【正文】 Fmax200輸入電阻415～445輸出電阻349～355溫度補(bǔ)償范圍℃10～+50使用溫度范圍℃20～+60接線方式輸入（+）:紅,輸入（）:白，輸出（+）:綠輸出（）:藍(lán)，屏蔽:黃 A/D轉(zhuǎn)換單元設(shè)計(jì)根據(jù)對(duì)各種A/D轉(zhuǎn)換器的介紹與分析，本設(shè)計(jì)選定ADC0832作為本設(shè)計(jì)的A/D轉(zhuǎn)換模塊。復(fù)位電路基本功能是在系統(tǒng)上電時(shí)提供復(fù)位信號(hào)，直至系統(tǒng)電源穩(wěn)定后，撤銷復(fù)位信號(hào)。要使AT89S51只訪問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器(地址為0000HFFFFH)， 這時(shí)該引腳必須保持低電平。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。VCC/GND：電源/接地引腳；P0口：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還可以用作總線方式下的地址數(shù)據(jù)復(fù)用管腳，用來(lái)操作外部存儲(chǔ)器。由于將多功能8位CPU和閃爍存儲(chǔ)器組合在單個(gè)芯片中，ATMEL的AT89S51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(jià)廉的方案。（2）單片機(jī)性能應(yīng)根據(jù)系統(tǒng)的功能要求和各種單片機(jī)的性能，選擇最容易實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)技術(shù)指標(biāo)的型號(hào)，而且能達(dá)到較高的性能價(jià)格比。（4）A/D轉(zhuǎn)換器的有關(guān)量程引腳。其優(yōu)點(diǎn)是分辯率高、功耗低、價(jià)格低，但是需要外部計(jì)數(shù)電路共同完成AD轉(zhuǎn)換。這類AD速度比逐次比較型高，電路規(guī)模比并行型小。初期的單片AD轉(zhuǎn)換器大多采用積分型，現(xiàn)在逐次比較型已逐步成為主流。由于彈性梁材料金相組織的不均勻性及熱處理工藝、應(yīng)變片性能及粘貼工藝、溫度變化等因素的影響，傳感器勢(shì)必產(chǎn)生一定的誤差。若不考慮Rm，在應(yīng)變片電阻變化以前，電橋的輸出電壓為： （22）由于橋臂的起始電阻全等，即R1=R2=R3=R4=R，所以V=0。電阻應(yīng)變式稱重傳感器是把電阻應(yīng)變計(jì)粘貼在彈性敏感元件上，彈性體（彈性元件，敏感梁）在外力作用下產(chǎn)生彈性變形，使粘貼在他表面的電阻應(yīng)變片（轉(zhuǎn)換元件）也隨同產(chǎn)生變形，電阻應(yīng)變片變形后，它的阻值將發(fā)生變化（增大或減?。?，再經(jīng)相應(yīng)的測(cè)量電路把這一電阻變化轉(zhuǎn)換為電信號(hào)（電壓或電流），從而完成了將外力變換為電信號(hào)的過(guò)程。（3）各種類型傳感器的使用范圍稱重傳感器形式的選擇主要取決于稱重的類型和安裝空間，保證安裝合適，稱重安全可靠；另一方面要考慮廠家的建議。一般來(lái)說(shuō)，秤體有幾個(gè)支撐點(diǎn)就選用幾只傳感器，但是對(duì)于一些特殊的秤體，如電子吊秤，就只能采用一個(gè)傳感器，一些機(jī)電結(jié)合秤就應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況來(lái)確定選用傳感器的個(gè)數(shù)。主要由彈性元件、電阻應(yīng)變片、測(cè)量電路和傳輸電纜4部分組成。陀螺儀式傳感器，轉(zhuǎn)子裝在內(nèi)框架中，以角速度ω繞X軸穩(wěn)定旋轉(zhuǎn)。兩根弦的固有頻率發(fā)生不同的變化。磁極變形式傳感器：原理為鐵磁元件在被測(cè)物體重力下發(fā)生形變，產(chǎn)生應(yīng)力引起導(dǎo)磁率的變化，隨之，繞在鐵磁元件兩側(cè)的次級(jí)線圈的感應(yīng)電壓也變化。當(dāng)承重臺(tái)上放有被測(cè)物時(shí)，杠桿的一端向上傾斜；光電件檢測(cè)出傾斜度信號(hào)，經(jīng)放大后流入線圈，產(chǎn)生電磁力，使杠桿恢復(fù)至平衡狀態(tài)。碼盤式傳感器的碼盤是一塊裝在表盤軸上的透明玻璃，上面帶有按一定編碼方法編定的黑白相間的代碼。