【文章內(nèi)容簡介】 （） LM317結(jié)構(gòu)圖LM337穩(wěn)壓器是與LM317對應(yīng)的負壓三端可調(diào)集成穩(wěn)壓器，它的工作原理和電路結(jié)構(gòu)與LM317相似。LM系列的特性有：可調(diào)整輸出電壓低到 ；保證 輸出電流；典型線性調(diào)整率 %；典型負載調(diào)整率 %；80dB 紋波抑制比；輸出短路保護；過流、過熱保護；調(diào)整管安全工作區(qū)保護。系統(tǒng)的傳感器部分，傳感器電源的設(shè)計直接影響系統(tǒng)的穩(wěn)定性和精確度。實踐證明，若橋電源采用一級穩(wěn)壓，穩(wěn)壓器采用78系列，稱重誤差為10%，屏幕顯示的稱重數(shù)據(jù)變化較大，各部分之間協(xié)調(diào)性較差。若采用二級穩(wěn)壓，穩(wěn)壓器采用78系列，稱重誤差為3%左右，各部分之間協(xié)調(diào)性較好。由此可見電橋電壓的重要性。經(jīng)反復(fù)試驗發(fā)現(xiàn)，采用差動式電源可將電源的波動部分中和掉，大大提高電橋輸出精度及穩(wěn)定性。另外，系統(tǒng)要求擴大輸出電壓的調(diào)節(jié)范圍，故使用它很不方便。 所以，具體設(shè)計時考慮到運算放大器的放大能力與工作電壓的大小關(guān)系，以及電源芯片的自身優(yōu)勢等因素，最終選用了性價比比較高的LM317和LM337來設(shè)計電源電路，給系統(tǒng)提供正、負電壓，滿足系統(tǒng)正常工作電源的要求。系統(tǒng)硬件的結(jié)構(gòu)框圖如下所示：稱重傳感器 LPSIII濾波電路放大器 AD620A/D轉(zhuǎn)換器 ICL7135AT89S52單片機片外數(shù)據(jù)存儲器62256（32K）鍵盤控制芯片ZZLG728964鍵鍵盤帶有中文字庫的點陣式128x64型的LCDOOCM4X8C數(shù)據(jù)采集部分人機交互界面單片機控制模塊 。部分，不包括系統(tǒng)電源部分 系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)框圖 第三章 系統(tǒng)硬件設(shè)計根據(jù)設(shè)計要求以及系統(tǒng)所需要實現(xiàn)的功能，在設(shè)計系統(tǒng)時可以分成以下幾個部分：單片機控制模塊，前端信號采集、處理、轉(zhuǎn)換模塊，人機接口界面以及系統(tǒng)電源部分（為實現(xiàn)系統(tǒng)超量程與欠量程的報警功能，還擴展了報警電路）。 基于AT89S52的主控電路芯片AT89S52 AT89S52單片機是ATMEL公司新近推出的高檔型AT89S系列單片機中的增強型產(chǎn)品。ATMEL公司是美國20世紀80年代中期成立并發(fā)展起來的半導(dǎo)體公司。該公司的技術(shù)優(yōu)勢在于推出Flash存儲器技術(shù)和高質(zhì)量、高可靠性的生產(chǎn)技術(shù)，它率先將獨特的Flash存儲技術(shù)注入于單片機產(chǎn)品中。其推出的AT89系列單片機，在世界電子技術(shù)行業(yè)中引起了極大的反響，在國內(nèi)也受到廣大用戶歡迎。AT89S52是一個低功耗,高性能CMOS 8位單片機，片內(nèi)含8k Bytes ISP(Insystem programmable)的可反復(fù)擦寫1000次的Flash只讀程序存儲器。器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存儲技術(shù)制造，兼容標準MCS51指令系統(tǒng)及80C51引腳結(jié)構(gòu)。芯片內(nèi)集成了通用8位中央處理器和ISP Flash存儲單元，功能強大的微型計算機的AT89S52可為許多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高性價比的解決方案。 AT89S52具有如下特點：40個引腳，8k Bytes Flash片內(nèi)程序存儲器，256 bytes的隨機存取數(shù)據(jù)存儲器（RAM），32個外部雙向輸入/輸出（I/O）口，5個中斷優(yōu)先級2層中斷嵌套中斷，3個16位可編程定時計數(shù)器，2個全雙工串行通信口，看門狗（WDT）電路，片內(nèi)時鐘振蕩器。