【導讀】能較齊全的自動稱重系統(tǒng)進行設(shè)計。隨著自動化和管理現(xiàn)代化的進展，自動在線稱。重，快速動態(tài)稱重在整個稱重系統(tǒng)中有了很大的發(fā)展。因此，進一步采用新技術(shù)，最重要的是，該自動稱重系統(tǒng)還可以隨時對資料庫進行訪問和查詢。第二階段由步進電機帶動細螺旋推進器。進料，可看成是細調(diào)過程，使實際重量等于要求的額定重量。本稱重系統(tǒng)采用單片機AT89C51為控制核心，實現(xiàn)稱重儀的基本控制功能。擬器、信號的前級處理和雙積分A/D轉(zhuǎn)換部分組成。放大器INA121和抗工頻干擾能力較強的雙積分A/D轉(zhuǎn)換器MC14433。強，便于應(yīng)用于工業(yè)上。

　　

【正文】 干擾竄入系統(tǒng)的渠道有三種，即空間干擾，過程干擾，和供電系統(tǒng)的污染。一般常用的抗干擾措施有合理布置電源、屏蔽干擾源、隔離、濾波、接地等。 任何電源及輸 電線路都存在內(nèi)阻，這些內(nèi)阻就會引起電源的噪聲干擾。由于電源是整個系統(tǒng)運行的基礎(chǔ)，并且危害最嚴重的干擾源是電源的污染。電源性能的好壞在很大程度上將直接影響整個系統(tǒng)的可靠運行。由于工業(yè)控制計算機的電源都接自電網(wǎng)，故由于現(xiàn)場的用電情況復雜。如電網(wǎng)電壓不穩(wěn)定，對計算機系統(tǒng)造成很大的干擾，干擾微機系統(tǒng)的正常工作，因此，系統(tǒng)選用帶恒溫的高精度基準的電源，并對此電源的輸出電源進行預(yù)穩(wěn)壓，這樣有效的保證了系統(tǒng)的抗干擾能力和 A/D 轉(zhuǎn)換精度。 蘇州科技學院天平學院本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 26 空間干擾主要是指電磁場在線路、導線、殼體上的輻射、吸收與調(diào) 制。對外來的空間干擾，主要的措施是屏蔽用金屬殼體，并將機殼接地，起封閉金屬罩的作用，對共膜干擾有較強的抑制作用，在布線時，注意模擬地和數(shù)字地分開，最后經(jīng)一點接入大地。將電源布置的盡可能粗，并使電源、地線的走向與數(shù)據(jù)傳遞方向盡可能一致，以增強抗噪聲能力。 總的來說，該方案設(shè)計的稱重控制系統(tǒng)，電路簡單，成本較低，工作可靠；并且該自動稱重系統(tǒng)還實現(xiàn)了可視化，其界面直觀，便于使用，從而杜絕不真實計量現(xiàn)象，維護企業(yè)和客戶的利益。 本章小結(jié) 本章對可能影響系統(tǒng)精確度的因素進行分析，并相繼的提出提高系統(tǒng)精確度的方 法，這樣才能最好的解決系統(tǒng)精度低的問題。 蘇州科技學院天平學院本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 27 第 6 章 設(shè)計方案評價 此次系統(tǒng)以單片機 AT89C51 為控制部件，稱重儀模擬信號為輸入信號 ,通過前級放大器 ,雙積分 A/D 轉(zhuǎn)換器 ,把轉(zhuǎn)換后的 BCD 碼送入 AT89C51 中進行數(shù)據(jù)處理 ,最后在數(shù)碼管上顯示 .系統(tǒng)的精度基本達到了要求。 硬件部分設(shè)計評價 本設(shè)計硬件具有簡單化，且可靠性強等優(yōu)點；但由于實驗室提供的電容精度不夠高以及各種干擾對整個系統(tǒng)的影響，導致了系統(tǒng)具有一定的浮動誤差，若把放大模塊中的電容換成高精度的電容以及增強系統(tǒng)本身的抗干擾能力，系統(tǒng)的精度也必然 會提高。 軟件部分設(shè)計評價 本次軟件設(shè)計我們采用模塊化編程，思路清晰，使程序簡潔、可移植性強。但是在程序編寫方面，沒有對系統(tǒng)進行具體的優(yōu)化。這就需要我們針對所選硬件外設(shè)對系統(tǒng)進行詳細的優(yōu)化工作，確保工藝控制的最優(yōu)化。 本設(shè)計的目的不僅僅是溫度控制本身，主要提供了單片機外圍電路及軟件包括控制算法設(shè)計的思想，應(yīng)該說，這種思想比控制系統(tǒng)本身更為重要。 本章小結(jié) 本章主要對整個系統(tǒng)設(shè)計方案進行分析評價，并最終使自己更好的了解自己所做設(shè)計的優(yōu)缺利弊，從而使自己更好的學習一些基于單片機方面的知識。