【導讀】發(fā)展，我們對其要求操作方便、易于識別。隨著計量技術(shù)和電子技術(shù)的發(fā)展，傳統(tǒng)純機械結(jié)構(gòu)。速、方便、顯示直觀等諸多優(yōu)點而受到人們的青睞。電子秤向提高精度和降低成本方向發(fā)展的。趨勢引起了對低成本、高性能模擬信號處理器件需求的增加。通過分析近年來電子衡器產(chǎn)品的。發(fā)展情況及國內(nèi)外市場的需求，電子衡器總的發(fā)展趨勢是小型化、模塊化、集成化、智能化；息和非控制信息并重的“智能化”功能；其應用性能趨向于綜合性和組合性。內(nèi)外貿(mào)易等各個領(lǐng)域，與人民的生活緊密相連。電子秤是電子衡器中的一種，衡器是國家法定。水平的高低，將直接影響各行各業(yè)的現(xiàn)代化水平和社會經(jīng)濟效益的提高。稱重裝置的應用已遍及到國。民經(jīng)濟各領(lǐng)域，取得了顯著的經(jīng)濟效益。等特點，可在各種環(huán)境工作，重量信號可遠傳，易于實現(xiàn)重量顯示數(shù)字化，易于與計算機聯(lián)網(wǎng)，頂尖條碼標簽稱有著許多卓越的特點，以太網(wǎng)功能使管。其中數(shù)據(jù)采集模塊由壓力傳感器、信號的前級處理和V/F轉(zhuǎn)換部分組成。

　　

【正文】 時， ALE 只有在執(zhí)行 MOVX， MOVC 指令是 ALE 才起作用。另外，該 引腳被略微拉高。如果微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài) ALE 禁止，置位無效。 /PSEN：外部程序存儲器的選通信號。在由外部程序存儲器取指期間，每個機器周期兩次/PSEN 有效。但在訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時，這兩次有效的 /PSEN 信號將不出現(xiàn)。 /EA/VPP：當 /EA 保持低電平時，則在 此期間外部程序存儲器（ 0000HFFFFH），不管是否有內(nèi)部程序存儲器。注意加密方式 1 時， /EA 將內(nèi)部鎖定為 RESET；當 /EA 端保持高電平時，此間內(nèi)部程序存儲器。在 FLASH 編程期間，此引腳也用于施加 12V編程電源（ VPP）。 XTAL1：反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時鐘工作電路的輸入。 XTAL2：來自反向振蕩器的輸出 [11]。 電路具體設計 圖 AT89C51 最小系統(tǒng)電路圖 信號放大電路 芯片 INA126 簡介 INA126 是精密低噪聲差分信 號采集儀表放大器，內(nèi)部采用兩個運放設計，使之具有非常低的靜態(tài)電流 (175 μ A) 和有很寬電源供電范圍 (177。1. 35 ～ 177。 18V) ，可用于便攜式儀表和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。 INA126 的增益通過外部電阻設置，增益范圍從 5V/V to 10000V/V 。激光平衡輸入電路提供低偏移電壓、低溫漂偏移電壓和良好的共模抑制比。 INA126 特點及引腳說明 （ 1） INA126 器件特點： 低靜態(tài)電流： 175 μ A/chan 寬電壓范圍： 177。 to 177。 18V 低偏移 電壓： 250 μ V max 低溫度漂移： 3 μ V/ 176。 