【正文】 入引腳，不同量程范圍內(nèi)的模擬量可從不同引腳輸入。 由輸入比較器、定時比較器、 R－ S 觸發(fā)器、輸出驅(qū)動管、復零晶體管、能隙基準電路、精密電流源電路、電流開關、輸出保護管等部分組成。再著， AT89C5 AT89S51目前的售價比 8031 還低，市場供應也很充足。通常使用的是七段 LED。液晶顯示模塊已作為很多電子產(chǎn)品的通過器件，如在計算器、萬用表、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、專用符號和圖形。 （ 3）漢字的顯示：漢字的顯示一般采用圖形的方式，事先從微機中提取要顯示的漢字的點陣碼（一般用字模提取軟件），每個漢字占 32B，分左右兩半，各占 16B，左邊為 5……右邊為 6…… 根據(jù)在 LCD 上開始顯示的行列號及每行的列數(shù)可找出顯示 RAM 對應的地址，設立光標，送上要顯示的漢字的第一字節(jié)，光標位置加 1，送第二個字節(jié)，換行按列對齊，送第三個字節(jié) …… 直到 32B 顯示完就可以 LCD 上得到一個完整漢字。但在很多應用場合，考慮成本因素，可能并不是最佳選擇。 LM337 輸出為負的可調(diào)電壓，采用兩個獨立的變壓器分別和 LM317 及 LM337 組裝，操作比較簡單。一般選擇滿量程時候的誤差不能大于規(guī)定量。 引腳說明 AT89C51 芯片圖 如圖 所示 。 P3 口： P3 口管腳是 8 個帶內(nèi)部上拉電阻的雙向 I/O 口，可接收輸出 4 個 TTL 門電流。在由外部程序存儲器取指期間，每個機器周期兩次 /PSEN 有效。 C max 低噪聲： 35nV/ √ Hz 低輸入偏移電流： 35nV/ √ Hz INA126 引腳 圖如圖 所示 。 程序設計是一件復雜的工作，為了把復雜的工作條理化，就要有相應的步驟和方法。設計流程圖如圖 所示。 通過對數(shù)據(jù)采集的分析，了解了各種傳感器、放大器及 A/D 轉(zhuǎn)換器和 V/F 轉(zhuǎn)化器對信號的轉(zhuǎn)換、傳輸有了更深的 認識。使我在傳感器的基本原理、傳感器的實際應用，以及在常用傳感器設計思路技巧的掌握方面都能向前邁了一人步，為日后成為合格的應用型人才打下良好的基礎。在老師多次詢問研究進程中，為我指點迷津，幫助我開拓研究思路，精心點撥，熱忱鼓勵。因此，只有充分了解有關智能儀器、單片機、傳感器以及各部分之間的關系才能達到要求。當為 01H 時為累計顯示方式，在 T1 定時中斷程 序中。 LM331 電路設計圖 LM331 電路設計圖 如圖 所示。激光平衡輸入電路提供低偏移電壓、低溫漂偏移電壓和良好的共模抑制比。此時， ALE 只有在執(zhí)行 MOVX， MOVC 指令是 ALE 才起作用。這是由于內(nèi)部上拉的緣故。此外， AT89C51 設有穩(wěn)態(tài)邏輯，可以在低到零頻率的條件下靜態(tài)邏輯，支持兩種軟件可選的掉電模式。 系統(tǒng)的硬件部分不僅包括以單片機 AT89C51 為核心的最小系統(tǒng)部分，而且還包括數(shù)據(jù)采集、人機接口界面、系統(tǒng)電源部分。 穩(wěn)壓電源的設計，是根據(jù)穩(wěn)壓電源的輸出電壓 Uo、輸出電流 Io、輸出紋波電壓 ΔUopp 等性能指 標要求，正確地確定出變壓器、集成穩(wěn)壓器、整流二極管和濾波電路中所用元器件的性能參數(shù)，從而合理的選擇這些器件。因此，相對于單片機系統(tǒng)來說鍵盤接口信號是輸入信號。這就是 LCD 顯示的基本原理。如圖 所示 。它是一種通過控制半導體發(fā)光二極管的顯示方式，用來顯示文字、圖形、圖像、動畫、行情、視頻、錄像信號等各種信息的顯示屏幕。與研制周期有關的另一個重要因素是開發(fā)工具，性能優(yōu)良的開發(fā)工具能加快系統(tǒng)地研制進程。 方案二 采用 V/F 轉(zhuǎn)換 VF 控制的原理是產(chǎn)生一個震蕩頻率的電路叫做壓控震蕩器，是一個壓敏電容，當受到一個變化的電壓時候它的容量會變化，變化的電容引起震蕩頻率的變化，產(chǎn)生變頻。積分型的轉(zhuǎn)換速率低，轉(zhuǎn)換時間從幾豪秒到幾十毫秒，只能構成低速 A/D 轉(zhuǎn)換器，一般用于壓力、溫度及流量等緩慢變化的參數(shù)測試?；驹硎菑母呶坏降臀恢鹞辉囂奖容^，好像用天平稱物體，從重到輕逐級增減砝碼進行試探。 