【正文】 al electronic weigher is keen, correct and convenient to use. Its humanputer interface has a good interactive function and it can be used in vary circumstances, such as family and shopping mall, etc. Key words: an electronic scale。因此，稱重技術(shù)的研究和衡器工業(yè)的發(fā)展各國(guó)都非常重視。 前置信號(hào)處理模塊 ...................................................................................... 4 A/D 轉(zhuǎn)換器 .................................................................................................. 7 鍵盤及顯示模塊 ......................................................... 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 2 系統(tǒng)方案的設(shè)計(jì) 稱重器的 工作原理 名詞 其重量便通過秤體傳遞到稱重傳感器，傳感器隨之產(chǎn)生力－電效應(yīng)，將物體的重量轉(zhuǎn)換成與被稱物體重量成一定函數(shù)關(guān)系 (一般成正比關(guān)系 )的電信號(hào)。 圖 25 單片機(jī)實(shí)現(xiàn)方案原理框圖 鑒于本電子秤的設(shè)計(jì)并不太復(fù)雜，單片機(jī)完全能實(shí)現(xiàn)所需功能， 所以在具體設(shè)計(jì)時(shí)，采用 了第三種 設(shè)計(jì)方案。 （ 3）結(jié)構(gòu)輕小，對(duì) 試件影響小， 對(duì)復(fù)雜環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)，可在高溫、高壓、 額定稱重 —— 10Kg 。由于 A/D 轉(zhuǎn)換器需要很高的精度，所以幾毫伏的干擾信號(hào)就會(huì)直接影響最后的測(cè)量精度。 A/D 轉(zhuǎn)換器 A/D 轉(zhuǎn)換器是一種能把輸入模擬電壓或電流變成與它成 正比的數(shù)字量 的裝置 ，也就是說能把被控對(duì)象的各種模擬信息變成計(jì)算機(jī)可以識(shí)別的數(shù)字信息。使用者可以按動(dòng)鍵盤鍵 09 以及小數(shù)點(diǎn)位來設(shè)定重物單價(jià)，以 kg 為單位。 此外， AT89S51 設(shè)計(jì)和配置了振蕩頻率可為 0Hz 并可通過軟件設(shè)置省電模式。 ALE/PROG： 13 訪問外部存儲(chǔ)器時(shí)， ALE(地址鎖存允許 )的輸出用于鎖存地址的低位字節(jié)，即使不訪問外部存儲(chǔ)器， ALE 端仍以不變的頻率輸出脈沖信號(hào) (此頻率是振蕩器頻率的 1/6)，在訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，出現(xiàn)一個(gè) ALE 脈沖； PSEN： 外部程序存儲(chǔ)器的選通信號(hào)輸出端。 R2， C4 為 上電復(fù)位 電 路。 圖 35 MAX7219 引腳圖 管腳描述 ： DIN： 串行數(shù)據(jù)輸入端口。 就單片機(jī)測(cè)控系統(tǒng)來講，其主要干擾是來自電源和信號(hào)傳輸通道的干擾。先進(jìn)行軟件的總體設(shè)計(jì)，然后進(jìn)行各功能模塊設(shè)計(jì) 。