C max 低噪聲： 35nV/ √ Hz 低輸入偏移電流： 35nV/ √ Hz INA126 引腳圖如下 圖 INA126 引腳圖 （ 2）引腳說明 8 腳：接電位器，控制放大倍數(shù) 2 腳： 差分輸入負端 3 腳： 差分輸入正端 4 腳： 電源輸入負端， 5V 5 腳： 接地端 6 腳： 單端輸出端 7 腳： 電源輸入正端， +5V 具體電路設計 圖 INA126 電路設計圖 信號轉(zhuǎn)換電路 芯片 LM331 應用 一般應用于人員不能進入或不易進入的場合，通過傳感器將被測量轉(zhuǎn)換 為電壓，經(jīng)運算放大器放大為 0～ 10V電壓信號，由 LM331 進行 V/F 變換為脈沖信號，通過長雙絞線傳輸?shù)綔y量室，在測量室內(nèi)通過光電耦合器轉(zhuǎn)換為幅度穩(wěn)定的脈沖電壓，此脈沖電壓再經(jīng) LM331 進行 F/V 變換為電壓進行測量，從而可避免直接導線連接到測量室而造成的線路衰減或干擾，提 高測量精度。 LM331 功能介紹 V/F 變換和 F/V 變換采用集成塊 LM331， LM331 是美國 NS 公司生 產(chǎn)的 性能價格比較高的集成芯片，可用作精密頻率電壓轉(zhuǎn)換器用。 LM331 采用了新的溫度補償能隙基準電路，在整個工作溫度范圍內(nèi)和低到 電源電壓下都有極高的精度。同時它動態(tài)范圍寬，可達 100dB；線性度好，最大非線性失真小于 ％，工作頻率低到 時尚有較好的線性；變換精度高，數(shù)字分辨率可達 12 位；外接電路簡單，只需接入幾個外部元件就可方便構(gòu)成 V/F 或 F/V 等變換電路，并且容易保證轉(zhuǎn)換精度。 圖 LM331 組成的電壓頻率變換電路 LM331 內(nèi)部由輸入比較器、定時比較器、 R－ S 觸發(fā)器、輸出驅(qū)動、復零晶體管、能隙基準電路和電流開關(guān)等部分組成。輸出驅(qū)動管采用集電極開路形式，因而可以通過選擇邏輯電流和外接電阻，靈活改變輸出脈沖的邏輯電平，以適配 TTL、 DTL 和 CMOS 等不同的邏輯電路。 當輸入端 Vi＋輸入一正電壓時，輸入比較器輸出高電平，使 R－ S 觸發(fā)器置位，輸出高電平，輸出驅(qū)動管導通，輸出端 f0 為邏輯低電平，同時電源 Vcc 也通過電阻 R2 對電容 C2 充電。當電容 C2 兩端充電電壓大于 Vcc 的 2/3 時，定時比較器輸出一高電平，使 R－ S 觸發(fā)器復位，輸出低電平，輸出驅(qū)動管截止，輸出端 f0 為邏輯高電平，同時，復零晶體管導通，電容 C2 通過復零晶體管迅速放電；電子開關(guān)使電容 C3 對電阻 R3 放電。當電容 C3 放電電壓等于輸入電壓 Vi 時，輸入比較器再次輸出高電平，使 R－ S 觸發(fā)器置位，如此反復循環(huán)，構(gòu)成自激振蕩。輸出脈沖頻率 f0 與輸入電壓 Vi 成正比，從而實現(xiàn)了電壓－頻率變換 [18]。 具體電路設計 圖 INA126 電路設計圖 本章小結(jié) 本章主要是介紹硬件具體方面，首先通過 需求的分析，根據(jù)電路的要求，構(gòu)想相關(guān)的功能模塊，確定 此次設計主要的硬件模塊有放大模塊、電壓頻率轉(zhuǎn)化模塊、單片機控制模塊及人機交接模塊。本章針對這些模塊的主要芯片做了簡單介紹，了解的其芯片的功能及應用，并且介紹了本次項目的具體電路設計。 第 4章 系統(tǒng)軟件設計 在單片機應用系統(tǒng)的開發(fā)中，軟件的設計是最復雜和困難的，大部分情況下工作量都較大，特別是對那些控制系統(tǒng)比較復雜的情況。