優(yōu)點：輸入級加入射隨放大器，增大了輸入阻抗，中間級為差動放大 電路，滑動變阻器R6 可以調(diào)節(jié)輸出零點，最后一級可以用于微調(diào)放大倍數(shù)，使輸出滿足滿量程要求。我們選擇的是電阻應變片壓力傳感器，量程為 5Kg，精度為 % ，滿足本系統(tǒng)的精度要求。 導體的電阻隨著機械變形而發(fā)生變化的現(xiàn)象叫做電阻應變效應。目前多用于加速度和動態(tài)力或壓力的測量。 傳感器的作用是人們?yōu)榱藦耐饨绔@取信息，必須借助于感覺器官。使用這種方案會給系統(tǒng)設計帶來一定的難度。 圖 數(shù)碼管顯示方案 圖 數(shù)碼顯示 結構簡圖 此方案利用數(shù)碼管顯示物體重量，簡單可行，可以采用內(nèi)部帶有模數(shù)轉(zhuǎn)換功能的單片機。電子衡器產(chǎn)品量大面廣、種類繁多，從通用的各種規(guī)格的電子稱到大型的電子稱重系統(tǒng)，從單純的稱重、計價到生產(chǎn)過程檢測系統(tǒng)的一個測量控制單元，其應用領域不斷地擴大。 常規(guī)的測試儀器儀表和控制裝置被更先進的智能儀器所取代，使得傳統(tǒng)的電子測量儀器在遠離、功能 、精度及自動化水平定方面發(fā)生了巨大變化，并相應的出現(xiàn)了各種各樣的智能儀器控制系統(tǒng)，使得科學實驗和應用工程的自動化程度得以顯著提高。電子秤是電子衡器中的一種，衡器是國家法定計量器具，是國計民生、國防建設、科學研究、內(nèi)外貿(mào)易不可缺少的計量設備，衡器產(chǎn)品技術水平的高低，將直接影響各行各業(yè)的現(xiàn)代化水平和社會經(jīng)濟效益的提高。例如標簽秤在超市中的應用已經(jīng)是耳聞目睹的了。電子稱的發(fā)展過程與其他事物一樣，也經(jīng)歷了由簡單到復雜、又粗糙到精密、由機械到機電結合再到全電子化、由單一功能到多功能的過程。按照設計的基本要求，系統(tǒng)可分為三大模 塊，數(shù)據(jù)采集模塊、控制器模塊、人機交互界面模塊。 方案二 在前一種方案的基礎上進行擴展，增加一鍵盤輸入裝置，增加外界對單片機內(nèi)部的數(shù)據(jù)設定，使電子稱實現(xiàn)稱重計價的功能。其中控制器采用 Xilinx 公司可編程器件 FPGA 為核心，基于 ISE 軟件平臺，采用 VHDL 編程實現(xiàn)數(shù)據(jù)處理、LED 和 LCD 驅(qū)動、時鐘芯片的 I2C 通訊、鍵盤控制等模塊。可以毫不夸張地說，從茫茫的太空，到浩瀚的海洋，以至各種復雜的工程系統(tǒng)，幾乎每一個現(xiàn)代化項目，都離不開各種各樣的傳感器。電容傳感器可用來檢測壓力、力、位移以及振動學非電參量。 直流供電的平衡電阻電橋， inE 接直流電源 E 如圖 所示。傳感器的輸出信號不僅電平低，內(nèi)阻高，還常伴有較高的共模電壓。 此類芯片內(nèi)部采用差動輸入，共模抑制比高，差模輸入阻抗大，增益高，精度也非常好，且外部接口簡單。逐次逼近的操作過程是在一個控制電路的控制下進行的。 A/D 轉(zhuǎn)換器的啟動轉(zhuǎn)換和轉(zhuǎn)換結束。 輸出驅(qū)動管采用集電極開路形式，因而可以通過選擇邏輯電流和外接電阻，靈活改變輸出脈沖的邏輯電平，以適配 TTL、 DTL 和CMOS 等不同的邏輯電路。 8051 系列單片機的內(nèi)部結構是各種邏輯單元及其之間的互連構成的。這種顯示塊有共陰極與共陽極兩種。在單片機的人機交流界面中，一般的輸出方式有以下幾種：發(fā)光管、 LED數(shù)碼管、液晶顯示器。 1602 字符型 LCD 簡介 字符型液晶顯示模塊是一種專門用于顯示字母、數(shù)字、符號等點陣式 LCD，目前常用16*1， 16*2， 20*2 和 40*2 行等的模塊。 方案二 矩陣式鍵盤設計 矩陣式鍵盤又叫行列式鍵盤。電路圖如 圖 所示 。由于傳感器的輸出 信號中含有一定的干擾噪聲，所以必須要對傳感器的輸出信號進行濾波，在濾波電路的設計時利用普通小電容濾除高頻干擾，利用大的電解電容濾除低頻干擾。 圖 AT89C51 的引腳圖 河北化工醫(yī)藥職業(yè)技術學院畢業(yè)論文 23 VCC：供電電壓。當 P3 口寫入 “1”后，它們被 內(nèi)部上拉為高電平，并用作輸入。但在訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時，這兩次有效的 /PSEN 信號將不出現(xiàn)。 