【正文】 電容式傳感器的容量受其電極的幾何尺寸等限制，一般幾十 到 幾百皮法，其值只有幾個皮法，使傳感器的輸出阻抗很高，尤其當(dāng)采用音頻范圍內(nèi) 的交流電源時，輸出阻抗高達(dá) 108106Ω。該設(shè)計(jì)采用的是 按健 電平 復(fù)位電路 ， 使用比較方便，在 此復(fù)位電路中，干擾易串入復(fù)位端，在大多數(shù)情況下不會造成單片機(jī)的錯誤復(fù)位，但會引起內(nèi)部某些寄存器錯誤復(fù)位。 圖 89C51 引腳圖 本科生課程設(shè)計(jì)（論文） 6 數(shù)據(jù)存儲器擴(kuò)展 89C51 片內(nèi)有 128B 的 RAM 存儲器， 在 實(shí)際應(yīng)用中僅靠著 128B 的數(shù)據(jù)存儲器是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的?？刂破鞑糠纸邮軄碜?A/D 轉(zhuǎn)換器輸出的數(shù)字信號，經(jīng)過復(fù)雜的運(yùn)算，將數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為物體的實(shí)際重量信號，并將其存儲到 存儲單元中。隨著自動化測試 本科生課程設(shè)計(jì)（論文） 2 技術(shù)的發(fā)展，傳統(tǒng)的稱重系統(tǒng)在功能、精度、性價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。電子秤屬于我們的日用秤量儀器 。 設(shè)計(jì)任務(wù)： 1. CPU 最小系統(tǒng)設(shè)計(jì)（包括 CPU 選擇 ，晶振電路，復(fù)位電路） 2. 傳感器選擇及接口電路設(shè)計(jì) 3. 顯示、按鍵電路及電源電路設(shè)計(jì) 4 . 程序流程圖設(shè)計(jì)及程序清單編寫 技術(shù)參數(shù)： 1． 重量測量范圍 30 kg ~ 2． 工作電源 220V 設(shè)計(jì)要求 ： 分析系統(tǒng)功能，選擇合適的單片機(jī)及傳感器，重量檢測 電路設(shè)計(jì) 等； 應(yīng)用專業(yè)繪圖軟件繪制硬件電路圖和軟件流程圖； 按規(guī)定格式，撰寫、打印設(shè)計(jì)說明書一份，其中程序開發(fā)要有詳細(xì)的軟件設(shè)計(jì)說明，詳細(xì)闡述系統(tǒng)的工作過程，字?jǐn)?shù)應(yīng)在 4000 字以上。 設(shè)計(jì)結(jié)果證明，該系統(tǒng)顯示誤差小，性能 穩(wěn)定，結(jié)構(gòu)合理，擴(kuò)展能力強(qiáng)。近年來，電子秤已愈來愈多地參與到數(shù)據(jù)處理和過程控制中。 該電子秤利用電橋測量原理，將壓力應(yīng)變 傳感器 阻值轉(zhuǎn)換為電壓值，再經(jīng)過放大器將電壓放大，通過確定輸出電壓和標(biāo)準(zhǔn)重量的關(guān)系，形成一臺 完整 電子秤。 128 位 RAM， 4k字節(jié) ROM 和中斷、串行口及定時器模塊外，還有 4 組 I/O 口 P0～ P3，余下的就是 CPU 的全部組成。為了保證系統(tǒng)可復(fù)位，在設(shè)計(jì)復(fù)位電路時，一般使 RESET 引腳保持 100ms 以上的高電平，單片機(jī)便可以可靠地復(fù)位。隨著集成電路制造工藝的發(fā)展，單片機(jī)的時鐘頻率也在逐步提高，現(xiàn)在某些高速單片機(jī)芯片的時鐘頻率以達(dá) 40MHz。它由電阻分壓器、比較器、緩沖器及編碼器四種分組成。 (4 ） 壓頻變換型 ADC： 其優(yōu)點(diǎn)是：精度高、價格較低、功耗較低。此時，在 8 位段數(shù)據(jù)輸出端口輸出下一個 LED 顯示位的顯示內(nèi)容。首先是通過壓力傳感器采集到被測物體的重量并將其轉(zhuǎn)換成電壓信號。 隨著集成電路和計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅 速發(fā)展，使電子儀器的整體水平發(fā)生巨大變化，傳統(tǒng)的儀器逐步的被智能儀器所取代。最好是預(yù)先計(jì)算好應(yīng)放大的倍數(shù)，以便選取?？紤]本次設(shè)計(jì)的實(shí)際要求，使系統(tǒng)穩(wěn)定工作，提高產(chǎn)品的性價比，電源電路的 設(shè)計(jì)決定采用如下方案： 220V 的交流電經(jīng)過變壓器后輸出 15V 的電壓，經(jīng)整流濾波電路后， 通過LM7812 和 LM7905 進(jìn)行 DC/DC 變換得到＋ 12V 和 +5V、 5V 供器和系統(tǒng)的其他芯片使用。主程序軟件流程如圖 41 所示 。 圖 A/D 轉(zhuǎn)換模塊 FSmDUXSKD?NDUSKxDFSm1? 本科生課程設(shè)計(jì)（論文） 14 人機(jī)對話接口電路設(shè)計(jì) 本設(shè)計(jì)系統(tǒng)除了前面所 述的四個結(jié)構(gòu)外，還需要用到人機(jī)聯(lián)系部件以便接收各種命令和數(shù)據(jù)，即價格，重量的數(shù)據(jù)輸入，清零、去皮重、凈／毛轉(zhuǎn)換、分度數(shù)設(shè)定、 最大稱量設(shè)定、分度值設(shè)定 、 零點(diǎn)自動跟蹤、零中心指示、過載顯示、自動累計(jì)、欠電壓指示等命令的輸入。