【導(dǎo)讀】中型商場、物流配送中心。電子秤在結(jié)構(gòu)和原理上取代了以杠桿平衡為原。相比傳統(tǒng)的機(jī)械式稱量工具，電子秤具有稱量。工作原理、結(jié)構(gòu)和材料上都是全新的計(jì)量衡器。電子稱量裝置電子秤、電。睞，所以電子秤替代機(jī)械秤是發(fā)展的趨勢。而目前市場上電子秤產(chǎn)品的整。產(chǎn)品的開發(fā)能力，產(chǎn)品質(zhì)量在低水平徘徊。因此，有針對性地開發(fā)出一套。統(tǒng)在應(yīng)用中的不足之處，具有現(xiàn)實(shí)意義。置敏感傳感器作為稱重傳感器的電子稱電路計(jì)。我們選用了TI公司的。成數(shù)據(jù)采集、運(yùn)算、顯示及控制等工作。

　　

【正文】 和 REFON這兩個控制位來控制。當(dāng)這 2位全復(fù)位時， A/D完全關(guān)閉，但 ADCl2的寄存器不受影響，可在任何時間訪問及修改。下面詳細(xì)介紹 ADC的使用方法并給出部分應(yīng) 用例程 [8]。 報(bào)警電路的設(shè)計(jì) Q1P N PL S 1S P E A K E RV C CP 1 .6231 圖 37 報(bào)警電路圖 當(dāng)電路檢測到稱重的物體超過儀器的測量限制時，將產(chǎn)生一個信號給報(bào)警電路。使報(bào)警電路報(bào)警從而提醒工作人員注意， 超限報(bào)警電路如圖 37 所示 。 它是有 MSP430F135 的 口來控制的，當(dāng)超過設(shè)置的重量時（ 1000g），通過程序使 口值為高電平，從而使三極管導(dǎo)通，報(bào)警電路接通，使蜂鳴器 SPEAKER 發(fā)出報(bào)警聲，這一任務(wù)的實(shí)現(xiàn)主要靠程序來完成，在此不再贅述。 本章小結(jié) 本章就系統(tǒng)的設(shè)計(jì)理念及所設(shè)計(jì)的系統(tǒng)組成框圖進(jìn)行了簡要闡述。簡要說明 了系統(tǒng)各個組成部分的分工及大致完成的功能。就系統(tǒng)的MSP430F135 單片機(jī)的特點(diǎn)和數(shù)據(jù)采集部分進(jìn)行了主要說明。 哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 21 第 4 章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 程序設(shè)計(jì)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(diǎn)： （ 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(jì)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?，?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(jì)方法。結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)是對利用到的控制結(jié)構(gòu)類程序做適當(dāng)?shù)南拗?，從而控制了程序的?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(jì)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。 主程序設(shè)計(jì) 主程序模 塊主要完成編程芯片的初始化及按需要調(diào)用各模塊（子程序），在系統(tǒng)初始化過程中，將系統(tǒng)設(shè)置成 1000g 量程，并寫 1000g 量程標(biāo)志。 設(shè)計(jì)流程圖如圖 41 所示。 子程序設(shè)計(jì) 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(jì)、鍵盤輸入控制程序設(shè)計(jì)、顯示程序設(shè)計(jì)、以及中斷程序設(shè)計(jì)等。 哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 22 圖 41 系統(tǒng)主程序流程圖 A/D 轉(zhuǎn)換啟動及數(shù)據(jù)讀取程序設(shè)計(jì) A/D 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(jì)。