蘇州科技學院天平學院本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 28 結(jié) 論 乳粉包裝自動稱重系統(tǒng)實現(xiàn)了自動的原理，也就是在系統(tǒng)中應(yīng)用電動機、單片機、還有內(nèi)部程序的共同作用，使乳粉從落粉槽中落下，在各種內(nèi)部結(jié)構(gòu)的控制下，看一袋乳粉的重量是否達到預(yù)期的重量，如果達到則通過傳送帶傳送出去進行下一袋乳粉的自動稱重；否則將次品袋作丟棄處理。此過程中重量的調(diào)節(jié)有粗調(diào)和細調(diào)，分別有兩臺電動機及內(nèi)部程序控制完成。步進電機實現(xiàn)粗調(diào)的目的，當乳粉的重量接近預(yù)期重量的時候，就要停止步進電機的運行轉(zhuǎn)為用異步電機實現(xiàn)細調(diào)的階段，直到一袋乳粉的重量等于我們想要的重量為止。 本設(shè)計的任務(wù)是設(shè)計一種稱重控制 系統(tǒng)，究其實質(zhì)是一個嵌入式應(yīng)用軟件的開發(fā)。通過了解現(xiàn)階段各個領(lǐng)域中稱重控制系統(tǒng)的應(yīng)用方案以及使用場合，國內(nèi)外嵌入式發(fā)展的現(xiàn)狀，對比各種嵌入式處理器的性能和結(jié)構(gòu)，最終選擇了基于 C51 單片機的嵌入式控制系統(tǒng)。 本文采用單片機 AT89C51 性價比高，硬件設(shè)計簡潔，整個控制系統(tǒng)通過設(shè)置的參數(shù)，根據(jù)單片機自動修正啟動稱重控制裝置，調(diào)整滿足現(xiàn)場需要，同時可通過數(shù)碼顯示，清楚的觀測到稱重值，超過限定值進行中斷處理。此套裝置實施方便、可靠。 要完成一個好的設(shè)計方案，需要對用戶提出的需求有一個清楚的認識，針對用戶的需求指定 系統(tǒng)硬件外設(shè)和編寫程序，并且細化程序，使軟件最大程度地發(fā)揮系統(tǒng)功能。信息時代的高速發(fā)展使得嵌入式產(chǎn)品獲得了巨大的發(fā)展空間和機遇，相信在未來的發(fā)展中，會有越來越多的行業(yè)、越來越廣泛的場合使用嵌入式設(shè)備，使嵌入式產(chǎn)品得到長足的發(fā)展。 蘇州科技學院天平學院本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 29 致 謝 本次設(shè)計是在我的導師李澤的親切關(guān)懷和悉心指導下完成的。她嚴肅的科學態(tài)度，嚴謹?shù)闹螌W精神，精益求精的工作作風，深深地感染和激勵著我。從課題的選擇到項目的最終完成，李老師都始終給予我細心的指導和不懈的支持。兩年多來，學院的很多老師不僅在學業(yè)上給我以精心指導，同時還在思想、生 活上給我以無微不至的關(guān)懷，在此謹向李老師及其他老師致以誠摯的謝意和崇高的敬意。 在此，我還要感謝在一起愉快的度過大學四年求學生活的電氣 0722 各位同學們，正是由于你們的幫助和支持，我才能克服一個一個的困難和疑惑，直至本文的順利完成。特別感謝我的舍友們，他們對本課題做了不少工作，給予我不少的幫助。 在論文即將完成之際，我的心情無法平靜，從開始進入課題到論文的順利完成，有多少可敬的師長、同學、朋友給了我無言的幫助，在這里請接受我誠摯的謝意！最后我還要感謝培養(yǎng)我長大含辛茹苦的父母，謝謝你們！ 蘇州科技學院天平學院本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 30 參 考 文 獻 1 周航慈 .單片機應(yīng)用程序設(shè)計技術(shù) .北京航空航天大學出版社 ,2020. 2 李朝青 .單片機原理及接口技術(shù) .1999,209～ 210. 3 陳龍三 .8051單片機 C語言控制與應(yīng)用 .1999. 4 薛棟梁 .單片機原理與應(yīng)用 .2020,254～ 265. 5 王瓊 .單片機原理及應(yīng)用實驗教程 .合肥工業(yè)大學出版社 ,2020. 6 馮建華 .單片機應(yīng)用的系統(tǒng)設(shè)計與產(chǎn)品開發(fā) .人民郵電出版社 ,2020. 7 劉悅 .