【導讀】鉛膏視密度參數直。接關系到其使用壽命與可靠性。鉛膏視密度的檢測主要是靠人工取樣進行稱重測。量，大大降低了生產效率，存在一定的滯后性。主要控制芯片為STC89C52單片機，用壓力傳感器收集數據，結合A/D. 轉換器、液晶顯示128*64制作出了一種高精度的鉛膏視密度檢測儀器。矩陣鍵盤模塊進行控制，非常方便，用液晶顯示器顯示結果。本設計檢測精度高、測量速度快，解決了人工測量引起的誤差，提高了生產效率。

　　

【正文】 集合了使能端與數據端的作用。當數 HX711 無法進行輸出數據時，管腳 DOUT 輸出高電平，此時時鐘輸入信號 PD_SCK 需保持低電平以避免造成通訊混亂。當DOUT 從高電平變低電平表示數據轉換完成， STC89C52 可以從中讀取數據了。單片機檢測到 DOUT 低電平保持一段時間后就可以開始讀數，此時 PD_SCK 輸入 24 個時鐘脈沖， DOUT 從高 到低逐次輸出各位數據。在第每個時鐘脈沖的高電平期間 HX711 輸出 24 位數據的一位，直至第 24 位逐次輸出完成。一個輸出周期過后 DOUT 會保持為高電平一直到下個輸出周期。數據輸出完成后是對下一次增益的選擇，通過接著脈沖輸入的個數來控制，一共選擇 3 種 (一個脈沖數A 通道 128 增益，二個脈沖個數 B 通道 64 增益，三個脈沖數 A 通道 32 增益 )，選擇完成后 PD_SCK 應保持低電平直至下個輸出周期。 完成一次通訊，為了確保采集數據的準確性，需要進行多次采集數據，在實際編寫時需要多次調用該函數來獲取多組數據。其中從 A 通道采集的數 據是測量信號，而從 B 通道采集的數據是電源參數檢測信號。 (4)數據處理 為了得到真實的結果，對數據的處理時，主程序設計上采用了取多次數據求平均值的方法，在數據處理期間需要對采集數據進行篩，剔除明顯錯誤的數據， 23 此外而且使用了依據 B通道的數據對實際電壓與電壓設定值的差值進行一定糾而補償由電壓變化帶來的誤差。 (5)結果顯示 使用 LCD1286 為主要顯示途徑，二極管為輔助輸出的方式輸出數據。由于有正負極兩個標準所以在，其中二極管主要是標示結果是偏高還是偏低，而LCD1286 是顯示具體測量結果。 通過 PSB 的高低 電平選擇 12864 并行通訊。先是 RS 置高電平，等待一會兒后 R/W 由高變低準備開始數據傳輸，如可以傳輸則使能端 e 由低變高開始數據傳輸，數據寫完后各電平恢復，將想要顯示在的行的首地址輸入 LCD12864。延遲一段時間后，當需要輸出字符對應的數據準備好后 RS 置低電平， R/W 由高變低準備開始數據傳輸，如可以傳輸則使能端 e 由低變高開始數據傳輸。數據寫完后各電平恢復。將要輸出的字符對應數據輸入 LCD12864。 擴展程序設計 在中斷中擴展了設計的基本功能，提供了基本的稱重功能，查詢當天測量的有限次數的結果，以及不 合格產品調整的反饋。中斷中主要包含了以下的塊。 (1)鍵盤掃描 (2)稱重功能 (3)提供修改方案 由于在實際生產中往往不會一次就可以達到預期的目標，需要對他進行不調整。當鉛膏視密度不合格時，可以由工人輸入在接下來的加工中所需要添加的各部分材料的配比（該表可以通過經驗總結出來）與該次樣本的總生產量來求出需要添加材料的具體量。當需要使用該功能時再打開功能擴展鍵后打開該功能鍵，先輸入總生產量，再依次輸入材料與配比，輸入完成后關閉功能鍵。單片機得出結果后，衣格式輸出結果。 （ 4）查詢功能 在實際情況中可能會對以往 測量結果進行查詢，設計提供了可查有限次數的結果查詢。 24 HX711 輸出參數的確定 本節(jié)主要為軟件部分，主要完成了顯示模塊的初始化和清零過程，闡述了系統(tǒng)對數據的采集與處理。在設計時為了計算視密度需要確定壓力和參考電壓與A/D 輸出量的對應關系。對系統(tǒng)系進行了以下測試： （ 1） 對壓力的定標 在硬件接線上先使用 5v 穩(wěn)壓電源，并斷開 B 通道，檢查電路接線無誤后。將調試程序 1 燒寫至 C52，后就可進行對壓力的定標調試。準備完成后，在應變片上衣次按 20g 遞加從 0 到 5Kg 添加砝碼，逐次對應記錄在顯示屏上的數據，得到數據后由最小 二乘法計算出對應的線性關系。 （ 2） 對參考電壓的定標 在硬件上斷開 A通道并使用 10v穩(wěn)壓電源串聯(lián)兩個變阻箱分壓后作為電源使用進行電壓參數的定標，將調試程序 2 燒寫至 C52，后就可進行對電壓參數的定標調試。調試時，調節(jié)變阻箱，使接入的電源電壓從 4V 到 6V按每次 的電壓遞加，并逐次對應記錄顯示屏上的數據，由最小二乘法計算出對應線性關系。 由于線性對應的關系，通過測試后就可得到 HX711 的兩個輸出通道輸出數據與實際情況的對應關系，進而可以 準確計算出視密度。 小結 軟件設計實現了基本功能和簡單的擴展功能。在基本 的視密度檢測功能中，對數據的處理完全按照實際測量的要求進行的編寫，而且設置了多種程序對可能出現的問題進行識別并剔除。