【正文】 由于持續(xù)的聲音不能夠引起人們的關(guān)注，所以本系統(tǒng)的報(bào)警電路采用間斷的聲音和頻閃的燈光來(lái)實(shí)現(xiàn)。 矩陣式鍵盤的按鍵識(shí)別方法 ： 確定矩陣式鍵盤上何鍵被按下介紹一種 “行掃描法 ”。液晶顯示模塊已作為很多電子產(chǎn)品的通過(guò)器件，如在計(jì)算器、萬(wàn)用表、電子表及很多家用電子產(chǎn)品中都可以看到，顯示的主要是數(shù)字、專用符號(hào)和圖形。 DGND：接數(shù)字地。 CE：片啟動(dòng)信號(hào)。電阻應(yīng)變片實(shí)心軸沿軸向線應(yīng)變?yōu)椋? lll ??? （ 31） 實(shí)心軸沿圓周向線應(yīng)變?yōu)椋? rrr ??? （ 32） 金屬材料的電阻相對(duì)變化公式為： ? ?? ? ???? KERdRRR ?????? 21 （ 33） 把 3 31 代入 33 可以得到其輸出電壓為： ? ? AEFU ??? 12kU0 （ 34） 其中 F 為壓力（即重物重量） A 為受力面積 E 為彈性材料的彈性模量。上電復(fù)位要求接通電源后，自動(dòng)實(shí)現(xiàn)復(fù)位操作。 黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 15 /PSEN：外部程序存儲(chǔ)器的選通信號(hào)。 P2口在 FLASH編程和校驗(yàn)時(shí)接收高八位地址信號(hào)和控制信號(hào)。其將通用的微處理器和 Flash 存儲(chǔ)器結(jié)合在一起，特別是可反復(fù)擦寫(xiě)的 Flash 存儲(chǔ)器可有效地降低開(kāi)發(fā)成本。 超限報(bào)警電路是由單片機(jī)的 I/O 口來(lái)控制的，當(dāng)稱重物體重量超過(guò)系統(tǒng)設(shè)計(jì)所允許的重量時(shí)，通過(guò)程序使單片機(jī)的 I/O 值為高電平，從而三極管導(dǎo)通，使蜂鳴器SPEAKER 發(fā)出報(bào)警聲，同時(shí)使報(bào)警燈 D1 發(fā)光。 考慮到本系統(tǒng)中對(duì)物體重量的測(cè)量和使用的場(chǎng)合，精度要求不是很苛刻，轉(zhuǎn)換速率要求也不高，而雙積分型 A/D 轉(zhuǎn)換器精度高，具有精確的差分輸入，重要的是輸入阻抗高（大于 ?M310 ），可自動(dòng)調(diào)零，有超量程信號(hào)輸出，全部輸出于 TTL電平兼容。 (2） 逐次逼近型 A/D 轉(zhuǎn)換器：如： ADS780 ADS7804 等。理論上不難證明，在運(yùn)算放大器為理想的情況下，并聯(lián)型差動(dòng)放大器的輸入阻抗為無(wú)窮大，共模抑制比也為黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 9 無(wú)窮大。殘余的一點(diǎn)漂移依靠軟件的自動(dòng)零點(diǎn)跟蹤來(lái)徹底解決。由于 惠斯登電橋具 諸如 抑制溫度變化的影響，抑制干擾，補(bǔ)償方便等 優(yōu)點(diǎn)，所以該傳感器測(cè)量精度高、溫度特性好、工作穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)，廣泛用于各種結(jié)構(gòu)的動(dòng)、靜態(tài)測(cè)量及各種電子秤的一次儀表。 再則由于系統(tǒng)沒(méi)有其它高標(biāo)準(zhǔn)的要求，又考慮到本設(shè)計(jì)中程序部分比較大，根據(jù)總體方案設(shè)計(jì)的分析，設(shè)計(jì)這樣一個(gè)簡(jiǎn)單的的系統(tǒng)，可以選用帶 EPROM 的單片機(jī)，由于應(yīng)用程序不大，應(yīng)用程序直接存儲(chǔ)在片內(nèi)，不用在外部擴(kuò)展存儲(chǔ)器，這樣電路也可簡(jiǎn)化。 另外由于實(shí)際應(yīng)用當(dāng)中，稱可以有一定量的過(guò)載，但不能超出要求的范圍，為此我們還設(shè)計(jì)了過(guò)載提示和聲光報(bào)警功能。這部分習(xí)慣上稱載荷測(cè)量裝置或二次儀表。電子秤是電子衡器中的一種，衡器是國(guó)家法定計(jì)量器具，是國(guó)計(jì)民生、國(guó)防建設(shè)、科學(xué)研究、內(nèi)外貿(mào)易不可缺少的計(jì)量設(shè)備，衡器產(chǎn)品技術(shù)水平的高低，將直接影響各行各業(yè)的現(xiàn)代化水平和社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益的提高。