積分型 ADC 兩次積分的時間都是利用同一個時鐘發(fā)生器和計(jì)數(shù)器來確定，因此所得到的表達(dá)式與時鐘頻率無關(guān)，其轉(zhuǎn)換精度只取決于參考電壓 VR。 。 MCS51 單片機(jī)內(nèi)部由一個用于構(gòu)成振蕩器的高增益反相放大器，該高增益反相放大器的輸入端為 51 單片機(jī)的引腳 XTAL1，輸出為 XTAL2。 P 2 . 0P 2 . 1P 2 . 2P 2 . 3P 2 . 4P 2 . 5P 2 . 6P 2 . 7I / O 0I / O 1I / O 2I / O 3I / O 4I / O 5I / O 6WEOEI / O 7A 1 0A9A8CEP 2 . 1P 2 . 0P 2 . 2P 2 . 3P 2 . 4P 2 . 5P 2 . 6P 2 . 7P 0 . 0P 0 . 1P 0 . 3P 0 . 2P 0 . 4P 0 . 5P 0 . 6P 0 . 7ALEPSENP 3 . 6 ( W R ) P 3 . 7 ( R D )D0D1D2D3D4D5D6D7Q0Q1Q2Q3Q4Q5Q6Q7STB8 2 8 28 9 C 5 1 6 1 1 6 圖 89C51與 6116的接口電路 本科生課程設(shè)計(jì)（論文） 7 復(fù)位電路設(shè)計(jì) 單片機(jī)的復(fù)位都是靠外部復(fù)位電路來實(shí)現(xiàn)得，在 時鐘電路工作后，只要在單片機(jī)得 RESET 引腳上出現(xiàn) 24 個時鐘脈沖（兩個機(jī)器周期）以上的高電平，單片機(jī)就能實(shí)現(xiàn)復(fù)位。 STC89C51 共有 P0～ P3 四個這樣的并行口 ， 可提供 32 根 I/O 線，每根線都是雙向的，其余用于芯片控制的寄存器中。電子稱重技術(shù)從靜態(tài)稱重向動態(tài)稱重發(fā)展：計(jì)量方法從模擬測量向數(shù)字測量發(fā)展；測量特點(diǎn)從單參數(shù)測量向多參數(shù)測量發(fā)展，特別是對快速稱重和動態(tài)稱重的研究與應(yīng)用。 稱重儀是電子衡器的一種，電子衡器是自動化稱重控制和貿(mào)易計(jì)量的重要手段 ,對加強(qiáng)企業(yè)管理、嚴(yán)格生產(chǎn)、貿(mào)易結(jié)算、交通運(yùn)輸、港口計(jì)量和科學(xué)研究都起到了重要作用。本文在給出智能電子稱硬件設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，詳細(xì)分析了電子稱的軟件控制方法。為了闡明用單片機(jī)是如何對采樣數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，對數(shù)據(jù)的采集和轉(zhuǎn)換、計(jì)算問題進(jìn)行了研究，討論了單片機(jī)控制系統(tǒng)中關(guān)鍵的計(jì)算問題。 4)智能化 ： 電子秤的操作簡單，秤重準(zhǔn)確，而且具有快速計(jì)算。電子衡器制造技術(shù)及應(yīng)用得到了新發(fā)展。 STC89C51 單片機(jī)包含中央處理器、程序存儲器 (ROM)、數(shù)據(jù)存儲器 (RAM)、定時 /計(jì)數(shù) 器、并行接口、串行接口和中斷系統(tǒng)等幾大部分。 引腳功能：具有 11 條地址線， 8 條數(shù)據(jù)總線，一條片選線 以 及寫允許線 和 讀允許線。常用的時鐘設(shè)計(jì)電路有兩種方式，一種是內(nèi)部時鐘方式，一種是外部時鐘方 式。選擇電橋變阻式傳感器的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單、尺寸小、重量輕、價格低廉且性能穩(wěn)定；受環(huán)境因素 (如溫度、濕度、電磁場干擾等 )影響??；可以實(shí)現(xiàn)輸出 — 輸入間任意函數(shù)關(guān)系；輸出信號大，一般不需放大；我選擇的是 LPSIII 型壓力應(yīng)變量程 500kg，精度為 %， 滿量程時誤差177。與此同時，在此時間間隔內(nèi)利用計(jì)數(shù)器對時鐘脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)，從 而實(shí)現(xiàn) A/D 轉(zhuǎn)換。 I N 026I N 127I N 228I N 31I N 42I N 53I N 64I N 75R E F +12R E F 16C L K10OE9E O C7D017D114D215D38D418D519D620D721A025A124A223S T A R T6A L E22A D C 0 8 0 9P0P1P2P3P4P5P6P7A L E P 2 . 7WRRDI N T8 9 C 5 1+5傳感器1k0 . 5 k5 0 0 k 圖 模擬量檢測接口電路圖 本科生課程設(shè)計(jì)（論文） 13 11 ?FSmDUSKx 智能臺式電子秤 輸出接口電路設(shè)計(jì) A/D 轉(zhuǎn)換 器如圖 所示， A/D 轉(zhuǎn)換 結(jié)果 D 與被測量 x 存在以下關(guān)系： （ 39） 式中： S— — 傳感器及其測量電路的靈敏度（即被測量 X 轉(zhuǎn)換成電壓 U 的轉(zhuǎn)換系數(shù)）