MCU。電子稱主要以單片機作為中心控制單元，通過稱重傳感器進行模數(shù)轉(zhuǎn)換單元，在配以鍵盤、顯示電路及強大軟件來組成。為了闡明用單片機是如何對采樣數(shù)據(jù)進行處理，對數(shù)據(jù)的采集和轉(zhuǎn)換、計算問題進行了研究，討論了單片機控制系統(tǒng)中關(guān)鍵的計算問題。電子秤的發(fā)展過程與其它事物一樣，也經(jīng)歷了由簡單到復(fù)雜，由粗糙到精密、由機械到機電結(jié)合再到全電子化、由單一功能到多功能的過程。因此，稱重技術(shù)的研究和衡器工業(yè)的發(fā)展各國都非常重視。不管根據(jù)什么原理制成的電了秤均由以下三部分組成：(1) 承重、傳力復(fù)位系統(tǒng) 它是被稱物體與轉(zhuǎn)換元件之間的機械、傳力復(fù)位系統(tǒng)，又稱電子秤的秤體，一般包括接受被稱物體載荷的承載器、秤橋結(jié)構(gòu)、吊掛連接部件和限位減振機構(gòu)等。此信號由放大電路進行放大、經(jīng)濾波后再由模／數(shù)( A/D)器進行轉(zhuǎn)換，數(shù)字信號再送到微處器的 CPU 處理，CPU 不斷掃描鍵盤和各功能開關(guān)，根據(jù)鍵盤輸入內(nèi)容和各種功能開關(guān)的狀態(tài)進行必要的判斷、分析、由儀表的軟件來控制各種運算。 電子衡器的最大稱量 Max 可以用總分度數(shù) n 與分度值 d 的乘積來表示，即Max=n單片機經(jīng)過相應(yīng)的處理后，得出當(dāng)前所稱物品的重量及總額，然后再顯示出來。STC 公司的 12 系列的單片機都可使用，在這里選用 STC 生產(chǎn)的 STC12C5A60S2 單片機?？紤]到其他部分所帶來的干擾 ,8 位 A/D 無法滿足系統(tǒng)精度要求。一般來說，傳感器的量程越接近分配到每個傳感器的載荷，其稱量的準(zhǔn)確度就越高。又考慮到秤臺自重、振8動和沖擊分量，還要避免超重?fù)p壞傳感器，根據(jù)設(shè)計需要，確定傳感器的額定載荷為1Kg，允許過載為 150%，精度為 %，最大量程時誤差177。當(dāng)彈性體受力變形時，應(yīng)變片的敏感柵也隨同變形，其電阻值發(fā)生相應(yīng)變化，通過轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換為電壓或電流的變化。殘余的一點漂移依9靠軟件的自動零點跟蹤來徹底解決。方案二：主要由高精度低漂移運算放大器構(gòu)成差動放大器，而構(gòu)成的前級處理電路；差動放人器具有高輸入阻抗，增益高的特點，可以利用普通運放(如 OP07)做成一個差動放大器。2． 阻容耦合電路放存由并聯(lián)型差動放大器構(gòu)成的前級放大器和由儀器放大器構(gòu)成的后級放大器之間，這樣可為后級儀器放大器提高增益，進而提高電路的共模抑制比提供了條件。圖 5 主控制系統(tǒng)12 傳感器放大電路傳感器放大電路由兩級組成，前級由兩個同相比例運算電路組成，后級是一個差動比例運算電路。圖 8 1602 液晶模塊的讀操作時序1602 液晶模塊的寫操作時序如圖 9 所示。軟件主要三個方面：一是初始化系統(tǒng)；二是按鍵檢測；三是數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理并進行顯示。 //存儲 A/D 轉(zhuǎn)換標(biāo)志 ADC_RES = 0。 //選擇 A/D 當(dāng)前通道 _nop_()。= 0xE7。LCD_E = 0。LCD_E = 0。return(LCD_Data)。delay_18B20(200)。Delay5Ms()。 // 顯示開及光標(biāo)設(shè)置}/***************************************************** 函 數(shù) 名：DisplayOneChar() 功 能：按指定位置在 1602 顯示一個字符 說 明：X 為列，Y 為行，DData 為字符 入口參數(shù)：X，Y，DData 返 回 值：無 *****************************************************///按指定位置顯示一個字符void DisplayOneChar(unsigned char X, unsigned char Y, unsigned char DData){Y amp。 //這里不檢測忙信號，發(fā)送地址碼WriteDataLCD(DData)。\039。while(TempCycA){TempCycB=7269。因為，被測對象經(jīng)傳感器、A/D 轉(zhuǎn)換后得到的數(shù)字量是一系列的數(shù)碼，這些數(shù)碼值并不等于原來帶有量綱的參數(shù)值，它僅僅對應(yīng)于參數(shù)的大小，因此，必須把它轉(zhuǎn)換成帶有量綱的數(shù)值后才能顯示或打印輸出，這種轉(zhuǎn)換就是工程量變換，又稱標(biāo)度變換。數(shù)字濾波就是在軟件設(shè)計時采用一定的計算方法對輸入的信號進行數(shù)學(xué)處理，減少干擾信號在有用信號中的比重，提高信號的真實性，它不需要增加硬件，只需根據(jù)預(yù)定的濾波算法編制相應(yīng)的程序，即可達到信號濾波的目的。該電子秤集傳感器技術(shù)、微計算機技術(shù)、數(shù)字顯示技術(shù)于一體、其反應(yīng)靈敏、準(zhǔn)確度高、顯示直觀，便于使用。目前的電子秤有附加多種計算和數(shù)據(jù)處理功能, 以滿足多種使用的要求。理論和實際必須緊密結(jié)合，在設(shè)計中要針對不同的系統(tǒng)根據(jù)理論給與不同的方案，綜合考慮各方面的因素和需要，選擇出最佳的方案與結(jié)論。我在劉老師的精心指導(dǎo)和嚴(yán)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(dāng)前電了領(lǐng)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(xué)習(xí)傳感器方面的知識有極人的幫助。預(yù)期目標(biāo)設(shè)計目的是為了學(xué)習(xí)和鞏固知識，提高對所學(xué)應(yīng)用基本理論分析和解決實際問題的能力，應(yīng)設(shè)計并制作實際的模型實現(xiàn)電子秤要求的功能，從而達到并熟悉一個產(chǎn)品完整的開發(fā)流程和具體內(nèi)容, 提高實踐