圖 INA126 引腳圖 （ 2）引腳說明 8 腳：接電位器，控制放大倍數(shù) 2 腳： 差分輸入負端 3 腳： 差分輸入正端 4 腳： 電源輸入負端， 5V 5 腳： 接地端 6 腳： 單端輸出端 基于單片機的電子稱設計 26 7 腳： 電源輸入正端， +5V INA126 具體電路設計 圖 如圖 所示。其步驟可概括為以下三點： （ 1）分析系統(tǒng)控制要求，確定算法：對復雜的問題進行具體的分析，找出合理的計算方法及適當?shù)臄?shù)據(jù)結構，從而確定編寫程序的步驟。 圖 基于單片機的電子稱設計 30 系統(tǒng)子程序主要包括 A/D 轉(zhuǎn)換啟動及數(shù)據(jù)讀取程序設計、鍵盤輸入控制程序設計及顯示程序設計等。 對鍵盤和顯示器進行選型比較，得出各種型號優(yōu)劣比。我在老師的精心指導和嚴格要求下，獲得了豐富的理論知識，極大地提高了實踐能力，并對當前電了領域的研究狀況和發(fā)展方向有了一定的了解，這對我今后進一步學習傳感器方面的知識有極人的幫助。 基于單片機的電子稱設計 34 致 謝 本課題在選題及研究過程中得到各位老師的悉心指導。傳感器好比人體 “五官 ”的工程模擬物，它是一種能將特定的被測量信息（物理量、化學量、生物量等）按一定規(guī)律轉(zhuǎn)換成某種可用信號輸出的器件或裝置本次設計中的半橋電子稱就是在以上儀器的基礎上設計而成的。其中 R0 為標志位寄存器當為 OOH 時為正常顯示方式。輸出脈沖頻率 f0 與輸入電壓 Vi 成正比，從而實現(xiàn)了電壓－頻率變換。 INA126 的增益通過外部電阻設置，增益范圍從 5V/V to 10000V/V 。如想禁止 ALE 的輸出可在 SFR8EH 地址上置 0。并因此作為輸入時，P2 口的管腳被外部拉低，將輸出電流。由于將多功能 8 位 CPU 和閃爍存儲器組合在單個芯片中， ATMEL 的AT89C51 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廉的方案。 AT89C51 是一款 8 位的內(nèi)帶 4K 程序存儲器的微控制器，考慮到用軟件實現(xiàn)電子秤系統(tǒng)的各項功能時，所需的軟件量并不是很大，不需要太大的程序存儲空間，因此在對 AT89C51 實際設計時不需要在片外再擴展程序存儲器，這樣不僅節(jié)省了硬件資源，也優(yōu)化了電 路的設計。12V，傳感器需要＋ 5V 以上的線性電源。單片機接收到按鍵的觸點信號后作相應的功能處理。例如屏的第一行的亮暗由 RAM 區(qū)的 000H——00FH 的 16 字節(jié)的內(nèi)容決定，當（ 000H） =FFH 時，則屏幕的左上角顯示一條短亮線，長度為 8 個點；當（ 3FFH） =FFH 時，則屏幕的右下角顯示一條短亮線；當（ 000H） =FFH，（ 001H） =00H，（ 002H） =00H， ……（ 00EH） =00H，（ 00FH） =00H 時，則在屏幕的頂部顯示一條由 8 段亮線和 8 條暗線組成的虛線。其中兩片 74LS244 分別用于段信號和位信號的驅(qū)動， 74LS273 用于段信號的鎖存，其鎖存地址為 7FFFH。 顯示模塊 方案一 LED 顯示 LED 就是 light emitting diode ，發(fā)光二極管的英文縮寫，簡稱 LED。 研制周期 在研制任務重、時間緊的情況下，還要考慮所選的單片機型號是否熟悉，是否能馬上著手進行系統(tǒng)的設計。所以我們需要選擇 14 位或者精度更高的 A/D 轉(zhuǎn)換器。不同類型的 A/D 轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換速率大不相同。 采用逐次逼近法的 A/D 轉(zhuǎn)換器是由一個比較器、 D/A 轉(zhuǎn)換器、緩沖寄存器及控制邏輯電路組成。 圖 利用普通運放構成的放大器 電阻 R R2 和電容 C C C C4 用于濾除前級的噪聲， C C2 為普通小電容，可以濾除高頻干擾， C C4 為大的電解電容，主要用于濾除低頻噪聲。題目要求稱重范圍 0～ 5Kg,滿量程量誤差不大于 ? ，考慮到秤臺自重、振動和沖擊分量，還要避免超重損壞傳感器，所以傳感器量程必須大于額定稱重 5Kg。電阻應變片式電阻應變式傳感器的核心元件，其工作原理是基于材料的電阻應變效應，基于單片機的電子稱設計 8 )( 43 421 1 RR RRR RE ????))(( 4321 4231 RRRR RRRRE ?? ??3421 RRRR ?電阻應變片即可單獨作為傳感器使用，又能作為敏感元件結合彈性元件構成力學量傳