【正文】 _Sum0/16 852) / 10。 for(i=0。amp。隨著學技術(shù)的不斷發(fā)展，稱重系統(tǒng)已經(jīng)在電力、工業(yè)、石化以及醫(yī)療等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。 int i。 char BT_Flag=0。表 51 測試數(shù)據(jù)表次數(shù)砝碼數(shù)1 2 3 41 2 3 4 5 如上表所示，系統(tǒng)精度達到 ，滿足設(shè)計要求。i7。 char DispBuff[8]。 //CPU 休眠，等待被采樣結(jié)束喚醒 ADC_Flag=0。 // 設(shè)置 LCD 刷新率 P2DIR|=BIT2。 // 略延遲，讓基準電壓穩(wěn)定 SD16CCTL0 |= SD16DF+SD16GRP?；?MSP430 的稱重系統(tǒng)204 稱重系統(tǒng)軟件設(shè)計模塊化思想：初始化程序模塊、AD 采集與數(shù)據(jù)處理程序模塊、顯示程序模塊。由 FRFQ0 和 FRFQ1 的設(shè)置可以滿足不同液晶對頻率的要求，其中 Flcd=2*MUX（rate）*F（framing） 。每個 ADC 都有獨立的空盒子寄存器組，并有 8 個差分輸入通道，通道 0~5 可以測量輸入電壓，通道 7 短路，通道 6 接到內(nèi)部溫度傳感器。反饋環(huán)路 Q1A1R1 和 Q2A2R2 使輸入器件 Q1 和 Q2 的集電極電流保持恒定，從而可將輸入電壓作用于外部增益設(shè)置電阻 上。設(shè)有一帶有肓孔的長方體懸臂梁。a．電阻應(yīng)變片電阻應(yīng)變片是把一根電阻絲機械的分布在一塊有機材料制成的基底上，即成為一片應(yīng)變片。JTAG 編程方式是在線編程，傳統(tǒng)生產(chǎn)流程中先對芯片進行預(yù)編程現(xiàn)再裝到板上因此而改變，簡化的流程為先固定器件到電路板上，再用 JTAG 編程,從而大大加快工程進度。 由 于 微 機 電 路 是 時 序 數(shù) 字 電 路 ， 它 需 要 穩(wěn) 定 的 時鐘 信 號 ， 因 此 在 電 源 上 電 時 ， 只 有 當 VCC 超 過 低 于 以 及 晶體 振 蕩 器 穩(wěn) 定 工 作 時 ， 復(fù) 位 信 號 才 被 撤 除 ， 微 機 電 路 開 始 正 常 工 作 。對于 OPT 型和 ROM 型的器件是使用仿真器開發(fā)成功之后在燒寫或掩膜芯片；對于 FLASH 型則有十分方便的開發(fā)調(diào)試環(huán)境，因為器件片內(nèi)有 JTAG 調(diào)試接口，還有可電擦寫的 FLASH 存儲器，因此采用先下載程序到 FLASH 內(nèi)，再在器件內(nèi)通過軟件控制程序的運行，由 JTAG 接口讀取片內(nèi)信息供設(shè)計者調(diào)試使用的方法進行開發(fā)。稱重系統(tǒng)的設(shè)計量程為 500g，分辨率為 ，可以實現(xiàn)精準測量。 方案三：采用專用的儀表放大器。 （1）稱重傳感器 稱重傳感器由以下方案可以選擇：方案一：采用四片貼片電阻，自行搭建橋式電路。設(shè)計完成一種具有響應(yīng)快、精確度高、穩(wěn)定性好的稱重系統(tǒng)。就總體而言，我國電子衡器產(chǎn)品的數(shù)量和質(zhì)量與工業(yè)發(fā)達國家還有較大差距。文章還詳細闡述了本次設(shè)計的調(diào)試過程以及在調(diào)試過程中遇到的問題及解決方法。電子秤是日常生活中常用的電子衡器，廣泛的應(yīng)用于超市，物流配送中心，大中型商場。電子秤重系統(tǒng)必須將多只傳感器的輸出進行計算，才能得到完整準確的稱重結(jié)果。第 3 章介紹了稱重系統(tǒng)模塊的硬件設(shè)計，并對設(shè)計出的系統(tǒng)硬件電路進行了說明。