【文章內(nèi)容簡介】 PT 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。對于 OPT 型和 ROM 型的器件是使用仿 真 器 開發(fā)成功之后燒寫或掩膜芯片；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)。這種方式只需要一臺 PC 機和一個 JTAG 調(diào)試器，而不需要仿真器和編 程 器 。開發(fā)語言有匯編語言和 C 語言。 MSP430FW427 芯片MSP430系列單片機是美國德州儀器( T I ) 推出的一款1 6 位超低功耗的混合信號處理器，其在我國推出的時間也已經(jīng)很久了，它以低功耗著稱，并且將許多模擬電路、數(shù)字電路和微處理器集成在一個芯片上，因此一經(jīng)推出便在我國得到迅速推廣。針對目前普遍使用的51系列單片機局限性，為了很好地滿足控制器的準確性、精確性的要求，采取了一系列措施。首先，考慮系統(tǒng)所接的外部模塊比較多，需要的I/O 口比較多，一般的8 位單片機是不夠用的所以考慮選擇8 位以上的單片機，再者32 位的單片機功能又太過了，不僅I/O 口比較多，而且好多集成的資源用不上都會浪費，所以考慮使用16 位的單片機，而16 位單片機中的TI 公司MSP430 系列的較為成熟，適用于在儀表儀器中使用，而且用在本系統(tǒng)中也正好合適，其次該控制器本身部分集成了12 位的A/D 轉(zhuǎn)換器進行高精度轉(zhuǎn)換，并可采用軟件配置采樣通道，確定采樣序列，保存采樣結(jié)果。用于本系統(tǒng)中進行采樣也比較合適，再次考慮控制器對功能性接口要求較高，而且存在 7 較大數(shù)量的計算任務(wù)?；谝陨系目紤]，選擇了性價比比較高的MSP430FW427 單片機。圖21 MSP430FW427的圖 MSP430FW427 的模數(shù)轉(zhuǎn)換器 ADS1110MSP430FW427內(nèi)嵌模數(shù)轉(zhuǎn)換器模塊，其采樣頻率為每通道200kb/s，可以對生物、機械等傳感器給出的模擬量進行AD轉(zhuǎn)換。內(nèi)置的模數(shù)轉(zhuǎn)換器又由帶有采樣和保持的ADC內(nèi)核、參考電壓發(fā)生器、轉(zhuǎn)換時鐘的選擇和控制電路、采樣與轉(zhuǎn)換時序控制電路4部分組成。采樣系統(tǒng)中數(shù)模轉(zhuǎn)換速度與轉(zhuǎn)換時鐘有密切關(guān)系,利用msp430fw427單片機通用IO口模擬I2C總線擴展16位A/D轉(zhuǎn)換器ads1110完成數(shù)據(jù)采集工作，并把采集到的數(shù)據(jù)顯示到顯示緩沖區(qū)。對于要求精確的轉(zhuǎn)化，則需要穩(wěn)定的轉(zhuǎn)換時鐘信號，因此使用由晶體產(chǎn)生的時鐘信號。為了得到正確可靠的轉(zhuǎn)換，模擬輸入信號必須在采樣期間保持穩(wěn)定，在整個采樣與轉(zhuǎn)換期間，不允許有相鄰的其他通道引腳有數(shù)字信號活躍，這樣可減少對模擬信號轉(zhuǎn)換的干擾，以得到正確的結(jié) 8 果。,精度高。MSP430FW427內(nèi)置模數(shù)轉(zhuǎn)換器有4種轉(zhuǎn)換模式：單通道單次轉(zhuǎn)換、單通道多次轉(zhuǎn)換、多通道單次轉(zhuǎn)換、多通道多次轉(zhuǎn)換。圖22 ADS1110 壓力傳感器 壓力傳感器的選擇壓力傳感器又稱荷重傳感器，考慮到使用地點的重力加速度（g）和空氣浮力（f）的影響后，通過把其中一種被測量（質(zhì)量）轉(zhuǎn)換成另外一種被測量（輸出）來測量質(zhì)量的力傳感器。壓力傳感器由敏感元件、轉(zhuǎn)換元件、后續(xù)處理部分組成，壓力傳感器一般應(yīng)用應(yīng)變片來實現(xiàn)壓力的測量，應(yīng)變片的制造原理是依據(jù)橋式電路，當(dāng)在橋臂上的電阻滿足這樣的條件：R1R3=R2R4時電橋平衡，則輸出的電壓為零，當(dāng)電阻由變化的時候，電橋不平衡，有一定的電壓輸出?？煞譃閱伪垭姌颉㈦p臂電橋、全臂電橋，其輸出的電壓與電阻的變化量成近似的線性變化。應(yīng)變片是很薄的薄片，上表面鑲嵌兩個有電阻絲制成的電阻，同時下表面也有兩個同樣的電阻，在連接上形成橋式電路，當(dāng)應(yīng)變片上沒有壓力是，輸出的電壓為零，當(dāng)有壓力作用時，上邊的電阻變大，下面的電阻變小，電橋不平恒，而且是相同的電阻絲，其電阻的變化量相同，輸出的電壓與電阻的變化量成線性關(guān)系，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。這樣就可以測量出壓力的大小。，考慮到秤臺自重、振動 9 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—。