國(guó)際法制計(jì)量組織(OIML)規(guī)定，傳感器的誤差帶δ占衡器誤差帶Δ的70％，稱重傳感器的線性誤差、滯后誤差以及在規(guī)定溫度范圍內(nèi)由于溫度對(duì)靈敏度的影響所引起的誤差等的總和不能超過(guò)誤差帶δ。分度數(shù)再高其允差也是不變的。表22 Ⅲ級(jí)數(shù)字顯示商用衡器允差表允差e（檢定分度值）檢定要求使用中要求m 500e177。在擴(kuò)展功能上，本設(shè)計(jì)增加了一個(gè)超重報(bào)警提示。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(lái)表示，即Max=n*d。 電子秤的計(jì)量參數(shù)電子秤的計(jì)量性能涉及的主要技術(shù)指標(biāo)有：量程、安全載荷、額定載荷、允許誤差、分度值、分度數(shù)、準(zhǔn)確度等級(jí)等。按照稱重傳感器的結(jié)構(gòu)型式不同，可以分直接位移傳感器（電容式、電感式、電位計(jì)式、振弦式、空腔諧振器式等）和應(yīng)變傳感器（電阻應(yīng)變式、聲表面諧振式）或是利用磁彈性、壓電和壓阻等物理效應(yīng)的傳感器。軟件部分由C語(yǔ)言編程，實(shí)現(xiàn)對(duì)各部分的控制。集成化：對(duì)于某些品種和結(jié)構(gòu)的電子衡器，可以實(shí)現(xiàn)承載器與稱重傳感器一體化或承載器、稱重傳感器與稱重顯示控制器一體化。在稱重傳感器方面，國(guó)外產(chǎn)品的品種和結(jié)構(gòu)又有創(chuàng)新，技術(shù)功能和應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大。其中壓力傳感器大多數(shù)采用電阻應(yīng)變片壓力傳感器，由于應(yīng)變片的體積較小，市場(chǎng)上有多種規(guī)格可供選擇，而且可以針對(duì)彈性敏感元件的形式可以靈活設(shè)計(jì)來(lái)適應(yīng)各種應(yīng)用場(chǎng)合的要求，所以應(yīng)變片式壓力傳感器得到廣泛的應(yīng)用。目前市場(chǎng)上使用的稱量工具，或者是結(jié)構(gòu)復(fù)雜，或者運(yùn)行不可靠，且成本高，精度穩(wěn)定性不好，調(diào)整時(shí)間長(zhǎng)，易損壞，維修困難，裝機(jī)容量大，能源消耗大，生產(chǎn)成本高。我國(guó)的衡器在20世紀(jì)40年代以前還全是機(jī)械式的，40年代開始發(fā)展了機(jī)電結(jié)合式的衡器。在1960年開發(fā)出了與衡器相聯(lián)的專門稱重值打印機(jī)。特別是近30年以來(lái)，工藝流程中的現(xiàn)場(chǎng)稱重、配料定量稱重、以及產(chǎn)品質(zhì)量的監(jiān)測(cè)等工作，都離不開能輸出電信號(hào)的電子衡器。目前，由于電子衡器具有稱量快、讀數(shù)方便、能在惡劣環(huán)境下工作、便于與計(jì)算機(jī)技術(shù)相結(jié)合而實(shí)現(xiàn)稱重技術(shù)和過(guò)程控制的自動(dòng)化等特點(diǎn)，已被廣泛應(yīng)用于工礦企業(yè)、能源交通、商業(yè)貿(mào)易和科學(xué)技術(shù)等各個(gè)部門。 電子秤的研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì) 電子秤的研究現(xiàn)狀近幾年，我國(guó)的電子稱重系統(tǒng)從最初的機(jī)電結(jié)合型發(fā)展到現(xiàn)在的全電子型和數(shù)字智能型。并且應(yīng)變片的輸出信號(hào)很小、線性范圍窄，而且動(dòng)態(tài)響應(yīng)較差，有待進(jìn)一步開發(fā)。小型化：體積小、高度低、重量輕，即小薄輕。這就要求電子計(jì)價(jià)秤能與電子計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng)，把稱重系統(tǒng)與計(jì)算機(jī)系統(tǒng)組成一個(gè)完整的綜合控制系統(tǒng)。整個(gè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用方便。這部分習(xí)慣上稱載荷測(cè)量裝置或二次儀表。（3）額定載荷：電子秤的正常稱量范圍。