此外，AT89S52設(shè)計和配置了振蕩頻率可為0Hz，并可通過軟件設(shè)置省電模式?？臻e模式下，CPU暫停工作，而RAM定時計數(shù)器、串行口、外中斷系統(tǒng)可繼續(xù)工作，掉電模式凍結(jié)振蕩器而保存RAM的數(shù)據(jù)，停止芯片其它功能直至外中斷激活或硬件復(fù)位。同時該芯片還具有PDIP、TQFP和PLCC等三種封裝形式，以適應(yīng)不同產(chǎn)品的需求。主要功能特性見下表： AT89S52功能 兼容MCS51指令系統(tǒng) 8k可反復(fù)擦寫(1000次）ISP Flash ROM 32個雙向I/O口 3個16位可編程定時/計數(shù)器 時鐘頻率033MHz 全雙工UART串行中斷口線 256x8bit內(nèi)部RAM 2個外部中斷源 低功耗空閑和省電模式 中斷喚醒省電模式 3級加密位 看門狗（WDT）電路 軟件設(shè)置空閑和省電功能 靈活的ISP字節(jié)和分頁編程 雙數(shù)據(jù)寄存器指針引腳封裝如下圖所示： AT89S52的引腳圖引腳功能說明：VCC/GND： 電源/接地引腳；Port 0：P0是一個8位漏極開路型雙向I/O端口，端口置1(對端口寫1)時作高阻抗輸入端；P0還可以用作總線方式下的地址數(shù)據(jù)復(fù)用管腳，用來操作外部存儲器。在這種工作模式下，P0口具有內(nèi)部上拉作用。對內(nèi)部Flash程序存儲器編程時，接收指令字節(jié)、校驗程序、輸出指令字節(jié)時，要求外接上拉電阻；Port 1：P1是一個帶有內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/0端口，輸出時可驅(qū)動4個TTL。端口置1時，內(nèi)部上拉電阻將端口拉到高電平，作輸入用； 另外，、()和觸發(fā)輸入()；對內(nèi)部Flash程序存儲器編程時，接收低8位地址信息；Port 2： P2是一個帶有內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/0端口；輸出時可驅(qū)動4個TTL。端口置1時，內(nèi)部上拉電阻將端口拉到高電平，作輸入用； P2口在存取外部存儲器時，可作為高位地址輸出；內(nèi)部Flash程序存儲器編程時，接收高8位地址和控制信息； Port 3： P3是一個帶有內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/0端口，輸出時可驅(qū)動4個TTL。端口置1時，內(nèi)部上拉電阻將端口拉到高電平，作輸入用。 P3引腳功能復(fù)用見下表： P3引腳功能復(fù)用 串行通訊輸入(RXD) 串行通訊輸出(TXD) 外部中斷0( INT0) 外部中斷1(INT1) 定時器0輸入(T0) 定時器1輸入(T1) 外部數(shù)據(jù)存儲器寫選通WR 外部數(shù)據(jù)存儲器寫選通RD RST：在振蕩器運行時，有兩個機器周期(24個振蕩周期)以上的高電平出現(xiàn)在此管腳時，將使單片機復(fù)位。只要這個管腳保持高電平，51芯片便循環(huán)復(fù)位。復(fù)位后P0—P3口均置1，管腳表現(xiàn)為高電平，程序計數(shù)器和特殊功能寄存器SFR全部清零。當(dāng)復(fù)位腳由高電平變?yōu)榈碗娖綍r，芯片為ROM的00H處開始運行程序；XTALXTAL2 ：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，外部振蕩信號應(yīng)直接加到XTAL1，而XTAL2懸空。內(nèi)部方式時，時鐘發(fā)生器對振蕩脈沖二分頻，如晶振為12MHz，時鐘頻率就為6MHz。晶振的頻率可以在1MHz至24MHz內(nèi)選擇，電容取30PF左右。ALE/PROG：訪問外部存儲器時，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器，ALE端仍以不變的頻率輸出脈沖信號(此頻率是振蕩器頻率的1/6)，在訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時，出現(xiàn)一個ALE脈沖； PSEN：該引腳是外部程序存儲器的選通信號輸出端。