特點是精度高、回零快、滯后小。同樣也有以下幾種方案采用：方案一：采用 8 位 逐 次 逼 近 式 AD 轉(zhuǎn) 換 器 ADC0809，在單片機外接AD 轉(zhuǎn)換器完成，模數(shù)轉(zhuǎn)換的功能，但是由于稱重系統(tǒng)的精度要求精度較高，ADC0809 不能達到設(shè)計功能的要求，故不采用。MSP430 系列單片機的中斷源較多，并且可以任意嵌套，使用時靈活方便。晶振用一種能把電能和機械能相互轉(zhuǎn)化的晶體在共振的狀態(tài)下工作，以提供穩(wěn)定，精確的單頻振蕩。單片機在啟動時都需要復(fù)位，以使 CPU 及系統(tǒng)各部件處于確定的初始狀態(tài)，并從初態(tài)開始工作。它將 JTAG 電路與內(nèi)核邏輯電路聯(lián)系起來，同時隔離內(nèi)核邏輯電路和芯片引腳。此外，還可用實驗證明，此金屬電阻絲在變形后，電阻率也會有所改變，記作 Δρ。需要說明的是，上面分析的應(yīng)力狀態(tài)均是“局部”情況，而應(yīng)變片實際感受的是“平均”狀態(tài)。這會帶來三基于 MSP430 的稱重系統(tǒng)16???大好處： （1）開環(huán)增益提升以提供更大的編程增益，從而減小與增益相關(guān)的誤差；（2）增益帶寬積（由 CC2 和前置放大器跨導(dǎo)決定）隨著編程增益提高而強大，從而優(yōu)化頻率響應(yīng)； （3）輸入電壓噪聲降至 9Nv/Hz，它主要由輸入器件的集電極電流和基極電阻決定。不同型號的液晶驅(qū)動能力不同，我們采用 MSP430 的 F42X 系列，有 128 段驅(qū)動能力。如液晶亮度不夠，應(yīng)適當調(diào)整偏壓電阻的大小?；?MSP430 的稱重系統(tǒng)22關(guān)閉看門狗結(jié)束初始化 A D初始化 L C D開始圖 初始化程序流程圖初始化程序代碼： void ini_main(){ int i。 // ADC1 輸入選擇為外部輸入 ,1 倍放大 SD16INCTL2 |= SD16INCH_0+SD16GAIN_1。 P2OUT=0。 } LCD 顯示程序模塊LED 顯示器有靜態(tài)和動態(tài)兩種方法。i7。(Neg)) temp|=NEGSEG。對稱重系統(tǒng)的精確性和可靠性要求就更高，本文所介紹的基于 MSP430 稱重系統(tǒng)具有一定應(yīng)用前景。 SD16CCTL2 |= SD16SC。=~BIT2char DispChannel=0。測試數(shù)據(jù)如表 51。 // LCD048 段碼中只有 123 位數(shù)字有小數(shù)點 for(i=0。 char PolarLocate。i++) //采樣 4 次 { while(ADC_Flag==0) LPM0。 // LCD 模式:4mux LCD, segs015 BTCTL |= BT_fLCD_DIV64。 i++)。硬件電路是本設(shè)計的基礎(chǔ)，各個模塊的電路為稱重系統(tǒng)各個功能的完成提供了基礎(chǔ)。在XTIN 和 XTOUT 之間接上振蕩頻率為 32KHz 的晶振，F(xiàn)clk 可以根據(jù)需要選為 1024Hz、 512Hz、256Hz、128Hz 等。 MSP430 的 AD 轉(zhuǎn)換器采用 ΣΔ 原理，ΣΔ 的分辨率通常較高，ΣΔ 架構(gòu)的數(shù)字化程度達 90%。圖 AD620 原理圖輸入晶體管 Q1 和 Q2 提供一路高精度差分對雙極性輸入，同時由于采用SuperBeta 處理，因此輸入偏置電流減小 10 倍。它的功能有兩個，首先是它承受稱重傳感器所受的外力，對外力產(chǎn)生反作用力，達到相對靜平衡；其次，它要產(chǎn)生一個高品質(zhì)的應(yīng)變場（區(qū)） ，使粘貼在此區(qū)的電阻應(yīng)變片比較理想的完成應(yīng)變棗電信號的轉(zhuǎn)換任務(wù)。