【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 難以直接精確測(cè)量，又不便直接處理。因此，必須采用轉(zhuǎn)換電路，把應(yīng)變計(jì)的 ΔR/R 變化轉(zhuǎn)換成電壓或電流變化，但是這個(gè)電壓或電流信號(hào)很小，需要增加增益放大電路來(lái)把這個(gè)電壓或電流信號(hào)轉(zhuǎn)換成可以被 A/D 轉(zhuǎn)換芯片接收的信號(hào)。在前級(jí)處理電路部分，基于電子秤的要求精確度不是很高，選擇由普通放大器所組成的差動(dòng)放大器作為本設(shè)計(jì)的信號(hào)放大電路；差動(dòng)放大器具有高輸入阻抗，增益高的特點(diǎn)，可以利用普通運(yùn)放(如 LM324)做成一個(gè)差動(dòng)放大器。其設(shè)計(jì)電路如下圖：基于單片機(jī)的電子秤的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)8圖 22 利用普通運(yùn)放設(shè)計(jì)的差動(dòng)放大器。 A/D 轉(zhuǎn)換器的選擇A/D 轉(zhuǎn)換部分是整個(gè)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵，這一部分處理不好，會(huì)使得整個(gè)設(shè)計(jì)毫無(wú)意義。目前，世界上有多種類型的 ADC，有傳統(tǒng)的并行、逐次逼近型、積分型 ADC，也有近年來(lái)新發(fā)展起來(lái)的∑Δ 型和流水線型 ADC，多種類型的 ADC 各有其優(yōu)缺點(diǎn)并能滿足不同的具體應(yīng)用要求。 根據(jù)系統(tǒng)的精度要求以及綜合的分析其優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)，本設(shè)計(jì)采用了12 位 A/D 轉(zhuǎn)換器 ADC0832。ADC0832 為 8 位分辨率 A/D 轉(zhuǎn)換芯片，其最高分辨可達(dá) 256 級(jí)，可以適應(yīng)一般的模擬量轉(zhuǎn)換要求。其內(nèi)部電源輸入與參考電壓的復(fù)用，使得芯片的模擬電壓輸入在 0~5V 之間。芯片轉(zhuǎn)換時(shí)間僅為 32μS，據(jù)有雙數(shù)據(jù)輸出可作為數(shù)據(jù)校驗(yàn)，以減少數(shù)據(jù)誤差，轉(zhuǎn)換速度快且穩(wěn)定性能強(qiáng)。獨(dú)立的芯片使能輸入，使多器件掛接和處理器控制變的更加方便。通過(guò) DI 數(shù)據(jù)輸入端，可以輕易的實(shí)現(xiàn)通道功能的選擇。ADC0832 的實(shí)物圖如下圖 24 所示：圖 24 ADC0832 實(shí)物 鍵盤處理部分方案論證由于電子秤需要設(shè)置單價(jià)（十個(gè)數(shù)字鍵，一個(gè)小數(shù)點(diǎn)） ，總共需設(shè)置15 個(gè)鍵（包括一個(gè)清零鍵、去皮鍵、單價(jià)鍵和一個(gè)確認(rèn)鍵） 。本設(shè)計(jì)采用矩陣式鍵盤：矩陣式鍵盤的特點(diǎn)是把檢測(cè)線分成兩組，一組為行線，一組列線，按鍵放在行線和列線的交叉點(diǎn)上。圖 25 給出基于單片機(jī)的電子秤的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)9了一個(gè) 44 的矩陣鍵盤結(jié)構(gòu)的鍵盤接口電路，圖中的每一個(gè)按鍵都通過(guò)不同的行線和列線與主機(jī)相連這。44 矩陣式鍵盤共可以安裝 16 個(gè)鍵，但只需要 8 條測(cè)試線。當(dāng)鍵盤的數(shù)量大于 8 時(shí)，一般都采用矩陣式鍵盤。結(jié)合本設(shè)計(jì)的實(shí)際要求，采用 44 矩陣式鍵盤。圖 25 矩陣式鍵盤 顯示電路部分的選擇數(shù)據(jù)顯示是電子秤的一項(xiàng)重要功能，是人機(jī)交換的主要組成部分，它可以將測(cè)量電路測(cè)得的數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)微處理器處理后直觀的顯示出來(lái)。本次設(shè)計(jì)選用 LED 數(shù)碼管顯示 超量程報(bào)警部分選擇智能儀器一般都具有報(bào)警功能，報(bào)警主要用于系統(tǒng)運(yùn)行出錯(cuò)、當(dāng)測(cè)量的數(shù)據(jù)超過(guò)儀表量程或者是超過(guò)用戶設(shè)置的上下限時(shí)為提醒用戶而設(shè)置。在本系統(tǒng)中，設(shè)置報(bào)警的目的就是在超出電子秤測(cè)量范圍以及總價(jià)不能正常顯示時(shí)，發(fā)出聲光報(bào)警信號(hào)，提示用戶，防止損壞儀器。超限報(bào)警電路是由單片機(jī)的 I/O 口來(lái)控制的，當(dāng)稱重物體重量超過(guò)系統(tǒng)設(shè)計(jì)所允許的重量，通過(guò)程序使單片機(jī)的 I/O 值為低電平，從而三極管導(dǎo)通，使蜂鳴器 SPEAKER 發(fā)出報(bào)警聲，同時(shí)使連接報(bào)警燈的 I/O 置為低電平，則發(fā)光二極管導(dǎo)通，二極管發(fā)光。