表21 電子秤等級(jí)分類標(biāo)志及等級(jí)電子秤種類分度數(shù)范圍特種準(zhǔn)確度基準(zhǔn)衡器n100,000高準(zhǔn)確度精密衡器10,000n≤100,000中準(zhǔn)確度商業(yè)衡器1,000n≤10,000普通準(zhǔn)確度粗衡器100n≤1,000 總體方案設(shè)計(jì)按照設(shè)計(jì)的基本要求，可以確定系統(tǒng)共分為五大模塊，數(shù)據(jù)采集模塊、最小系統(tǒng)模塊、超重報(bào)警模塊、鍵盤和顯示模塊。顯示電路設(shè)計(jì)采用LM4229液晶顯示，對(duì)各部分的控制由采用C語(yǔ)言編程的軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)。177。%，使用中為177。光電式傳感器包括光柵式和碼盤式兩種。光電式傳感器曾主要用在機(jī)電結(jié)合秤上。電容式傳感器：工作原理是利用電容器振蕩電路的振蕩頻率f與極板間距d成正比的關(guān)系。振動(dòng)式傳感器彈性元件受力后，其固有振動(dòng)頻率與作用力的平方根成正比。音叉式傳感器的彈性元件是音叉。轉(zhuǎn)子軸(X軸)在未受外力作用時(shí)保持水平狀態(tài)。電信號(hào)經(jīng)處理后以數(shù)字形式顯示出被測(cè)物的質(zhì)量。但是在實(shí)際的使用當(dāng)中，由于加在傳感器上的載荷除被稱物體外，還存在秤體自重、皮重、偏載及振動(dòng)沖擊等載荷，因此選用傳感器時(shí)，要考慮諸多方面的因素，保證傳感器的安全和壽命。（4）使用環(huán)境稱重傳感器實(shí)際上是一種將質(zhì)量信號(hào)轉(zhuǎn)換成可測(cè)量的電信號(hào)輸出裝置。這樣小的電阻變化用一般測(cè)量電阻的儀表很難測(cè)出，必須采用一定形式的測(cè)量電路將微小的電阻變化率轉(zhuǎn)變成電壓或電流的變化，才能用二次儀表顯示出來(lái)。式25表明，電橋的輸出電壓和四個(gè)轎臂的應(yīng)變片所感受的應(yīng)變量的代數(shù)和成正比。 A/D轉(zhuǎn)換器的選定在實(shí)際的測(cè)量和控制系統(tǒng)中檢測(cè)到的常是時(shí)間、數(shù)值都連續(xù)變化的模擬量，模擬量要輸入到單片機(jī)中進(jìn)行處理，首先要經(jīng)過(guò)模擬量到數(shù)字量的轉(zhuǎn)換，單片機(jī)才能接收、處理。其優(yōu)點(diǎn)是速度較高、功耗低，在低分辯率（12位）時(shí)價(jià)格便宜，但高精度（12位）時(shí)價(jià)格很高。電路的數(shù)字部分基本上容易單片化，因此容易做到高分辨率。（2）A/D轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換速率。一般A/D轉(zhuǎn)換器可由外部控制信號(hào)啟動(dòng)轉(zhuǎn)換，這一啟動(dòng)信號(hào)可由CPU提供。（3）研制周期在研制任務(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)?？臻e模式下，CPU暫停工作，而RAM定時(shí)計(jì)數(shù)器，串行口，外中斷系統(tǒng)可繼續(xù)工作，掉電模式凍結(jié)振蕩器而保存RAM的數(shù)據(jù)，停止芯片其它功能直至外中斷激活或硬件復(fù)位。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； 另外，、()和觸發(fā)輸入()；對(duì)內(nèi)部Flash程序存儲(chǔ)器編程時(shí)，接收低8位地址信息；P2口：P2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。晶振的頻率可以在1MHz至24MHz內(nèi)選擇，電容取30PF左右。其中復(fù)位電路采用上電復(fù)位。對(duì)于51內(nèi)核的單片機(jī)，RST是復(fù)位信號(hào)輸入端，高電平有效。具有體積小，兼容性強(qiáng)，性價(jià)比高的特點(diǎn)，具體參數(shù)如下：178。 商用級(jí)芯片溫寬為0℃～70℃，工業(yè)級(jí)芯片溫寬為40℃～85℃；下面對(duì)ADC0832的引腳進(jìn)行說(shuō)明，圖34為該芯片的引腳圖：圖34 ADC0832引腳圖178。 Vcc/REF：電源輸入及參考電壓輸入（復(fù)用）。其與單片機(jī)的接線如圖36所示，為完善其功能，電路中添加了上拉電阻。而系統(tǒng)的可靠性更倍受人們的關(guān)注，這是因?yàn)橄到y(tǒng)的可靠性決定了系統(tǒng)能否達(dá)到所需要的精度。