設(shè)計(jì)流程圖如圖 42 所示。 開始 LCD 初始化 初始化 中斷初始化 數(shù)據(jù)初始化 調(diào)用 A/D 轉(zhuǎn)換子程序 調(diào)用顯示模塊 數(shù)據(jù)是否變化 Y 是否達(dá)到極限？ Y 調(diào)用報(bào)警子程序 N 哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 23 圖 42 A/D 轉(zhuǎn)換啟動及 數(shù)據(jù)程序流程圖 圖 43 顯示子程序流程圖 開始 啟動 A/D 轉(zhuǎn)換 A/D 轉(zhuǎn)換是否完 成？ N 數(shù)據(jù)存儲 Y A/D 初始化 結(jié)束 開始 初始化（寫指令、寫時序） 寫數(shù)據(jù) 結(jié)束 哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 24 顯示子程序設(shè)計(jì) 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。而顯示子程序是其他程序所需要調(diào)用的程序之一，因此，顯示子程序的設(shè)計(jì)就顯得舉足輕重，設(shè)計(jì)的時候也要十分的小心和賣力。設(shè)計(jì)顯示子程序的流程圖如圖 43 所示 。 報(bào)警子程序的設(shè)計(jì) 由于要求要鍵盤設(shè)定閾值，所以要求有報(bào)警電路，報(bào)警電路可以有聲報(bào)警也可有光報(bào)警，將設(shè)定的閾值與實(shí)時顯示的值進(jìn)行比較，如果設(shè)定值小于實(shí)時顯示的值，則將 置為 1，將發(fā)光二極管點(diǎn)亮，或使蜂鳴器發(fā)出聲音。這就需要一段比較程序以及一小段置 1 清 0 程序。 如圖 44 所示 。 報(bào)警程序的設(shè)計(jì) 的 主要 作用 是在稱重過程中， 為了 不損壞電器元件，在稱重 超過量程時發(fā)出警報(bào)，提醒工作人員注意重物是否超重。從而更好地利用電子秤，減少對秤體的損壞。 圖 44 報(bào) 警子程序框圖 開始 百位是否為 5？ 報(bào)警 Y N 結(jié)束 哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 25 本章小結(jié) 本章的主要內(nèi)容是對軟件設(shè)計(jì)的流程框圖，簡單了解了電子稱在工作當(dāng)中的軟件程序運(yùn)行流程。在本章里，分別對主程序設(shè)計(jì)、子程序設(shè)計(jì)、A/D 轉(zhuǎn)換啟動及數(shù)據(jù)讀取程序設(shè)計(jì)等進(jìn)行介紹。 哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 26 結(jié)論 1． 選擇光電位置傳感器 它的精度可達(dá) 微米，保證設(shè)計(jì)出的電子秤測量精度要求 。 2． 選用精度較高的運(yùn)算放大器 AD620，具有功耗低（最大供電電流僅是 1..3ma）。組成三運(yùn)放儀表放大器使測量電路滿足電路放大要求。 3． 使用 MSP430F135 單片機(jī)完成 A/D 轉(zhuǎn)換及數(shù)值運(yùn)算。 4． 使用數(shù)碼管顯示出測量結(jié) 果。 5． 設(shè)計(jì)電子秤的測量范圍： 0— 1000g，精度 1g。 哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 27 致謝 本畢業(yè)設(shè)計(jì)在選題及研究過程中得到張福君老師的悉心指導(dǎo)。在我做畢業(yè)設(shè)計(jì)的每個階段，從查閱資料，設(shè)計(jì)草案，到中期檢查，以及到后期的詳細(xì)設(shè)計(jì)及測試的整個過程中張老師都給予了我極大的幫助，在我碰到難題時及時給予指導(dǎo)，使我茅塞頓開，難題迎刃而解，在我懈怠時，及時提醒時間的急迫。我的設(shè)計(jì)較為復(fù)雜煩瑣，但是張老師仍然細(xì)心地糾正設(shè)計(jì)中的錯誤，不厭其煩的幫我解決設(shè)計(jì)過程中的一些技術(shù)難題。