單片機在智能充電器中的應(yīng)用 .1999,22(6):725～ 729. 8 金燕 .門式起重機用電子吊秤 系統(tǒng)的設(shè)計 .2020,18(5):55～ 58. 9 霍愛清 .基于 89C51單片機的遠程數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的設(shè)計 .2020,18(6):10～ 12. 10 閻石 .數(shù)字電子枝術(shù)基礎(chǔ) .1995. 11 沈紅衛(wèi) .基于單片機的智能系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn) .電子工業(yè)出版社 ,2020. 12 聶毅 .宏匯編語言程序設(shè)計教程 .電子工業(yè)出版社 ,1998. 13 楊文龍 .單片機原理及應(yīng)用 .1998. 14 薛鈞義 .MCS－ 51／ 96系列單片機微型計算機及其應(yīng)用 .1997. 15 高金峰 .帶通訊接口的電子稱重系統(tǒng) .1998. 16 龔光華 .單片機認識與實踐 .北京航空航天大學出版社 ,2020. 17 趙茂泰 .智能儀器原理及應(yīng)用（第 2版） .電子工業(yè)出版社 ,2020. 18 馬忠梅 .單片機的 C語言應(yīng)用程序設(shè)計 (第三版 ).2020. 19 劉悅 .單片機在智能充電器中的應(yīng)用 .四川師范大學學報 .（ 6） :725～ 729. 20 王幸之 .單片機應(yīng)用系統(tǒng)抗干擾技術(shù) .北京航空航天大學出版社 ,2020. 蘇州科技學院天平學院本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 31 附錄 A 譯文 單片機的歷史 1971 年十一月，一家名為英特爾的公司公開推出了世界上第一個單芯片微處理器，英特爾 4004（美國專利＃ 3821715），這是由英特爾的工程師 Mazor 費德里科Faggin，特德 Hoff 和斯坦發(fā)明的。在發(fā)明了 集成電路 這一革命性的電腦設(shè)計后，電腦芯片愈來愈小的趨勢開始顯現(xiàn)出來。 英特爾 4004 芯片通過將所有的電腦系統(tǒng)（即中央處理單元，存儲器，輸入和輸出控制）都集中在一塊集成電板上而使電腦芯片越來越小。 這些也都使得人類對非生命性物質(zhì)的智能化處理成為了可能。 英 特爾的歷史 1968 年， 正在為 Fairchild 半導體公司工作的 鮑勃諾伊斯和戈登摩爾 兩個工程師工作的并不快樂，因此他們準備離開公司去創(chuàng)造屬于他們自己的公司，而當時Fairchild 的許多員工也都紛紛離開公司去尋求更好的出路。 諾伊斯和摩爾人喜歡被昵稱為 ―Fairchildren‖。 鮑勃 ?諾伊斯自己寫了一網(wǎng)頁關(guān)于他想要創(chuàng)辦的新公司的構(gòu)思，而這些 構(gòu)思也足已說服舊金山風險資本家羅克參與到諾伊斯和摩爾的新公司創(chuàng)建中。而事實上羅克在不到兩天內(nèi)就賺了 $250 萬美元。 一個芯片是否能具有 12 種功能 1969 年年底，一位來自日本的潛在客戶 Busi 預(yù)定了 12 種特制的電腦芯片。 而這些具有鍵盤掃描，顯示控制，打印機控制及其他功能的芯片都被運用在Busi 制造的計算器。 雖然英特爾沒有適合做這項工作的人才，但他們確能提出一個關(guān)于這項工作的解決方案。 英特爾工程師泰德霍夫覺得英特爾可以制作出具有 12 項功能的芯片。 最終英特爾和 Busi 在共同資助新的可編 程，多用途邏輯芯片上達成了協(xié)議。 蘇州科技學院天平學院本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 32 作為新型芯片的程序編寫員，費德里科 Faggin 領(lǐng)導了這個新型芯片設(shè)計團隊，當然泰德霍夫和斯坦 Mazor 也在這個團隊中。 九個月后，一項革命性的成果誕生了，它填補了之前芯片的一些不足之處。 巧妙的是，英特爾決定以 40046 萬美元回購 Busi 的設(shè)計和銷售權(quán)。 次年Busi 變破產(chǎn)了，他們生產(chǎn)的產(chǎn)品從未使用過 4004 芯片。 