本系統(tǒng)主要由單片機(jī)來(lái)控制，測(cè)量物體重量部分由稱重傳感器及 A/D 轉(zhuǎn)換器組成，加上顯示單元，此電子秤俱備了功能多、性能價(jià)格比高、功耗低、系統(tǒng)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單、使用方便直觀、速度快、測(cè)量準(zhǔn)確、自動(dòng)化程度高等特點(diǎn)。它的特點(diǎn)是：精確、智能、方便、明了、可靠，克服了傳統(tǒng)的桿秤、盤秤不精確、速度慢、不能計(jì)價(jià)、易作弊等缺點(diǎn)，在商業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用越來(lái)越多。 60 年代初期出現(xiàn)機(jī)電結(jié)合式電子衡器以來(lái)，經(jīng)過(guò) 40 多年的不斷改進(jìn)與完善，我國(guó)電子衡器從最初的機(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。一般地信號(hào)的放大、濾波、 A/D 轉(zhuǎn)換以及信號(hào)各種運(yùn)算處理都在儀表中完成。分度值 。AT89S52 內(nèi)部帶有 8KB 的程序存儲(chǔ)器，基本上已經(jīng)能夠滿足我們的需要。 1 零點(diǎn)溫度系數(shù) Zero temperature coefficient %./10℃ 177。在前級(jí)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(yùn)算放大器構(gòu)成前級(jí)處理電路； 普通低溫漂運(yùn)算放大器構(gòu)成多級(jí)放大器會(huì)引入大量噪聲。由于阻容耦合電路的隔直作用，后級(jí)的儀器放大器可以做到很高的增益，進(jìn)而得到很高的共模抑制比。它的基本原理是通過(guò)兩次積分將輸入的模擬電壓轉(zhuǎn)換成與其平均值成正比的時(shí)間間隔。 根據(jù)系統(tǒng)的精度要求以及綜合的分析其優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)，本設(shè)計(jì)采用了 12 位 A/D轉(zhuǎn)換器 AD574 鍵盤處理部分方案論證 由于電子秤需要設(shè)置單價(jià)（十個(gè)數(shù)字鍵），還具有確認(rèn)、刪除等功能，總共需設(shè)置 17 個(gè)鍵（包括一個(gè)復(fù)位鍵）。單片機(jī)根據(jù)稱重傳感器輸出的電信號(hào)和速度傳感器輸出的速度信號(hào)計(jì)算出物體的重量。當(dāng) P1口的管腳第一次寫(xiě) 1 時(shí)，被定義為高阻輸入。 RST：復(fù)位輸入。在 FLASH 編程期間，此引腳也用于施加12V編程電源（ VPP）。 電源電路設(shè)計(jì) 根據(jù)設(shè)計(jì)需要，本系統(tǒng)中需要設(shè)計(jì)兩種不同級(jí)別的電源，即傳感器需要 +12V的電源，而系統(tǒng)其他芯片使用的是＋ 5V 電源。即使用的電流為 1mA 左右。當(dāng)其為高電平時(shí)，對(duì)應(yīng) 12位并行輸出；為低電平時(shí)，對(duì)應(yīng) 8位輸出。 CPU 可采用中斷、查詢或者程序延時(shí)等方式讀取AD574 的轉(zhuǎn)換結(jié)果，本設(shè)計(jì)采用中斷方式，則將轉(zhuǎn)換結(jié)束 狀態(tài) STS 端接到 （外部中斷 /INT0）。 第 4 腳： RS 為寄存器選擇，高電平時(shí)選擇數(shù)據(jù)寄存器、低電平時(shí)選擇指令寄存器。 判斷閉合鍵所在的位置 在確認(rèn)有鍵按下后，即可進(jìn)入確定具體閉合鍵的過(guò)程。 ⑵ 根據(jù)算法畫(huà)流程圖：畫(huà)程序框圖可以把算法和解題步驟逐步具體化，以減少出錯(cuò)的可能性。采用中斷工作方式提高了 CPU的利用效率，沒(méi)鍵按下時(shí)沒(méi)有中斷請(qǐng)求，有鍵按下時(shí)，向 CPU提出中斷請(qǐng)求， CPU 響應(yīng)后執(zhí)行中斷服務(wù)程序，在中斷程序中才對(duì)鍵盤進(jìn)行掃描。 第 16 腳：背光源負(fù)極。 顯示電路與 AT89S52 單片機(jī)接口電路設(shè)計(jì) 在 顯示電路論證中，本設(shè)計(jì)采用是 LCD 顯示。 其它管腳功能如下： 10V ANG,20V ANG：模擬量輸入端，分別為 10V 和 20V 量程的輸入端，信號(hào)的另一端接至 AGND。 