當(dāng)AT89S52由外部程序存儲器取指令或常數(shù)時，每個機器周期輸出2個脈沖，即兩次有效。但訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時，將不會有脈沖輸出；EA/Vpp：外部訪問允許端。當(dāng)該引腳訪問外部程序存儲器時，應(yīng)輸入低電平。要使AT89S52只訪問外部程序存儲器(地址為0000HFFFFH)， 這時該引腳必須保持低電平； 芯片74LS373鎖存器是具有保存功能的芯片，常用于通過一些引線傳送信號時，保存（記憶）這些引線上在時鐘作用前一時刻出現(xiàn)的地址信息，這種保存地址信息的鎖存器稱為地址鎖存器。74LS373是典型的鎖存器芯片，它是三態(tài)輸出的八位鎖存器。芯片內(nèi)含八個D型觸發(fā)器，其集成電路引腳如下圖： 74LS373的引腳圖 74LS373功能表輸出控制 時鐘端CP數(shù)據(jù)輸入D三態(tài)輸出 0111010000 1高阻態(tài)當(dāng)時鐘端CP=1（高電平）時，Q 端輸出將隨數(shù)據(jù)輸入D而變。當(dāng)CP=0（低電平）時，D觸發(fā)器輸出將鎖存已建立的電平。當(dāng)輸出控制端E=0（低電平）時，將使八個輸出處于正常工作狀態(tài)（高電平或低電平輸出）。當(dāng)E=1（高電平）時，將使鎖存器輸出處于高阻狀態(tài)，從而不多總線加載，即不會影響總線上的數(shù)據(jù)。輸出控制端不影響觸發(fā)器的內(nèi)部鎖存功能，即已有的鎖存數(shù)據(jù)仍然保留，甚至當(dāng)輸出被關(guān)閉，新的數(shù)據(jù)也可被置入。 芯片62256隨機存取存儲器簡稱RAM(Random Access Memory)。使用RAM時既能從任一指定地址讀?。ㄈ〕觯?shù)據(jù)，也能寫入（存入）數(shù)據(jù)，所以又叫讀寫存儲器。它讀、寫方便，但一旦斷電，所存儲的數(shù)據(jù)也隨即丟失，因此不利于數(shù)據(jù)的長期保存。數(shù)據(jù)存儲器用于存儲數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)采集的原始數(shù)據(jù)、運算結(jié)果等，所以外部數(shù)據(jù)存儲器能隨機讀/寫。62256的引腳符號功能如下： 62256功能表引腳符號功能A0～A14地址輸入線D0～D7雙向三態(tài)數(shù)據(jù)線片選信號輸入線，低電平有效讀選通信號輸入線寫選通信號輸入線工作電源+5VGND線路接地 主控電路 ～，其中P1口作為低地址線和數(shù)據(jù)總線復(fù)用，～。，ALE接鎖存器74LS373的使能端。主控電路圖如下： 主控電路圖 基于ICL7135的前端信號處理電路 芯片介紹LPSIII型稱重傳感器LPSⅢ型鋁制稱重傳感器為雙孔懸臂梁形式，是電子計價秤的專用產(chǎn)品，也可用于制造由單只傳感器構(gòu)成的電子案秤，臺秤及專用衡器等。主要技術(shù)指標參考下表： LPSIII型稱重傳感器電氣特性準確度等級C3 額定載荷kg50靈敏度mV/V177。非線性%.177。滯后重復(fù)性蠕變%./30min177。蠕變恢復(fù)零點輸出%.177。1零點溫度系數(shù)%./10℃177。額定輸出溫度系數(shù)輸入電阻Ω415～445輸出電阻Ω349～355絕緣電阻MΩ≥5000供橋電壓V12（DC/AC）溫度補償范圍℃10～+50允許溫度范圍℃20～+60允許過負荷%120極限過負荷%200四角誤差%連接電纜mm300接線方式輸入（+）: 紅 輸入（）:白 輸出（+）:綠 輸出Output（）:藍 屏蔽 : 黃而我們在具體實現(xiàn)采集的模擬量時，出于經(jīng)濟方面的考慮并沒有在系統(tǒng)中采用LPSIII型傳感器，而是直接從系統(tǒng)的電源電路中引出一個毫伏級的電壓作為待采樣的模擬量。 AD620放大器AD620 是一種低耗高精度儀表放大器。僅需一個外接電阻即可得到1～1000范圍內(nèi)的任意增益；～18V的電源電壓；低功耗， ，最大輸入失調(diào)電壓125uV，最大溫