（1）光電隔離技術(shù)光電耦合器對(duì)干擾信號(hào)具有良好的隔離性能，一是它的輸入阻抗很小，約為100fllldl，而干擾源內(nèi)阻則很大，通常為105Q～108Q，因此能分壓到光電耦合器輸入端的噪聲很??；二是光電耦合器輸入部分的發(fā)光二極管是在電流狀態(tài)下工作的，即使干擾噪聲有較高的電壓幅度，但由于能量小，不能提供足夠的電流使發(fā)光二極管發(fā)光而被抑制掉；三是光電耦合器的輸入回路與輸出回路之間分布電容極小，絕緣電阻很大，回路一邊的干擾很難通過(guò)光電耦合器饋送到另一邊去。 雙絞線的屏蔽層采用設(shè)備端單端接地方式。0xff)。 鍵盤程序本設(shè)計(jì)中采用了44矩陣式鍵盤，單片機(jī)定時(shí)進(jìn)行查詢。此時(shí)，ADC0832不斷對(duì)外部數(shù)據(jù)進(jìn)行采樣交給單片機(jī)進(jìn)行處理，一旦有物品放入載物臺(tái)，ADC0832立即發(fā)送中斷請(qǐng)求，并將本次采集數(shù)據(jù)交給單片機(jī)進(jìn)行處理。單價(jià)：，總重量：，總價(jià)：”。當(dāng)要稱量下一種不同商品的時(shí)候，只需按下0鍵，選擇商品代碼，再按下相應(yīng)商品鍵。圖54 最大量程仿真 仿真總結(jié)與問(wèn)題補(bǔ)充 仿真總結(jié)以上，我們進(jìn)行了幾種基本情況的仿真，總結(jié)仿真的過(guò)程，我們可以得出以下結(jié)論： 該電子秤設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，操作方便，可以很容易的進(jìn)行稱量； 由于元件設(shè)置的原因，使電子秤的量程未達(dá)到預(yù)設(shè)的范圍； 各商品的價(jià)格已在程序中設(shè)定好，既給稱量帶來(lái)了方便，也帶來(lái)了麻煩，使得稱量其他物品時(shí)需要修改程序。微弱信號(hào)Vi1和Vi2被分別放大后從AD620的第6腳輸出。軟件設(shè)計(jì)中使用了C語(yǔ)言編程，便于修改和應(yīng)用。附錄程序includeincludeinclude include includedefine uchar unsigned chardefine uint unsigned intsbit ADCS =P3^5。 char press_data。uint price_temp1,price_temp2。/************主函數(shù)************/void main(void){ delay(500)。 clear_lcd(44,0,100)。 //采樣值存儲(chǔ)單元初始化為0 alarm()。 write_lcd(72,11,abc)。 uchar j。 ADCS=0。 _nop_()。 _nop_()。//控制命令結(jié)束 _nop_()。 _nop_()。i++) { j=0。 j=j7。 return(dat)。 //取壓力值十位 abc[3]=((temp1%1000)%100)/10+48。j100。 write_lcd(84,0,指導(dǎo)老師:劉志芳)。 temp=P1。case 0xbe:num=3,price=price_unit[2],write_lcd(24,0,名 稱: 草 莓)。 temp=P1。 switch(temp) {case 0xed:num=5,price=price_unit[4],write_lcd(24,0,名 稱: 西 瓜)。 } while(temp!=0xf0) { temp=P1。 temp=P1。case 0xbb:num=11,price=price_unit[1]。 temp=P1。 switch(temp) { case 0xe7:num=13,price=price_unit[3]。 } while(temp!=0xf0) { temp=P1。 //取單價(jià)百分位 price_danjia[4]=((price_temp1%1000)%100)%10+48。 } 參考文獻(xiàn)[1] [M].北京：電子工業(yè)出版社，2009：342354.[2] [M].西安：西安電子科技大學(xué)出版，2002：6380.[3] [M].北京：北京航空航天大學(xué)出版，2000：3644.[4] 陳東云,[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社，2006:122156.[5] [M].北京：電子工業(yè)出版社，2009：160167.