3 系統(tǒng)硬件設(shè)計 電子測重儀系統(tǒng)的構(gòu)成及工作原理電子測重儀電路主要由傳感器電路、調(diào)理電路、顯示電路、電源電路等組成。系統(tǒng)原理方框圖如圖 31 所示。顯示電路調(diào)理電路 MSP430FW427壓力傳感器電 源圖 31 系統(tǒng)原理方框圖系統(tǒng)工作原理：當(dāng)電子測重儀上放上重物時，壓力傳感器把模擬信號傳送到處理器的AD轉(zhuǎn)換器，由AD轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，然后由數(shù)碼管顯示出重物的重量，并顯示在數(shù)碼管上。 電子秤系統(tǒng)壓力傳感器電路系統(tǒng)的壓力傳感器電路如圖32所示。在圖的電路中，傳感器的正端接模數(shù)轉(zhuǎn)換器ADC12內(nèi)部基準電壓的正輸入端Vref+，負端接模數(shù)轉(zhuǎn)換器ADC12內(nèi)部基準電壓負端。在本系統(tǒng)中，通過單片機提供激勵電壓。由于采用這樣的方法，在測量期間或在電子秤工作于待機狀態(tài)的情況下，就可以不用為電橋提供激勵電壓，從而降低功耗。傳感器的電橋電阻為1200歐，電源電壓為3 .V， mA。將橋接傳感器的輸出 10 。圖32 壓力傳感器電路 電子秤系統(tǒng)的顯示電路LED顯示電路如圖34所示。本電路的作用是用來顯示重量、單價及金額。為了保證LED的工作安全，電路中必須加上上拉電阻，上拉電阻電路如圖35所示，通過網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號與LED相連。圖 33 電子秤系統(tǒng)的顯示電路 11 電子測重儀系統(tǒng)的電源電路在單片機應(yīng)用中需要穩(wěn)定的電壓信號，因此必須提供電源電路。如圖36所示為電源電路。圖34 電源電路 小結(jié)本章在上一章的基礎(chǔ)上，結(jié)合電子測重儀系統(tǒng)的基本功能介紹了它的工作流程、硬件組成和工作原理，設(shè)計了壓力傳感器的稱重放大電路、LED顯示電路、鍵盤掃描電路和電源電路。各電路根據(jù)需要連接到MSP430FW427單片機的接口上，就構(gòu)成了一個功能強大的基于MSP430的智能電子秤。 12 4 電子測重儀系統(tǒng)的軟件設(shè)計電子測重儀系統(tǒng)的順利工作，需要合適的軟件來協(xié)調(diào)系統(tǒng)的各個硬件組成部分，根據(jù)電子測重儀系統(tǒng)的工作需要來工作，從而達到特定的功能。本章主要設(shè)計電子測重儀系統(tǒng)的各個硬件組成部分的程序流程圖。 電子測重儀系統(tǒng)的程序總流程圖系統(tǒng)總程序流程圖如圖41所示。系統(tǒng)初始化之后，要順次執(zhí)行壓力傳感器程序、預(yù)處理程序、稱重程序、LED顯示程序。開 始初始化壓力傳感器程序LED 顯示程序稱重程序預(yù)處理程序圖 41 電子秤系統(tǒng)的程序總流程圖 初始化程序流程圖初始化程序流程圖如圖42所示。進入初始化階段，電子測重儀系統(tǒng)的各個部分依次初始化，即依次執(zhí)行壓力傳感器初始化、LED初始化初始化后返回。 13 開 始壓力傳感器初始化LED 初始化返 回圖 42 初始化程序流程圖 壓力傳感器程序流程圖壓力傳感器程序流程圖如圖43所示。這個程序用來啟動ADC轉(zhuǎn)換器，將轉(zhuǎn)換的二進制結(jié)果換算成BCD碼，以便顯示程序和計算程序可以隨時調(diào)用。開始 AD 轉(zhuǎn)換，保存轉(zhuǎn)換結(jié)果將轉(zhuǎn)換結(jié)果換算為BCD 碼并存儲開始返回圖 43 壓力傳感器程序流程圖 小結(jié)本章首先設(shè)計了電子測重儀系統(tǒng)程序的總流程圖，并在系統(tǒng)程序的總流程圖的框架下有序地設(shè)計了初始化程序流程圖、壓力傳感器程序流程圖、預(yù)處理程序流程圖、稱重計價程序流程圖、鍵盤程序流程圖、LED程序流程圖，并就各個部分的主要功能作了進一步的介紹和說明。 14 結(jié)論電子測重儀是一種在實際工作和生活中經(jīng)常用到的電子測量器具。本文主要介紹了數(shù)字電子秤的硬件電路結(jié)構(gòu)及其中的原理。所設(shè)計的電子秤具有基本稱重、鍵盤輸入、計算價格、顯示、置零、清除、去皮功能。電子秤的測量范，測量精度達到 。首先用傳感器把重量轉(zhuǎn)換成電壓信號，再將電壓信號放大輸入A/D轉(zhuǎn)換，利用A/D轉(zhuǎn)換工具將模擬信號轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號，將得到的數(shù)字信號傳送至單片機，通過程序?qū)π盘栠M行處理，實現(xiàn)稱重功能，然后將重量與鍵盤輸入單價相乘計算出總價，并將重量和價格用LED顯示出來。隨著電子秤系統(tǒng)相關(guān)技術(shù)的不斷完善，數(shù)字化、智能化、小型化的電子秤必將為人們的生活帶