【文章內容簡介】 。對外接電容 C C2雖然沒有十分嚴格的要求 ,但電容容量的大小會輕微影響振蕩頻率的高低、振蕩器工作的穩(wěn)定性、起振的難易程度及溫度穩(wěn)定性。如果使用石英晶體 ,電容應該使用30pF? 10pF。 還可以使用外部時鐘。這種情況下 ,外部時鐘脈沖接 XTAL1 端 ,即內部時鐘發(fā)生器的輸入端 , XTAL2 應懸空。 由于外部時鐘信號是通過一個 2 分頻觸發(fā)器后作為內部時鐘信號的 ,所以外部時鐘信 號的占空比沒有特殊要求 ,但最小高電平持續(xù)時間和最大低電平持續(xù)時間應符合產(chǎn)品技術條件的要求。 AT89S52 的主要性能參數(shù) 與 MCS51 單片機產(chǎn)品兼容 8K 字節(jié)在系統(tǒng)可編程 Flash 存儲器 1000 次擦寫周期 全靜態(tài)操作： 0Hz～ 33Hz 三級加密程序存儲器 32 個可編程 I/O 口線 三個 16 位定時器 /計數(shù)器 傳感器與檢測技術綜合課程設計 八個中斷源 全雙工 UART 串行通道 低功耗空閑和掉電模式 l掉電后中斷可喚醒 l看 門狗定時器 1雙數(shù)據(jù)指針 l掉電標識符 單片機硬件接口接口 與顯示模塊接口 P0： 接顯示模塊的 D0D7 數(shù)據(jù) /指令輸入端， 接 LCD 的控制端，控制顯示模塊的數(shù)據(jù)刷新等操作。 與 AD轉換器接口 接 AD 轉換器的片選 /CS、轉換時鐘 CLK、數(shù)據(jù)輸出 DO 端，單片機通過片選和時鐘控制轉換器的數(shù)模轉換，經(jīng)過 DO獲取轉換結果。 與鍵盤接口 單片機的 P1 口接行列式鍵盤，其中 作為行掃描接口， 作為鍵盤的列掃描接口。 與報警模塊接口 作為報警模塊的輸入連接接口，控制報警器的開關，報警器開時蜂鳴器會發(fā)出提示音， LED 會被點亮。 單片機接口圖如下： 傳感器與檢測技術綜合課程設計 )( 43 421 1 RR RRR RE ????))(( 4321 4231 RRRR RRRRE ?? ??3421 RRRR ? 傳感器 電阻應變式傳感器是一種利用電阻應變效應，將各種力學量轉換為電信號的結構型傳感器。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，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感器。 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。電阻應變片把機械應變信號轉換為△ R/R 后，由于應 變量及相應電阻變化一般都很微小，難以直接精確測量，且不便處理。因此，要采用轉換電路把應變片的△ R/R 變化轉換成電壓或電流變化。其轉換電路常用測量電橋。 直流電橋的特點是信號不會受各元件和導線的分布電感及電容的影響，抗干擾能力強，但因機械應變的輸出信號小，要求用高增益和高穩(wěn)定性的放大器放大。 下圖為一直流供電的平衡電阻電橋， inE 接直流電源 E： 圖 傳感器結構原理圖 當電橋輸出端接無窮大負載電阻時，可視輸出端為開路，此時直流電橋稱為電壓橋， 即只有電壓輸出。 當忽略電源的內阻時，由分壓原理有： ADABBDo uuuu ??? = （ ） 當滿足條件 R1R3=R2R4 時，即 （ ） 傳感器與檢測技術綜合課程設計 ? ?? ?? ?)()()()( )()( 22 RRRRRRRR ERRRRuo ?????????? ??????ERR???ou =0，即電橋平衡。式（ ）稱平衡條件。 應變片測量電橋在測量前使電橋平衡，從而使測量時電橋輸出電壓只與應變片感受的應變所引起的電阻變化有關。 若差動工作，即 R1=R△ R,R2=R+△ R,R3=R△ R， R4=R+△ R,按式 （ ） ，則電橋輸出為 Ek?? () 應變片式傳感器有如下特點： （ 1）應用和測量范圍廣，應變片可制成各種機械量傳感器。 （ 2）分辨力和靈敏度高，精度較高。 （ 3）結構輕小，對試 件影響小， 對復雜環(huán)境適應性強，可在高溫、高壓、強磁場等特殊環(huán)境中使用，頻率響應好。 （ 4）商品化，使用方便，便于實現(xiàn)遠距離、自動化測量。 通過以上對傳感器的比較分析，最終選擇了第三種方案。題目要求稱重范圍 0～ ，重量誤差不大于 ? ，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 —— 。我們選擇的是 LPSIII 型傳感器，量程 20Kg，精度為 %，滿量程時誤差 ? ，完全滿足本系統(tǒng)的精度要求。 經(jīng)由傳感器或敏感元件轉換后輸出的信號一般電平較低；經(jīng)由電橋等電路變換后的信號亦難以直接用來顯示、記錄、控制或進行 A/D 轉換。為此，測量電路中常設有模擬放大環(huán)節(jié)。這一環(huán)節(jié)目前主要依靠由集成運算放大器的基本元件構成具有各種特性的放大器來完成。 放大器的輸入信號一般是由傳感器輸出的。傳感器的輸出信號不僅電平低，內阻高，還常伴有較高的共模電壓。因此，一般對放大器有如下一些要求： 輸入阻抗應遠大于信號源 內阻。否則，放大器的負載效應會使所測電壓造成偏差。 抗共模電壓干擾能力強。 在預定的頻帶寬度內有穩(wěn)定準確的增益、良好的線性，輸入漂移和噪聲應足夠小以保證要求的信噪比。從而保證放大器輸出性能穩(wěn)定。 能附加一些適應特定要求的電路。如放大器增益的外接電阻調整、方便準確的量程切換、極性自動變換等。 我們考慮了以下幾種方案： 方案一 利用普通低溫漂運算放大器構成多級放大器。 普通低溫漂運算放大器構成多級放大器會引入大量噪聲。由于 A/D 轉換器需要很高的精傳感器與檢測技術綜合課程設計 度，所以幾毫伏的干擾信號就會直接影響最后的測量精度。 所以，此種方案不宜采用。 方案二 由高精度低漂移運算放大器構成差動放大器。 差動放大器具有高輸入阻抗，增益高的特點，可以利用普通運放 (如 OP07)做成一個差動放大器，如下圖所示： 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。 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 可以調節(jié)輸出零點，最后一級可以用于微調放大倍數(shù)，使輸出滿足滿量程要求。輸出級為反向放大器，所以輸出電阻不是很大，比較符合應用要求。 缺點：此電路要求 R R4 相等，誤差將會影響輸出精度，難度較大。實際測量，每一級運放都會引入較大噪聲，對精度影響較大。 方案三 采用專用儀表放大器，如： AD620， INA126 等。 此類芯片內部采用差動輸入，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。 以 AD620 為例，內部結構如下圖所示： 圖 AD620的內部等效圖 傳感器與檢測技術綜合課程設計 RgVVi ininG ????)21)(( RgRVV inin ??? ??))(21(12 ?? ?????? ininO VVRgRUV)( ?? ?? inin OV VV UA)21( RgR???接口如下圖所示： 圖 AD620的接口圖 電路的工作原理： A A2 工作在負反饋狀態(tài)，其反向輸入端的電壓與同相輸入端的電壓相等。即 Rg 兩端的電壓分別為 Vin+、 Vin。因此 （ ） 設圖中電阻 R1=R2=R，則 A