而有式 (35)得 三運(yùn)放放大電路的輸出信號(hào)與輸入信號(hào)的關(guān)系式為： ? ?2112340 21 UURRRRU ????????? ??? （ 36） 通過(guò)上式可以看出，放大系數(shù)為 ???????? ??? 1234 21 RRRRK （ 37） 代入數(shù)值可以計(jì)算出，其放大系數(shù)在 70～ 150 之間，完全符合設(shè)計(jì)要求。 因此傳感器外圍電路的抗干擾能力是數(shù) 據(jù)采集部分電路設(shè)計(jì)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。在引腳 XTAL1 和 XTAL2 外接晶體振蕩器 (簡(jiǎn)稱晶振 )或陶瓷諧振器，就構(gòu)成了內(nèi)部振蕩方式。然而要注意的是：每當(dāng)用作外部數(shù) 據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，將跳過(guò)一個(gè) ALE 脈沖。 P2 口： P2 口為一個(gè)內(nèi)部上 拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， P2 口緩沖器可接收，輸出 4 個(gè) TTL 門電流，當(dāng) P2 口被寫(xiě)“ 1”時(shí)，其管腳被內(nèi)部上拉電阻拉高，且作為輸入。 AT89S52 具有以下標(biāo)準(zhǔn)功能： 8k 字節(jié) Flash， 256 字節(jié) RAM， 32 位 I/O 口線，看門狗定時(shí)器， 2 個(gè)數(shù)據(jù)指針，三個(gè) 16 位定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器，一個(gè) 6 向量 2 級(jí)中斷結(jié)構(gòu)，全雙工串行口，片內(nèi)晶振及時(shí)鐘電路。 顯示電路部分的選擇 數(shù)據(jù)顯示是電子秤的一項(xiàng)重要功能，是人機(jī)交換的主要組成部分，它可以將測(cè)量電路測(cè)得的數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)微處理器處理后直觀的顯示出來(lái)。其優(yōu)點(diǎn)是：分辨率高，可達(dá) 22 位；功耗低、成本低。目前， ADC 集成電路主要有以下幾種類型 ： （ 1） 并行比較 A/D 轉(zhuǎn)換器：如 ADC080 ADC0809 等 。 黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 8 +P1A1+P2A3+P3A210KR110KR610KR720KR220KR820KR3R44KR5+U1U2U0 圖 3 利用普通運(yùn)放設(shè)計(jì)的差動(dòng)放大器 一般說(shuō)來(lái)，集成化儀 用 放大器具有很高的共模抑制比和輸入阻抗，因而在傳統(tǒng)的電路設(shè)計(jì)中都是把集成化儀器放大器作為前置放大器。按照輸入電壓 20mV，分辨率 20210 碼的情況，漂移要小于 1181。本設(shè)計(jì)要求稱重范圍 0～ 5kg，重量誤差不大于 ，根據(jù)傳感器量程計(jì)算公式（ 20）可知： C＝ 11（ 20＋ ） ／ 1 (21) ＝ 為保證電子秤稱量結(jié)果的準(zhǔn)確度，克服傳感器在低量程段線性度差的缺點(diǎn)?？刂破鞑糠纸邮軄?lái)自 A/D 轉(zhuǎn)換器 輸出的數(shù)字信號(hào)，經(jīng)過(guò)復(fù)雜的運(yùn)算，將數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為物體的實(shí)際重量信號(hào)，并將其存儲(chǔ)到存儲(chǔ)單元中。 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 （ 4）準(zhǔn)確度等級(jí) 國(guó)際法制計(jì)量組織把電子秤按不同的分度數(shù)分成Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四類等級(jí)，分別對(duì)應(yīng)不同準(zhǔn)確度的電子秤和分度數(shù) n 的范圍，如下表 1 所示： 黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 3 表 1 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 n 100 000 高準(zhǔn)確度 精密衡器 10 000 n ≤ 100 000 中準(zhǔn)確度 商業(yè)衡器 1 000 n ≤ 10 000 普通準(zhǔn)確度 粗衡器 100 n ≤ 1 000 設(shè)計(jì)思路 目前 ,臺(tái)式電子秤在商業(yè)貿(mào)易中的使用已相當(dāng)普遍 ,但存在較大的局限性：體積大、成本高、需要工頻交流電源供應(yīng)、攜帶不便、應(yīng)用場(chǎng)所受到制約。