在鍵盤掃描程序中使用了延時(shí)去抖動(dòng)的辦法，其流程圖如 鍵盤兩次使用反轉(zhuǎn)法進(jìn)行掃描鍵盤，中間延時(shí) 50ms，結(jié)束后判斷兩次掃描所得到的鍵值是否一致，若 一致則返回鍵值，不一致則返回 0。其中，Display_sum()函數(shù)應(yīng)顯示的位數(shù)最多，最復(fù)雜，流程圖 見圖 49所示 ： 圖 49 Display_sum()函數(shù)流程圖 如圖 49所示，本系統(tǒng)的重量最大為 ，單價(jià)最大為 元，這樣相乘后總價(jià)最大為 ，考慮到實(shí)際情況，最后一位 0 不需要顯示，可以舍去。首先設(shè)計(jì)了主程序，然后進(jìn)行各功能模塊的設(shè)計(jì)，主要包括 A/D轉(zhuǎn)換 、數(shù)據(jù)處理、鍵盤掃描及顯示部分的實(shí)現(xiàn)。 本文先說明了稱重器的設(shè)計(jì)思路，并介紹了幾種設(shè)計(jì)方案，選擇了其中一種簡(jiǎn)單可行的方案。另外本次設(shè)計(jì)提升了我分析問題解決問題的能力，增強(qiáng)了對(duì)學(xué)習(xí)的信心，相信這對(duì)我以后的工作和學(xué)習(xí)有重要的幫助。 本電子秤實(shí)現(xiàn)了體積小、操作簡(jiǎn)單，數(shù)字顯示直觀、維護(hù)簡(jiǎn)單且反應(yīng)快的特點(diǎn)，基本上達(dá)到了設(shè)計(jì)的要求。 （ 3）采用指令用冗余技術(shù) 當(dāng)程序運(yùn)行時(shí)，可能因某種干擾使決定程序流向的轉(zhuǎn)移指令 (如 RETI、 RET、LCALL、 JNC等 )和對(duì)系統(tǒng)狀態(tài)起重要作用的指令 (如 SETB、 EA等 )不能被正確執(zhí)行，造成程序流向的錯(cuò)誤。 D14 D13 D12 D11 D10 D9 D8 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 D15 地址 MSB 數(shù)據(jù) LSB 21 圖 48 寫 MAX 流程圖 顯示使用 switch 語(yǔ)句判斷全局變量 mode_display，當(dāng)值為 1 時(shí)調(diào)用Display_weight()顯示重量，當(dāng)值為 2時(shí)調(diào)用 Display_sum()顯示總價(jià)，當(dāng)值為3 時(shí)調(diào)用 Display_price()顯示單價(jià)。 AD 轉(zhuǎn)換主 程序流程圖 見圖 43 所示 ： 圖 43 AD 轉(zhuǎn)換流程圖 T0 中斷服務(wù)子程序 見 圖 44 所示： 圖 44 T0 中斷服務(wù)程序流程圖 系統(tǒng)響應(yīng) T0 定時(shí)中斷后， CPU執(zhí)行了一條由中斷系統(tǒng)提供的硬件 LCALL指令，轉(zhuǎn)向 T0 中斷服務(wù)程序入口，中斷服務(wù)程序首先恢復(fù) T0 計(jì)數(shù)器初值，隨后保護(hù)現(xiàn)場(chǎng)。 18 本章小結(jié) 本章主要介紹電子稱重器的硬件設(shè)計(jì)。因此，應(yīng)變片傳感器的絕緣材料必須有很高的絕緣性能、足夠的機(jī)械強(qiáng)度、高形狀穩(wěn)定性及良好的抗?jié)裥阅堋? 圖 34 單片機(jī)與 AD574 的 接 口電路 顯示電路設(shè)計(jì) 本設(shè)計(jì)中 顯示部分采用了當(dāng)今常用的 LED驅(qū)動(dòng)芯片 MAX7219。復(fù)位電路可以使用專用復(fù)位芯片，也可以用電阻電容搭建。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。 系統(tǒng)主控 電路的設(shè)計(jì) 單片機(jī)芯片 AT89S51 介紹 芯片 AT89S51 主控制器采用 AT89S51 單片機(jī)作為微處理器， AT89S51 是美國(guó) ATMEL 公司生產(chǎn)的低電壓、高性能 CMOS 8 位單片機(jī) 。