在擴展功能中，修正建議可以減去不必要的計算，查詢可以對合膏中各階段視密度進行有效地記錄。 25 5 總結 當前鉛膏視密度的測量方法一般是用振動臺取樣，再用托盤天平測量質量，最后計算視密度。使用天平，使得測量數據較多，測量步驟較多，導致了出錯的可能性較大，而且計算量大。 為了解決，目前在鉛膏生產過程中對視密度檢測過于復雜的問題，而做了本設計。 本設計有以下特點：在硬件方面，主要解決了系統(tǒng)的電源，信號的 測量、放大、 A/D、 MUC 等的選型與接線構成系統(tǒng)的硬件構為后續(xù)的軟件設計提供了硬件支持與基礎。硬件設計方面具有結構簡單、成本低廉、操作簡單等優(yōu)點。由于使用的都是市場上常用的電子器件，價格便宜，易于購買和使用。在測量的時候使用天平操作繁瑣，出現人為誤差的可能性較大；但使用該設計進行測量可以很好的簡化操作的步驟，并可以盡可能減少人為錯誤。 在軟件設計方面，該設計在擁有基本測量功能后，進行了一些功能的擴展，擁有了查詢，反饋建議等功能。使得對測量結果的處理更為方便，可以進一步減少工作量。 本設計采用了以 STC89C52 單片機為控制芯片，用壓力傳感器收集數據，結合 A/D 轉換器、液晶顯示 128*64 制作出了一種高精度的視密度測量儀器。解決了在鉛膏視密度測量中對樣品視密度測量是使用普通測量儀器操作繁瑣，減少了測量時候的技術量，從而可以很好的避免了人共計算時可能出現的錯誤。 總體上來說，本設計檢測精度高、測量速度快，解決了人工測量引起的誤差，提高了生產效率。 26 參考文獻 [1] 趙玉剛 ,邱東 .傳感器基礎 [M].北京 :中國林業(yè)出版社 ,20xx. [2] 吳玉林 ,方鵬斌 ,嚴黎華 .簡易數字電子秤的設計 [J].咸寧學院學報 ,20xx,30(12):1112. [3] 江杭軍 ,朱型存 ,施燁凱等 . 基于單片機數字式智能電子熱量稱的設計 [J]. 電子世界 , 20xx, (17):138138. [4] 楊小華 ,呂新民 ,楊兵力等 .基于單片機控制的清選試驗臺監(jiān)控系統(tǒng) [J].微計算機信息 , 20xx, 23(8):128129. [5] 黎云漢 .光電傳感自動計數儀控制系統(tǒng)的設計 [J].湘潭大學自然科學學報 ,20xx, 32(2):7074. [7] 謝為成 ,揚加國 .單片機原理與應用及 C51 程序設計 [M].北京 :清華大學出版社 ,20xx. [8] 沈紅衛(wèi) .基于單片機的智能系統(tǒng)設計與實現 [M].北京：電子工業(yè)出版社 ,20xx. [9] 劉樂善 .微型計算機接口技術原理及應用 [M].武漢 :華中理工大學出版社 ,1996. [10] G. Chen , Y. Wang,G. Wu. Frequency domain identification of flexible structure with the resistance strain gauge sensor. Intelligent Control and Automation, 20xx. WCICA World Congress [C],20xx. [11] . Petra , K. Manor M. Mammoth. Nanotechnology Applications for Chemical and Biological Sensors[J].Defense Science Journal,20xx,58(5):636649. [12] 段晨東 ,? 瑩 ,張文革等 .單片機原理及接口技術 [M].北京 :清華大學出版社 ,20xx. [13] 馬斌 .單片機原理 及應用 C 語言程序設計與實現 [M].北京 :人民郵電出版社 ,20xx. [14] 戴逸松 .微弱信號檢測方法及儀器 [M].北京 :國防工業(yè)出版社 ,1994. [15] 吳祥晨 ,吳煬杰 ,王柳煙 . 電阻應變片測量電路的靈敏度研究與誤差分析 [J]. 電子制作 , 20xx, (3):3969. [16] 王洋洋 ,金曉龍 ,郭斌 .基于 STC89C51 單片機的棉花重量采集系統(tǒng)的設計與實現 [J].電腦與電信 , 20xx, (10):2425. 27 附 錄 圖 1 系統(tǒng)總體接線框圖 28 致 謝 轉眼間大學生涯就要結束，我即將 走向社會，踏入工作崗位。在這段論文設計的時間里，我收獲很多，我查閱了很多與設計有關的書籍和文獻，重新學習了A/D 及 D/A 轉換和 C 語言方面的知識，同時對單片機有了更深的了解，使我進一步的掌握了學過的認識。 在論文完成的這段時間，我要感謝很多人，感謝我的指導老師，同學，還有家人。在我遇到不懂得問題時，老師給了我細心的指導，同學給了我熱心的幫助，家人給了我鼓勵，使我順利的完成了論文，在這里我要向他們表達由衷的感謝。同時，我的論文還有一些瑕疵，望各位老師同學能夠給予指正。