【導(dǎo)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(jī)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(yīng)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(jì)效益的提高。稱重裝置的應(yīng)用已遍及到國。民經(jīng)濟(jì)各領(lǐng)域，取得了顯著的經(jīng)濟(jì)效益。等特點，可在各種環(huán)境工作，重量信號可遠(yuǎn)傳，易于實現(xiàn)重量顯示數(shù)字化，易于與計算機(jī)聯(lián)網(wǎng)，頂尖條碼標(biāo)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】 的增益通過外部電阻設(shè)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 引腳圖如圖 所示 。 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(fù)端 3 腳： 差分輸入正端 4 腳： 電源輸入負(fù)端， 5V 5 腳： 接地端 6 腳： 單端輸出端 7 腳： 電源輸入正端， +5V 河北化工醫(yī)藥職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 27 INA126 具體電路設(shè)計 圖 如圖 所示。 圖 INA126 電路設(shè)計圖 信號轉(zhuǎn)換電路 芯片 LM331 應(yīng)用 一般應(yīng)用于人員不能進(jìn)入或不易進(jìn)入的場合，通過傳感器將被測量轉(zhuǎn)換 為電壓，經(jīng)運(yùn)算放大器放大為 0～ 10V 電壓信號，由 LM331 進(jìn)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(jìn)行 F/V變換為電壓進(jìn)行測量，從而可避免直接導(dǎo)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(bǔ)償能隙基準(zhǔn)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(dá) 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(dá) 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。 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(fù)零晶體管、能隙基準(zhǔn)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(dāng)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(dǎo)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 基于單片機(jī)的電子稱設(shè)計 28 充電。當(dāng)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(fù)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(fù)零晶體管導(dǎo)通，電容 C2 通過復(fù)零晶體管迅速放電；電子開關(guān)使電容 C3 對電阻 R3 放電。當(dāng)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(fù)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。 LM331 電路設(shè)計圖 LM331 電路設(shè)計圖 如圖 所示。 圖 INA126 電路設(shè)計圖 圖 LM331 電路設(shè)計圖 河北化工醫(yī)藥職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 29 第 4章 系統(tǒng)軟件設(shè)計 在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的 開發(fā)中，軟件的設(shè)計是最復(fù)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(fù)雜的情況。如果是機(jī)電一體化的設(shè)計人員，往往需要同時考慮單片機(jī)的軟硬件資源分配。本系統(tǒng)的軟件設(shè)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(shè)計是一件復(fù)雜的工作，為了把復(fù)雜的工作條理化，就要有相應(yīng)的步驟和方法。其步驟可概括為以下三點： （ 1）分析系統(tǒng)控制要求，確定算法：對復(fù)雜的問題進(jìn)行具體的分析，找出合理的計算方法及適當(dāng)?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。 （ 2） 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。 （ 3）編寫程序：根據(jù)程序框圖所表示的算法和步驟，選用適當(dāng)?shù)闹噶钆帕衅饋恚瑯?gòu)成一個有機(jī)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(shè)計方法。結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計是對利用到的控制結(jié)構(gòu)類程序做適當(dāng)?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(fù)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(wù)，本系統(tǒng)的軟件設(shè)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 。 電子稱的軟件設(shè)計與實現(xiàn) 電子稱軟件設(shè)計均采用模塊化設(shè)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(jìn)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。電子計價秤的軟件設(shè)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(jìn)制的單重，單價，總價。設(shè)定 T0 為計數(shù)工作方式， T1 為定時工作方式。其中 R0 為標(biāo)志位寄存器當(dāng)為 OOH 時為 正常顯示方式。當(dāng)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。 基于單片機(jī)的電子稱設(shè)計 30 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?。設(shè)計流程圖如圖 所示。 