不管根據(jù)什么原理制成的電子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(jī)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(jī)構(gòu)等。 本系統(tǒng)是針對(duì)自動(dòng)稱重、計(jì)算價(jià)格進(jìn)行了研究的。 學(xué)士學(xué)位畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 多功能電子計(jì)價(jià)秤的設(shè)計(jì) 學(xué)生姓名： 陳勇 指導(dǎo)教師： 高飛 所在學(xué)院： 信息技術(shù)學(xué)院 專 業(yè)： 電氣工程及其自動(dòng)化 中國(guó) 電子稱重裝置出現(xiàn)于 80 年代初，隨著電子元器件集成化的迅速發(fā)展，隨著微處理機(jī)，單片機(jī)的發(fā)展和計(jì)算機(jī)軟件的開(kāi)發(fā)，產(chǎn)品價(jià)格的下降、電子稱重裝置在技術(shù)上的優(yōu)勢(shì)；多功能、高精度、操作方便等，使得不僅實(shí)驗(yàn)室的傳統(tǒng)稱量裝置已被電子稱重裝置所取代，這種趨勢(shì)已經(jīng)擴(kuò)展到工業(yè)和其他領(lǐng)域 。 電子秤的組成 電子秤的基本結(jié)構(gòu) 電子秤是利用物體的重力作用來(lái)確定物體質(zhì)量（重量）的測(cè)量?jī)x器，也可用來(lái)確定與質(zhì)量相關(guān)的其它量大小、參數(shù)、或特性。 （ 3）分度數(shù)：衡器的測(cè)量范圍被分成若干等份，總份數(shù)即為分度數(shù)用 n 表示。 圖 1設(shè)計(jì)思路框圖 測(cè)量部分是利用稱重傳感器檢測(cè)壓力信號(hào)，得到微弱的電信號(hào)（本設(shè)計(jì)為電壓信號(hào)），而后經(jīng)處理電路（如濾波電路，差動(dòng)放大電路，）處理后，送 A/D 轉(zhuǎn)換器，將模擬量轉(zhuǎn)化為數(shù)字量輸出。其公式如下： C＝ K0K1K2K3(Wmax＋ W)/N （ 20） C— 單個(gè)傳感器的額定量程； W— 秤體自重； Wmax— 被稱物體凈重的最大值；N— 秤體所采用支撐點(diǎn)的數(shù)量 ； K0— 保險(xiǎn)系數(shù)，一般取值在 ～ 之間； K1— 沖擊系數(shù)； K2— 秤體的重心偏移系數(shù)； K3— 風(fēng)壓系數(shù)。對(duì)放大環(huán)節(jié)的要求是增益可調(diào)的（ 70～150 倍），根據(jù)本設(shè)計(jì)的實(shí)際情況增益設(shè)為 100 倍即可，零點(diǎn)和增益的溫度漂移和時(shí)間漂移極小。下面舉例用 INA128 儀用儀表放大器來(lái)實(shí)現(xiàn)。 目前，世界上有多種類型的 ADC，有傳統(tǒng)的并行、逐次逼近型、積分型 ADC，也有近年來(lái)新發(fā)展起來(lái)的 ∑Δ型和流水線型 ADC，多種類型的 ADC 各有其優(yōu)缺點(diǎn)并能滿足不同的具體應(yīng)用要求。這類 ADC 主要應(yīng)用于低速、精密測(cè)量等領(lǐng)域，如數(shù)字電壓表。 黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 11 圖 5 矩陣式鍵盤 結(jié)合本設(shè)計(jì)的實(shí)際要求， 16 個(gè)按鍵使用 4 4 矩陣式鍵盤，另外一個(gè)復(fù)位鍵使用獨(dú)立式按鍵實(shí)現(xiàn)。在單芯片上，擁有靈巧的 8 位 CPU 和在線系統(tǒng)可編程 Flash，使得 AT89S52為眾多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高靈活、有效的解決方案。在 FLASH 編程和校驗(yàn)時(shí)， P1 口作為第八位地址接收。因此它可用作對(duì)外部輸出的脈沖或用于定時(shí)目的。 單片機(jī)的時(shí)鐘信號(hào)通常用兩種 電路形式得到：內(nèi)部振蕩方式和外部振蕩方式。用傳