由此可見，電阻應(yīng)變片、彈性體和檢測電路是電阻應(yīng)變式稱重系統(tǒng)的主要部分。實際使用時一般通過四條線連接，VCC，SBWTCK，SBTDIO ，GND，這樣就可以很方便的實現(xiàn)連接，又不會占用大量引腳。5%， 即 ～ 。（6）開發(fā)環(huán)境方便高效目前 MSP430 系列有 OPT 型、FLASH 型和 ROM 型三種類型的器件，這些器件的開發(fā)手段不同。 設(shè)計方案總結(jié)綜上所述，稱重系統(tǒng)以 MSP430F425 單片機作為控制器，壓力檢測傳感器采用平行式稱重傳感器 LAAH1，信號放大采用精密儀表放大芯片AD620，采用低功耗 LCD048 顯示屏。對精度會有較大影響?；?MSP430 的稱重系統(tǒng)4 數(shù)據(jù)采集模塊方案設(shè)計數(shù)據(jù)采集模塊分為 3 個部分：稱重傳感器、電壓放大器和 AD 轉(zhuǎn)換器。 預(yù)期目標：正確的設(shè)計稱重系統(tǒng)方案，編寫程序?qū)崿F(xiàn)要求的控制算法。電子秤重技術(shù)從靜態(tài)稱重技術(shù)向動態(tài)稱重技術(shù)發(fā)展；計量方法從模擬量向數(shù)字量發(fā)展；測量特點從單參數(shù)測量向多參數(shù)測量發(fā)展，特別是對動態(tài)稱重和快速稱重的研究與應(yīng)用。系統(tǒng)軟件包括 AD 采樣，濾波和顯示程序。電子秤在結(jié)構(gòu)和原理上取代了以杠桿平衡為原理的機械式稱量工具。從 20 世紀 70 年代的模擬串聯(lián)計算到 80 年代的模擬并聯(lián)計算，計算技術(shù)的發(fā)展大幅度即降低了電子秤的成本，又提高了可靠性和穩(wěn)定性。第 4 章介紹了稱重系統(tǒng)模塊的軟件設(shè)計，對程序流程設(shè)計進行了說明，并詳細介紹了系統(tǒng)的軟件設(shè)計。適合小量貴重物品的測量和要求精度高的稱量工具的制造。 方案二：選用 MSP430 單片機內(nèi)部的 AD 模數(shù)轉(zhuǎn)換器，轉(zhuǎn)換器為 16 位高速模數(shù)轉(zhuǎn)換器，完全可以滿足精度要求，而且 SD16 是單片機內(nèi)部器件，穩(wěn)定基于 MSP430 的稱重系統(tǒng)5性好，故采用此方案。當系統(tǒng)處于省電的備用狀態(tài)時，用中斷請求將它喚醒只用 6μs。在通常工作條件下，普通的晶振頻率絕對精度可基于 MSP430 的稱重系統(tǒng)8R7VccS2SWSPSTRESET達百萬分之五十。MSP430 系列單片機的復(fù)位信號是從 RST 引腳輸入到芯片內(nèi)的觸發(fā)器中。由集成電路的所有邊界掃描單元構(gòu)成邊界掃描寄存器 BSR。對式（31 ）求全微分，即求出電阻絲伸長后，他的電阻值改變了多少。圖 所示為電阻式應(yīng)變片實物圖。 內(nèi)部增益電阻 R1 和 R2 已調(diào)整至絕對值 ，因此利用一個外部電?阻便可實現(xiàn)對增益的精確編程，增益公式為。本設(shè)計采用 LCD048 顯示數(shù)據(jù)。 在驅(qū)動電路中，液晶可以等效為電容。 char j。 // ADC2 輸入選擇為外部輸入 ,1 倍放大 BTCTL = BTDIV+BT_fCLK2_DIV8。 _EINT()。所謂靜態(tài)顯示，就是顯示某一字符時，相應(yīng)的發(fā)光二極管恒定得導(dǎo)通或截止，這種方法，每一顯示位都需要一個 8 位的輸出口控制，占用的硬件較多，一般僅用于顯示位數(shù)較少的場合。i++) //拆分數(shù)字 { DispBuff[i]=Number%10。//負號 pLCD[i]=temp?