張老師一絲不茍的作風(fēng)，嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的態(tài)度，踏踏實(shí)實(shí)的精神，不僅授我以文，而且教 我做人，在畢業(yè)季指導(dǎo)我完成論文的過程中，老師對教學(xué)上的嚴(yán)謹(jǐn)已深深感染了我。老師的精心點(diǎn)撥、熱忱鼓勵使我終身難忘。 最后，謹(jǐn)以此稚嫩的論文獻(xiàn)給所有 在大學(xué)四年中 關(guān)心和幫助過我的老師、親人、同學(xué)、和朋友們。我唯有在以后不斷地努力進(jìn)取，以學(xué)業(yè)和工作的繼續(xù)求索來感謝培育我的母校和所有關(guān)心我的師長 、 親朋！希望 你們都幸?？鞓?！ 哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 28 參考文獻(xiàn) 1 于麗霞，王福明 ． 一維 PSD器件及其在測量中的應(yīng)用 ． 現(xiàn)代電子技 術(shù)， 20xx(7)： 143. 2 任樹梅 ， 蔣圣平 ， 郝曉劍 ． 用位置敏感器進(jìn)行位移測試的技術(shù)研究 [J]. 測試技術(shù)學(xué) 報(bào)， 20xx(02)： 151~155. 3 張秋鄂 ， 張榮 ， 董樺 ． 微細(xì)激光焊接中 PSD定位方法研究 ． 應(yīng)用激光， 20xx(4)： 15~17. 4 于光平，李延吉，馮英薦 ． 基于 PSD的一維位移測量系統(tǒng) ， 儀表技術(shù)與傳感器， 20xx， 30（ 12）： 12~15. 5 許忠寶 ． 位置敏感器件 PSD抗干擾方法研究 ， 儀表技術(shù)與傳感器，20xx(s)： 9~40. 6 曾超 ， 李鋒 ， 徐向東 ． 光電位置傳感器 PSD 特性及其應(yīng)用 ， 20xx 年 8月 ， 24（ 4）： 15~17. 7 袁峰，丁振良，蔣作民，強(qiáng)錫富，譚定忠 ． 光電位置傳感器及光 電位 置測量 ， 1994年 12月 ， 18（ 4）： 6~8. 8 左涵之 ， 甘若馨 ． 光電位置傳感器測量精度的改進(jìn) ， 電子技術(shù) ， 20xx 年 9月 25日 ， 15（ 6）： 56~62. 9 張新，高勇，安濤，王彩琳 ． PSD 光電位置傳感器的實(shí)現(xiàn)及 SOI 結(jié)構(gòu)研究 ， 西安理工大學(xué)學(xué)報(bào) ， 20xx年月 30日 ， 13（ 3）： 4. 10 高經(jīng)伍，趙鳳華 ． PSD傳感器的原理及應(yīng)用 ， 國外電子元器件 ， 20xx 年 8月 22日 ， 16（ 8）： 56~62. 11 JeongGi Lee .DoMyung Kim and JinYoung Suk. Development of a 3D Position Determination Device using PSD Sensor. 12 Hou Yinggang.?Xie Yangen .Research of 3D Spatial Localizing System Based on PSD Sensor. Shenyang University of Technology Shenyang. China. 13 Jong Kyu gu KangIntensity. Control of Triangulation Based PSD Sensor Independent of Object Color Variation VOL. 11. NO. 12. DECEMBER 20xx. 14 張俊謨 ． MSP430單片機(jī)系列簡介（上），電子世界， 20xx（ 1）：22~23. 15 張俊謨 ． MSP430單片機(jī)系列簡介（下） ，電子世界， 20xx（ 2）：37~38. 哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 29 附錄 A 英文文獻(xiàn) 哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 30 哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 31 哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 32 哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 33 哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 34 附錄 B 中文翻譯 PSD 在空間點(diǎn)位置測量的應(yīng)用 張欣 隋金雪 楊麗 （學(xué)校的信息和電子工程，山東工商學(xué)院和技術(shù)學(xué)院、煙臺 264005,中國） 摘要：介紹了一種新型光電 PSD（位置敏感探測器）在二維空間、三維空間點(diǎn)光源位置檢測的應(yīng)用，并進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)測量二維空間點(diǎn)光源，根據(jù)點(diǎn)光源建立坐標(biāo)系 ,并在水平面上建立 x,y 方向位移，輸出位移變化導(dǎo)致 PSD 的變化按照一定的關(guān)系，發(fā)送 4 組關(guān)于兩套 PSD 輸出信號處理模塊 的電路的輸出，輸出信號后所收集的數(shù)據(jù)采集卡 ,進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和通過軟件處理點(diǎn)光源二維位置計(jì)算。最后分析了在實(shí)驗(yàn)中存在的問題，改進(jìn)措施以及 PSD 在應(yīng)用中應(yīng)注意的問題 。 關(guān)鍵詞 PSD， 位置測量 ， 點(diǎn)光源 ， 信號處理 1 介紹 位置敏感 PSD 是（位置敏感探測器）的英文縮寫，它是一種基于橫向光電效應(yīng)，可提供連續(xù)移動的發(fā)光點(diǎn)在它的光敏面位置，具有測量精度高、響應(yīng)速度快等優(yōu)點(diǎn)，中間廣泛應(yīng)用對象位移和位置檢測 [1]，并且在光學(xué)位置，角度測量和控制系統(tǒng)，激光光束校準(zhǔn)，自動檢測系統(tǒng)范圍內(nèi)，人體運(yùn)動與分析系統(tǒng)和機(jī)器人視覺方面也有 應(yīng)用。 2 PSD 測量原理 PSD 是一種基于橫向光電效應(yīng)的位置敏感傳感器，事實(shí)上這是一個大區(qū)域的 PN 結(jié)，僅僅有一維 PSD 敏感的兩側(cè)窄邊表面都配備了電極，但是二維 PSD 四方都配備有電極，當(dāng) PSD 靈敏的表面接收到了部分 noneven因子來評價光斑照明，在它的敏感表面建立與光斑位置和與敏感表面平行的橫向電壓。如果在 PSD 的電極上與外部電路連接，然后將會在兩極形成流動電流，雙刀電流與光斑位置相關(guān)，因此會根據(jù)電流找到光斑的位置。 哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 35 圖 1 一維 PSD 模型 像圖 1 中指出，當(dāng)入射光在敏感的表面上 照亮的某個點(diǎn)，由于橫向電場作用，導(dǎo)致了 photongenerated 載體在兩端形成了 I1 和 I2 兩個電流，它們的和等于輸入。一般 PSD 表面電阻均勻，從發(fā)光點(diǎn)到 R1 和 R2 兩端的電阻遠(yuǎn)大于負(fù)載電阻 RL，那么： 在計(jì)算之后，先前的形式會改變： 由此可見，通過電流 I1， I2 可以獲得發(fā)光點(diǎn)的位置信息。 通過相同的原理，二維 PSD 可以利用測量坐標(biāo)位置 x、 y 來確定光斑在互相垂直的方向（測量坐標(biāo)系），當(dāng)在 PSD 前加意象鏡頭，焦距 f，可以測量在測量坐標(biāo)系統(tǒng)中光源的方向仰角： 定向角： 3 二維空間點(diǎn)測量算法 哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 36 圖 2 二維坐標(biāo)系統(tǒng) 建立光學(xué)系統(tǒng)的坐標(biāo)測量系統(tǒng)，因?yàn)閳A柱鏡只能對光的光線起到匯合的作用，在光軸垂直生成線的方向沒有對光線起到匯聚的作用，這樣很容易實(shí)現(xiàn)角度的測量。在 PSD 的有效范圍角度測量領(lǐng)域內(nèi)，電光源 S 在圓柱形鏡焦點(diǎn) 平面的作用下形成的象是在 PSD 敏感表面長度方向的垂直光線，假設(shè)在這個光線和 PSD 圖像敏感表面的幾何中心的間隔點(diǎn) 是 T，O O2 是圓柱形鏡的光軸，像點(diǎn) S’的距離 T， O2S’可以獲得在 SS’和光軸 O1O2 之間的夾角，例如圖 像 2 顯示，那么 θ=arctg（ T/f）。 θ 是 PSD 測