獨(dú)立式鍵盤接口電路配置靈活，軟件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但每個(gè)按鍵接口必須占用一根I/O 口線，在按鍵較多時(shí)， I/O 口線浪費(fèi)較大。 AD620 在外接電阻 Rg時(shí)，可實(shí)現(xiàn) 1~1000 范圍內(nèi)的任意增益；工作電源范圍為177。 （ 3） 在預(yù)定的頻帶寬度內(nèi)有穩(wěn)定準(zhǔn)確的增益、良好的線性，輸入漂移和噪聲應(yīng)足夠小以保證 要求的信噪比。其轉(zhuǎn)換電路 需要有專用的 測(cè)量電橋。 優(yōu)點(diǎn) 。 電子衡器的發(fā)展動(dòng)態(tài) 電子衡器產(chǎn)品量大面廣、種類繁多，從通用的各種規(guī)格的電子秤到大型的電子稱重系統(tǒng)， 薄型或超薄型的圓形稱重傳感器，直接嵌入鋼板或鋁板底面與稱重傳感器外徑相同的盲孔內(nèi)，形成低外形 的秤體結(jié)構(gòu) ，稱重傳感器的數(shù)量和位置由秤的額定載荷和力學(xué)要求計(jì)算決定。 A/D converter。I 摘要 稱重技術(shù)自古以來就被人們所重視，作為一種計(jì)量手段，廣泛應(yīng)用于工農(nóng)業(yè)、科研、交通、內(nèi)外貿(mào)易等各個(gè)領(lǐng)域，與人民的生活緊密相連。 LED digital tube I 目 錄 1 緒論 .......................................................................................... 錯(cuò)誤 !未定義書簽。對(duì)中等或較大容量 的電子平臺(tái)秤、電子地上衡，已經(jīng)出現(xiàn)了采用方形或長(zhǎng)方形閉合截面的薄壁型鋼，并聯(lián)排隊(duì)列焊接成一個(gè)整體的竹排式結(jié)構(gòu)的秤體， 4 個(gè)稱重傳感器分別安裝在最外邊兩根薄壁型鋼兩端的切口內(nèi)，安裝在稱重傳感器承力點(diǎn)上的固定支承就是秤體的承 計(jì)算機(jī)組合，利用電子計(jì)算機(jī)的智能來增加稱重 與稱重顯示控制器一體化。 但其缺點(diǎn)是外圍電路比較復(fù)雜 ,編程復(fù)雜。下面介紹直流電橋。從而保證放大器輸出性能穩(wěn)定。 ~177。而矩陣式鍵盤適用于按鍵較多的鍵盤。 AT89S51是一種帶 4K字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲(chǔ)器的單片機(jī) ，其指令集和傳統(tǒng)的 51 單片機(jī)指令集是一樣的。當(dāng)復(fù)位腳由高電平變?yōu)榈碗娖綍r(shí)，芯片為 ROM 的 00H 處開始運(yùn)行程序； XTAL XTAL2： XTAL1 是片內(nèi)振蕩器的反相放大器輸入端， XTAL2 則是輸出端，使用外部振蕩器時(shí)，外部振蕩信號(hào)應(yīng)直接加到 XTAL1，而 XTAL2 懸空。本文從可靠性和成本考慮最終選用電阻電容來搭建復(fù)位電路。 它連接微處理器與 8位數(shù)字的 7段數(shù)字 LED顯示，也可以連接條線圖顯示器或者 64個(gè)獨(dú)立的LED。 下面重點(diǎn)介紹單片機(jī)的抗干擾措施。 AT89S51 的最小系統(tǒng)電路構(gòu)成 ， 數(shù)據(jù)處理部分電路設(shè)計(jì) ， 顯示電路設(shè)計(jì) ， 鍵盤電路設(shè)計(jì) 以及硬件抗干擾措施?，F(xiàn)場(chǎng)保護(hù)完成以后進(jìn)入信號(hào)采樣階段，即執(zhí)行采樣子程序，在采樣完畢后調(diào)用 A/D 轉(zhuǎn)換程序 AD574 將數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)換，其中還包括 A/D 轉(zhuǎn)換的中斷服務(wù)程序。 