英特爾又提出了一個聰明的市場營銷計劃，以鼓勵促進 4004 芯片的應(yīng)用開發(fā)，這也使得 4004 芯片在幾個月之內(nèi)便得到了人們的廣泛使用。 英特爾 4004 微處 理器 4004 是世界上第一個通用的微處理器。 在 60 年代后期，許多科學家曾討論過微型計算機的可能性，但幾乎所有人都認為，集成電路技術(shù)還沒有到達這一成熟地步。但英特爾的 Ted Hoff 的并不這樣認為，他認為新的硅門控 MOS 技術(shù)可以使單芯片 CPU（中央處理單元）的制造成為可能，因此他也就成為史上有這前衛(wèi)意識的第一人。 霍夫和英特爾開發(fā)團隊在一個只有 4 毫米長 3 毫米寬的電腦內(nèi)部安裝了超過2300 個的晶體管。 憑借其 4 位 CPU，命令寄存器，譯碼器，解碼控制，控制的機器的命令和臨時登記的監(jiān)測， 4004 是一個一個小的發(fā)明 啦！ 今天的 64 位微處理器仍然是基于類似的設(shè)計，微處理器仍然是最復雜的大規(guī)模生產(chǎn)的產(chǎn)品，它機內(nèi)超過550 萬個晶體管，并進行著每秒超過幾億次的計算量，而且這種微處理器肯定會更新淘汰的很快。 單片機構(gòu)架 他的 NVIDIA nForce 媒體與通訊處理器（ MCP）為桌面提供了先進的技術(shù)和無與倫比的性能，移動和專業(yè)系統(tǒng)，并繼續(xù)在平臺技術(shù) NVIDIA 傳統(tǒng)的行業(yè)處于領(lǐng)先地位。 ? 降低延遲： 比于相同的功能雙芯片，單芯片 NVIDIA 架構(gòu)提供了一種固有的性能優(yōu)勢相。 除了整體延遲降低， NVIDIA nForce MCP 也顯著 提高者設(shè)備的吞吐量。 極快的專用 HyperTransport 連接讓與 CPU 的 NVIDIA MCP 的通信速度高達，保證了充足的系統(tǒng)帶寬。 當多個設(shè)備同時運行或用于支持高帶寬設(shè)備時，這種技術(shù)是十分有利的。 蘇州科技學院天平學院本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 33 ? 設(shè)計效率： 相比于目前市場上現(xiàn)有的 微米的產(chǎn)品， NVIDIA 公司推出的單芯片架構(gòu)采用 微米工藝技術(shù)。 該技術(shù)提供了與眾不同的效果和集成功能：簡化了電路板布局和更多的功能空間板和附加芯片組，并降低了功耗和消耗的熱量，簡化了庫存管理和成本。 ? 先進的技術(shù)特點： 內(nèi)建的 NVIDIA RAID 技 術(shù)，提供了優(yōu)化的系統(tǒng)的性能。 NVIDIA 公司提供了用于解決臺式機和工作站的性能的最好解決方案。 此外，處理器的 NVIDIA nForce 解決方案提供了支持最新圖片的功能。 AVR 單片機 關(guān)于這方面最好的例子便是 AVR 單片機了。 AVR 內(nèi)核具有豐富的指令集和 32 個通用工作寄存器。所有的寄存器都直接與算邏單元 (ALU) 相連接，使得一條指令可以在一個時鐘周期內(nèi)同時訪問兩個獨立的寄存器。這種結(jié)構(gòu)大大提高了代碼效率，并且具有比普通的 CISC 微控制器最高至 10 倍的數(shù)據(jù)吞吐率。 ATmega8 有如下特點 :8K 字節(jié)的系統(tǒng)內(nèi)可編程 Flash( 具有同時讀寫的能力，即 RWW)， 512 字節(jié) EEPROM， 1K 字節(jié) SRAM， 32 個通用 I/O 口線， 32 個通用工作寄存器，三個具有比較模式的靈活的定時器 / 計數(shù)器 (T/C), 片內(nèi) / 外中斷，可編程串行 USART，面向字節(jié)的兩線串行接口， 10 位 6 路 (8 路為 TQFP 與 MLF 封裝 )ADC，具有片內(nèi)振蕩器的可編程看門狗定時器，一個 SPI 串行端口，以及五種可以通過軟件進行選擇的省電模式。工作于空閑模式時 CPU 停止工作，而 SRAM、 T/C、 SPI 端口以及中斷系統(tǒng)繼續(xù)工作；掉電模式時晶體振蕩器停止振蕩，所有功能除了中斷和硬件復位之外都停止工作；在省電模式下，異步定時器繼續(xù)運行，允許用戶保持一個時間基準，而其余功能模塊處于休眠狀態(tài)； ADC 噪聲抑制模式時終止 CP