如果是機電一體化的設計人員，往 往需要同時考慮單片機的軟硬件資源分配。本系統(tǒng)的軟件設計主要分為系統(tǒng)初始化、按鍵、顯示處理及信號頻率輸入處理。 程序設計是一件復雜的工作，為了把復雜的工作條理化，就要有相應的步驟和方法。其步驟可概括為以下三點： ⑴ 分析系統(tǒng)控制要求，確定算法：對復雜的問題進行具體的分析，找出合理的計算方法及適當?shù)臄?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，從而確定編寫程序的步驟。這是能否編制出高質(zhì)量程序的關(guān)鍵。 ⑵ 根據(jù)算法畫流程圖：畫程序框圖可以把算法和解題步驟逐步具體化，以減少出錯的可能性。 ⑶編寫程序：根據(jù)程序框圖所表示的算法和步驟，選用適當?shù)闹噶钆帕?起來，構(gòu)成一個有機的整體，即程序。 程序數(shù)據(jù)的一種理想方法是結(jié)構(gòu)化程序設計方法。結(jié)構(gòu)化程序設計是對利用到的控制結(jié)構(gòu)類程序做適當?shù)南拗?，特別是限制轉(zhuǎn)向語句 (或指令 )的使用，從而控制了程序的復雜性，力求程序的上、下文順序與執(zhí)行流程保持一致性，使程序易讀易理解，減少邏輯錯誤和易于修改、調(diào)試。根據(jù)系統(tǒng)的控制任務，本系統(tǒng)的軟件設計主要由主程序、初始化程序、顯示子程序、數(shù)據(jù)采集子程序和延時程序等組成 。 C 語言在單片機中的應用 C 語言是一種通用的計算機程序設計語言，在國際上非常流行。它既可以用來編寫計算機的系統(tǒng) 程序，也可以用來編寫一般的應用程序。以前計算機的系統(tǒng)軟件主要用匯編語言編寫，單片機應用系統(tǒng)更是如此。 C 語言是當前最流行的程序設計語言，它像其它高級語言一樣，面向用戶，面向解題的過程，編程者不必熟悉具體的計算機內(nèi)部結(jié)構(gòu)和指令； C 語言又像匯編語言一樣，可以對機器硬件進行操作。如進行端口 I， 0 操作、位操作、地址操作，并可內(nèi)嵌匯編指令，將匯編指令當作它的語句一樣。我們知道，匯編語言將涉及計算機硬件，所以 C 語言又像低級語言一樣，可以對計算機硬件進行控制，因此人們把它稱為介于高級語言與低級語言之間的一種中級語言。正是因 為 C 語言具有這樣的特性，所以很適合編寫要對硬件進行操作的軟件程序。本文采用 C 語言進行編寫．因為此系統(tǒng)軟件比較，其存儲量較大，因此必須應用 C 語言編程了 [9]。 電子稱的軟件設計與實現(xiàn) 電子稱軟件設計均采用模塊化設計，整個程序包括主程序、定時中斷程序、 INTO 中斷程序按鍵程序、數(shù)據(jù)處理子程序 (雙字節(jié)乘法、二一十進制轉(zhuǎn)換程序及逆轉(zhuǎn)換程序 )、 LCD 十六位液晶靜態(tài)顯示子程序等模塊。所有程序均采用 C 匯編語言編寫。電子計價秤的軟件設計思路說明如下：主程序的作用為程序初始化，計算單價木單重 (單價和單重分別在定時中斷 程序和 INT0外部中斷程序中獲得 )，并時時顯示十進制的單重，單價，總價。設定 T0 為計數(shù)工作方式， T1為定時工作方式。其中 R0 為標志位寄存器當為 OOH 時為正常顯示方式。當為 01H 時為累計顯示方式，在 T1 定時中斷程序中。一秒鐘采樣物料重量 (已轉(zhuǎn)成脈沖頻率 )，并賦值重量計算 RAM區(qū)和顯示 RAM 區(qū)。在 INTO 外部中斷程序中，采樣單價并賦值單價計算。 