圖 主程序流程圖 河北化工醫(yī)藥職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 31 子程序設(shè)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(shè)計、鍵盤輸入控制程序設(shè)計及顯示程序設(shè)計等。 V/F 轉(zhuǎn)換啟動及數(shù)據(jù)讀取程序設(shè)計 V/F 轉(zhuǎn) 換子程序主要是指在系統(tǒng)開始運(yùn)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(jī)所涉及到的程序設(shè)計。設(shè)計流程圖 如 圖 所示 。 圖 V/F 信號讀取及處理程序 顯示子程序設(shè)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(shè)計流程圖如圖 所示 。 基于單片機(jī)的電子稱設(shè)計 32 圖 顯示子程序流程圖 鍵盤掃描子程序的設(shè)計 鍵盤電路設(shè)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(yīng)的存儲單元，再進(jìn)行功能選擇或數(shù)據(jù)處理。設(shè)計流程圖如圖 所示 。 圖 鍵盤掃描子程序流程圖 河北化工醫(yī)藥職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 33 結(jié) 論 隨著集成電路和計算機(jī)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(jī)，因其極高的性價比得到廣泛的應(yīng)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(xué)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(shè)計中的半橋電子稱就是在以上儀器的基礎(chǔ)上設(shè)計而成的。因此，只有充分了解有關(guān)智能儀器、單片機(jī)、傳感器以及各部分之間的關(guān)系才能達(dá)到要求。 經(jīng)過幾個月的努力，終于按照畢業(yè)設(shè)計進(jìn)度要求如期完成了實用電子秤控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計任務(wù)。在做畢業(yè)設(shè)計的過程中，雖然碰到了不少的困難，但是在老師的指導(dǎo)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(jī)功能及工作特性，掌握其接口擴(kuò)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(rèn)識。 對鍵盤和顯示器進(jìn)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(shè)計的總體框架。 二、 存在的問題 電子電路的設(shè)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(shè)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(jī)送入報警電路，沒有設(shè)計保護(hù)電路再入單片機(jī)處理后送入報警電路。 沒有擴(kuò)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(jī)（ PC 機(jī)）進(jìn)行通訊，從而將大量的商品數(shù)據(jù)存于上位機(jī)，然后通過串口或并口通訊與電子稱相連，達(dá) 到遠(yuǎn)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(qiáng)，電子秤的精確度有待提高。 這些都為我 今后的學(xué)習(xí)和工作留下了積極的影響 。 基于單片機(jī)的電子稱設(shè)計 34 致 謝 本課題在選題及研究過程中得到各位老師的悉心指導(dǎo)。在老師多次詢問研究進(jìn)程中，為我指點迷津，幫助我開拓研究思路，精心點撥，熱忱鼓勵。老師們一絲不茍的作風(fēng)，嚴(yán)謹(jǐn)求實的態(tài)度，踏踏實實的精神，不儀授我以文，而且 教我做人，雖歷時三載，卻給以終生受益無窮之道。對老師的感激之情是無法用言語表達(dá)的。 通過這次畢業(yè)設(shè)計，使我得到了一次用專業(yè)知識、專業(yè)技能分析和解決問題全面系統(tǒng)的鍛煉。使我在傳感器的基本原理、傳感器的實際應(yīng)用，以及在常用傳感器設(shè)計思路技巧的掌握方面都能向前邁了一人步，為日后成為合格的應(yīng)用型人才打下良好的基礎(chǔ)。我在老師的精心指導(dǎo)和嚴(yán)格要求下，獲得了豐富的理論知識，極大地提高了實踐能力，并對當(dāng)前電了領(lǐng)域的研究狀況和發(fā)展方向有了一定的了解，這對我今后進(jìn)一步學(xué)習(xí)傳感器方面的知識有極人的幫助。在此，我衷心感謝老 師的指導(dǎo)和支持。在未來的工作和學(xué)習(xí)中，我將以更好的成績來回報老師。 在此，我還要感謝在一起愉快的度過人學(xué)生生活的機(jī)電工程系全體老師和同學(xué)門，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。 在論文即將完成之際，我的心情無法平靜，從開始進(jìn)入課題到論文的順利完成，有多少可敬的師長、同學(xué)、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！ 河北化工醫(yī)藥職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 35 參考文獻(xiàn) [1] 宋文續(xù)，揚(yáng)帆 .傳感器與檢測技術(shù) .北京：高等教育出版社， [2] 常健生 .檢測與轉(zhuǎn)換技術(shù) .北京：機(jī)械工業(yè)出版社， [3] 凌志浩 .智能儀表原理與設(shè)計技術(shù) .上海：華東理工大學(xué)出版社， [4] 于永權(quán) .89 系列（ MCS51 兼容） Flash 單片機(jī)原理及應(yīng)用 .北京：電子工業(yè)出版社， 1997 [5] 李朝清 .單片機(jī)原理及接口技術(shù) .北京：北京航空航天大學(xué)出版社， [6] 丁元杰 .單片微機(jī)原理及應(yīng)用 .北京：機(jī)械工業(yè)出版社， [7] 周航慈 .單片機(jī)應(yīng)用程序設(shè)計技術(shù) .北京：北京航空航天大學(xué)出版社， [8] 孫涵芳 .單片機(jī)原理及應(yīng)用（修訂版） .北京：北京航空航天大學(xué)出版社， 1996 年 [9] 何立民 . 單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)選編 (1)(8).北京：北京航空航天大學(xué)出版社， 20xx [10] 于海生 .微型計算機(jī)控制技術(shù) .北京：清華大學(xué)出版社， 1999 年 [11] 閻石 .數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ) .第四版 .北京：高等教育出版社， [12] 《中國集成電路大全》編寫委員會 TTL/CMOS 分冊 國防工業(yè)出版社， 1985 [13] 《中國集成電路大全》編寫委員會 9－ 16 分冊 國防工業(yè)出版社， 1986 [14] 《電子技術(shù)應(yīng)用》，