Display_weight()將濾波后的到得重量信號(hào) sum 轉(zhuǎn)化為十進(jìn)制數(shù)，并逐位發(fā)送到 MAX7219顯示。 因此 采用指令冗余，即在這些指令后面再重復(fù)寫上這些指令 ，即可保證程序的正確流向。 本章小結(jié) 本章主要介紹電子稱重器的可靠性設(shè)計(jì)原則。 25 參考文獻(xiàn) [1] 賴壽宏．微型計(jì)算機(jī)控制 技術(shù) .北京：機(jī)械工業(yè)出版社， [2] 雷麗文 ,朱曉華等．微機(jī)原理與接口技術(shù)．北京：電子工業(yè)出版社， [3] 陳潤(rùn)泰 ,許琨．檢測(cè)技術(shù)與智能儀表．長(zhǎng)沙：中南工業(yè)大學(xué)出版社， 2021 [4] 李軍 ,李賦海．檢測(cè)技術(shù)及儀表．北京：中國(guó)輕工業(yè)出版社， 2021 [5] 于永，戴佳，常江． 51單片機(jī) C語(yǔ)言常用模塊與綜合系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)例精講．北京：電子工業(yè)出版社， [6] 李維平．談電子秤的分度數(shù)與準(zhǔn)確度 .中國(guó)學(xué)術(shù)期刊網(wǎng)， [7] MAX7219 Serially Interfaced,8Digit LED Display Drivers [8] 王俊峰，孟令啟．現(xiàn)代傳感器應(yīng)用技術(shù)．北京：機(jī)械工業(yè)出版社， [9] AD620 中文資料 [10] AD574 中文資料 [11] 劉永勝 ,杜 輝 ,楊媛媛．實(shí)用電子秤．山東大學(xué)． 2021 26 。 24 6 結(jié)束語(yǔ) 電子稱重器是貿(mào)易市場(chǎng)中的常見的稱重計(jì)量?jī)x器。緊接著就需要有軟件設(shè)計(jì)，才能完成電子稱的稱重功能。Display_price()將單價(jià)信號(hào)轉(zhuǎn)化為十進(jìn)制數(shù)，逐位發(fā)到 MAX7219 顯示。 數(shù)據(jù)信號(hào)處理 數(shù)據(jù)經(jīng)過 A/D 轉(zhuǎn)換后還不是 要顯示的信息，還需進(jìn)行處理才能得出所要顯示的數(shù)據(jù)，本次設(shè)計(jì)采用數(shù)字濾波的方法，可以對(duì)頻率很低的信號(hào)濾波，通過 改變數(shù)字濾波程序就可以實(shí)現(xiàn)不同的濾波方法或調(diào)整濾波參數(shù)，比修改模擬濾波 ，先從 P2 口輸出 0x0f，讀入數(shù)據(jù)保存；再?gòu)?P2 口輸出 0xf0，再次讀入數(shù)據(jù)，兩次數(shù)據(jù)相加，即可從所得的數(shù)判斷按下的鍵所在的位置。 4 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 本系統(tǒng)程序使用模塊 化的程序設(shè)計(jì)思想，主程序通過調(diào)用子程序以實(shí)現(xiàn)各部分功能。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。 MAX7219采用 24腳雙列直插式封裝，其引腳 見 圖 35所示。 當(dāng) 此 輸 入端保 持兩個(gè) 機(jī)器周期 (24個(gè)時(shí)鐘 振 蕩 周期 )的高 電平時(shí) ，可以完成復(fù)位操作。晶振的頻率可以在 1MHz 至 24MHz 內(nèi)選擇，電容取 30PF 左右。 AT89S51 具有如下特點(diǎn)： 40 個(gè)引腳， 4k Bytes Flash 片內(nèi)程序存儲(chǔ)器， 128 byt