；?MSP430 的稱重系統(tǒng)27致謝大學四年的時光即將結(jié)束，在此我要向我的父母，親人，母校，老師和同學們表達我由衷的感謝。 // 向 ADC2 發(fā)出 開始采樣命令 //由于 ADC0/1/2 已經(jīng)被編為一組，三個 ADC 將同時收到出 開始采樣命令 for(i=0。define Analog_On P2OUT|= BIT2define Analog_Off P2OUTamp。使放大增益保持穩(wěn)定。 // 無效的小數(shù)點不顯示 if(DOT1) DOT=255。LCDM1。i16。 // 清屏基于 MSP430 的稱重系統(tǒng)23 LCDCTL = LCDSG0_1 + LCD4MUX + LCDON。 i 500。 硬件電路設(shè)計小結(jié)本章介紹的是稱重系統(tǒng)的硬件電路，分別完成 MSP430 最小系統(tǒng)設(shè)計、電源管理模塊設(shè)計、信號采集模塊電路設(shè)計、信號調(diào)理電路設(shè)計、AD 轉(zhuǎn)換電路設(shè)計和顯示電路設(shè)計。MSP430 有三種時鐘 ACLK（輔助時鐘） 、MCLK（主時鐘） 、SMCLK（子時鐘） ，其中液晶的驅(qū)動頻率 FCLK 來自 ACLK。目前 16 位及以上的高分辨率 ADC 普遍采用了 ΣΔ 調(diào)制技術(shù)，因此，此類 ADC 也被稱為 ΣΔ 型ADC。如圖 為AD620 原理圖。彈性體是一個有特殊形狀的結(jié)構(gòu)件。圖 5V 轉(zhuǎn) 轉(zhuǎn)換電路圖1 2 3LM1117R3104R4104+C3+ C4 5V基于 MSP430 的稱重系統(tǒng)12 信號采集模塊電路設(shè)計 工作原理電阻應(yīng)變式稱重傳感器是基于如下原理：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（增大或減小），再經(jīng)相應(yīng)的測量電路把這一電阻變化轉(zhuǎn)換為電信號（電壓或電流），從而完成了將外力變換為電信號的過程。TI 還定義了一種叫 SBWJTAG 的接口，用來在引腳較少的芯片上通過最少的利用引腳實現(xiàn) JTAG 接口，它只有兩條線，SBWTCK，SBWTDIO。 一 般 微 機 電 路 正 常 工 作 需 要 供 電 電 源 為5V177。MSP430 系列單片機的這些片內(nèi)外設(shè)為系統(tǒng)的單片解決方案提供了極大的方便。多種電壓的需求就要求更加合理的，電源系統(tǒng)設(shè)計。 實際測量，每一級運放都會引入較大噪聲。故采用此方案。利用傳感器測量橋式電路的壓差，采用差分放大電路放大壓差信號，使其達到可使單片機識別的電壓，通過單片機的處理并顯示出來。電子衡器制造技術(shù)及應(yīng)用得到了新發(fā)展。系統(tǒng)使用橋式應(yīng)變片傳感器測量重物并輸出電壓信號，經(jīng)過信號調(diào)理電路放大濾波后，經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換將信息傳至單片機處理，同時將重量實時顯示。相比傳統(tǒng)機械式稱量工具，電子秤具有裝機體積小，稱量精度高，應(yīng)用范圍廣，易于操作和使用等優(yōu)點，在工作原理，外形布局，結(jié)構(gòu)和材料上都是全新的計量衡器。但是，模擬并聯(lián)計算也存在不足：如對傳感器的一致性要求較高、電子秤四角偏差調(diào)試復(fù)雜無法對單個傳感器進行檢測等。第 5 章對完成稱重系統(tǒng)的制作，對系統(tǒng)進行調(diào)試并總結(jié)。以上特點適用于本設(shè)計，故采用此方案。 數(shù)據(jù)顯示模塊方案設(shè)計本設(shè)計只需要顯示出所稱實物的實際重量，如果采用