在設(shè)計(jì)過(guò)程中一定得注意發(fā)光二極管的極性，否則，發(fā)光二級(jí)管是不會(huì)正常發(fā)光。 電源模塊方案選型基于單片機(jī)的電子秤的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)10為 了 使 稱 重 儀 的 供 電 方 便 ， 這 里 把 電 源 設(shè) 計(jì) 成 用 220V 的 交 流 電 經(jīng) 過(guò) 變壓 器 后 輸 出 177。9 的 電 壓 ， 經(jīng) 整 流 濾 波 電 路 后 ， 通 過(guò) LM7805 和 LM7905進(jìn) 行 DC/DC 變 換 得 到 177。5V 供 壓 力 傳 感 器 器 和 系 統(tǒng) 的 其 他 芯 片 使 用基于單片機(jī)的電子秤的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)11第三章 硬件電路設(shè)計(jì)根據(jù)設(shè)計(jì)要求與設(shè)計(jì)思路，此電路由一塊 AT89S52 單片機(jī)、復(fù)位電路、時(shí)鐘電路、12864LCD 顯示器、蜂鳴器及 LED 燈報(bào)警電路、CZAF602壓力傳感電路。硬件設(shè)計(jì)框圖如下：復(fù) 位 電 路壓 力 傳 感 器 電 路聲 光 報(bào) 警 電 路L C D 顯 示 器 接 口時(shí) 鐘 電 路A T 8 9 S 5 2單 片 機(jī)圖 31 硬件電路設(shè)計(jì)框圖在本系統(tǒng)中用于稱量的主要器件是稱重傳感器（一次變換元件） ，稱重傳感器在受到壓力或拉力時(shí)會(huì)產(chǎn)生電信號(hào)，受到不同壓力或拉力是產(chǎn)生的電信號(hào)也隨著變化，而且力與電信號(hào)的關(guān)系一般為線性關(guān)系。由于傳感器輸出的為模擬信號(hào)，所以需要對(duì)其進(jìn)行 A/D 轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)以便單片機(jī)接收，因此電路中需要用進(jìn)行 A/D 轉(zhuǎn)換。又由于本設(shè)計(jì)采用的是CZAF602 電阻應(yīng)變式壓力傳感器，其輸出電壓為 2mv 左右不能夠使單片機(jī)和 AD 轉(zhuǎn)換器正常工作，因此需要設(shè)計(jì)放大電路來(lái)使 ADC0832 的輸入電壓達(dá)到 2v 左右，放大電路的增益應(yīng)為 的電信號(hào)計(jì)算出物體的重量。在本系統(tǒng)中，硬件電路的構(gòu)成主要有以下幾部分： AT89S52 的最小系統(tǒng)構(gòu)成、數(shù)據(jù)采集、人機(jī)交換電路等。 AT89S52 的最小系統(tǒng)電路 單片機(jī)芯片 AT89S52 介紹AT89S52 是一種帶 8K 字節(jié) FLASH 存儲(chǔ)器（FPEROM—Flash Programmable and Erasable Read Only Memory）的低電壓、高性能CMOS 8 位微處理器，俗稱單片機(jī)。單片機(jī)的可擦除只讀存儲(chǔ)器可以反復(fù)基于單片機(jī)的電子秤的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)12擦除 1000 次。該器件使用 Atmel 公司高密度非易失性存儲(chǔ)器技術(shù)制造，與工業(yè) 80C51 產(chǎn)品指令和引腳完全兼容。片上 Flash 允許程序存儲(chǔ)器在系統(tǒng)可編程，亦適于常規(guī)編程器。在單芯片上，擁有靈巧的 8 位 CPU 和在系統(tǒng)可編程 Flash，使得 AT89S52 為眾多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高靈活、超有效的解決方案。AT89S52 具有以下標(biāo)準(zhǔn)功能：8k 字節(jié)Flash，256 字節(jié) RAM，32 位 I/O 口線，看門狗定時(shí)器，2 個(gè)數(shù)據(jù)指針，三個(gè) 16 位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器，一個(gè) 6 向量 2 級(jí)中斷結(jié)構(gòu)，全雙工串行口，片內(nèi)晶振及時(shí)鐘電路。另外，AT89S52 可降至 0Hz 靜態(tài)邏輯操作，支持2 種軟件可選擇節(jié)電模式?？臻e模式下，CPU 停止工作，允許 RAM、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器、串口、中斷繼續(xù)工作。掉電保護(hù)方式下，RAM 內(nèi)容被保存，振蕩器被凍結(jié)，單片機(jī)一切工作停止，直到下一個(gè)中斷或硬件復(fù)位為止。 AT89S52 的最小系統(tǒng)電路構(gòu)成AT89S52 單片機(jī)的最小系統(tǒng)由時(shí)鐘電路、復(fù)位電路、電源電路及單片機(jī)構(gòu)成。單片機(jī)的時(shí)鐘信號(hào)用來(lái)提供單片機(jī)片內(nèi)各種操作的時(shí)間基準(zhǔn)，復(fù)位操作則使單片機(jī)的片內(nèi)電路初始化，使單片機(jī)從一種確定的初態(tài)開(kāi)始運(yùn)行。單片機(jī)的時(shí)鐘信號(hào)通常用兩種電路形式得