主程序流程圖 主程序流程圖給出了系統(tǒng)工作的基本過程，描述了信號的基本流向，起到一個向?qū)У淖饔谩? 圖 主程序流程圖 子程序設計 系統(tǒng)子程 序主要包括 A/D 轉(zhuǎn)換啟動及數(shù)據(jù)讀取程序設計、鍵盤輸入控制程序設計及顯示程序設計等。 V/F 轉(zhuǎn)換啟動及數(shù)據(jù)讀取程序設計 V/F 轉(zhuǎn)換子程序主要是指在系統(tǒng)開始運行時，把稱重傳感器傳遞過來的模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號并傳遞到單片機所涉及到的程序設計。設計流程圖 如下圖所示。 圖 V/F 信號讀取及處理程序 顯示子程序設計 顯示子程序主要是來判斷是否需要顯示 ,以及如何去顯示 ,也是十分重要的程序之一。設計流程圖如圖所示。 圖 顯示子程序 流程圖 鍵盤掃描子程序的設計 鍵盤電路設計成 4X4 矩陣式，在程序中可以先判斷按鍵編碼，然后根據(jù)編碼將鍵盤代表的數(shù)值送到相應的存儲單元，再進行功能選擇或數(shù)據(jù)處理。設計流程圖如圖所示。 圖 鍵盤掃描子程序流程圖 本章小結(jié) 本章主要介紹的是本次設計的軟件部分，畫出了軟件的主程序流程圖及部分子程序流程圖。 結(jié) 論 隨著集成電路和計算機技術(shù)的迅速發(fā)展，使電子儀器的整體水平發(fā)生巨大變化，傳統(tǒng)的儀器逐步的被智能儀器所取代。智能儀器的核心部件是單片機，因其極高的性價比得到廣泛的應用 與發(fā)展，從而加快了智能儀器的發(fā)展。而傳感器作為測控系統(tǒng)中對象信息的入口，越來越受到人們的關(guān)注。傳感器好比人體 “五官 ”的工程模擬物，它是一種能將特定的被測量信息（物理量、化學量、生物量等）按一定規(guī)律轉(zhuǎn)換成某種可用信號輸出的器件或裝置本次設計中的半橋電子稱就是在以上儀器的基礎上設計而成的。因此，只有充分了解有關(guān)智能儀器、單片機、傳感器以及各部分之間的關(guān)系才能達到要求。 經(jīng)過幾個月的努力，終于按照畢業(yè)設計進度要求如期完成了實用電子秤控制系統(tǒng)的硬件設計任務。在做畢業(yè)設計的過程中，雖然碰到了不少的困難，但是在老師的指 導以及自己的努力下，終于取得了一定成果。 一、 主要工作及結(jié)論 熟悉 AT89C51 單片機功能及工作特性，掌握其接口擴展方法。 通過對數(shù)據(jù)采集的分析，了解了各種傳感器、放大器及 A/D 轉(zhuǎn)換器和 V/F 轉(zhuǎn)化器對信號的轉(zhuǎn)換、傳輸有了更深的認識。 對鍵盤和顯示器進行選型比較，得出各種型號優(yōu)劣比。 采用面向?qū)ο蟮乃枷?，分層次、分模塊構(gòu)建設計的總體框架。 二、 存在的問題 電子電路的設計中對各種影響因素的考慮不夠完全，比如在對過電壓情況的處理中未作防范措施。 系統(tǒng)設計不夠優(yōu)化，有待改善。比如系統(tǒng)的超 量程信號直接由單片機送入報警電路，沒有設計保護電路再入單片機處理后送入報警電路。 沒有擴展更多電路，如日歷時鐘電路、通訊接口電路等。日歷時鐘電路可以顯示購貨日期，通訊接口電路 可以與上位機（ PC 機）進行通訊，從而將大量的商品數(shù)據(jù)存于上位機，然后通過串口或并口通訊與電子稱相連，達 到遠距離控制的目的。 對各種實用芯片價格了解不夠，選擇上任有欠缺，如所選的稱重傳感器價格較貴。 動手能力不強，電子秤的精確度有待提高。 這些都為我 今后的學習和工作留下了積極的影響 。