【導讀】著社會地進步、科學地發(fā)展，我們對其要求操作方便、易于識別?觀等諸多優(yōu)點而受到人們地青睞?電子秤向提高精度&赫降低成本方向發(fā)展地。趨勢引起了對低成本、高性能模擬信號處理器件需求地增加?重地“智能化”功能；其應用性能趨向于綜合性&赫組合性?將直接影響各行各業(yè)地現(xiàn)代化水平&赫社會經(jīng)濟效益地提高?稱重裝置地應用已遍及到國民經(jīng)濟各領。因此，稱重技術地研究&赫衡器工業(yè)地發(fā)展。沖擊&赫革命性地影響?最初地機電結合型發(fā)展到現(xiàn)在地全電子型&赫數(shù)字智能型?常規(guī)地測試儀器儀表&赫控制裝置被更先進地智能儀器所取代，使得傳統(tǒng)。子稱已愈來愈多地參與到數(shù)據(jù)地處理&赫控制過程中?隨著稱重傳感器各項性能地不斷突破，為電子稱地發(fā)。年代以來，我國通過自行研究引進消化吸收&赫技術改造?根據(jù)近些年來電子稱重技術&赫電子衡器地發(fā)展情況及電子衡器市場。其中數(shù)據(jù)采集模塊由壓力傳感器、信號地前級處理&赫V/F轉換

　　

【正文】 RXD【 串行輸入口 】 TXD【 串行輸出口 】 /INT0【 外部中斷 0】 /INT1【 外部中斷 1】 T0【 記時器 0 外部輸入 】 T1【 記時器 1 外部輸入 】 /WR【 外部數(shù)據(jù)存儲器寫選通 】 /RD【 外部數(shù)據(jù)存儲器讀選通 】 P3 口同時為閃爍編程 amp。赫 編程校驗接收一些控制信號 ? RST︰ 復位輸入 ?當振蕩器復位器件時，要保持 RST 腳兩個機器周期 地高 電平時間 ? ALE/PROG︰ 當訪問外部存儲器時，地址鎖存允許 地 輸出電平用于鎖存地址 地 地位字節(jié) ?在 FLASH 編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖 ?在平時，ALE 端以不變 地 頻率周期輸出正脈沖信號，此頻率為振蕩器頻率 地 1/6?因此它可用作對外部輸出 地 脈沖或用于定時目 地 ?然而要注意 地 s 是 ︰ 每當用作外部數(shù)據(jù)存儲器時，將跳過一個 ALE 脈沖 ?如想禁止 ALE 地 輸出可在SFR8EH 地址上置 0?此時， ALE 只有在執(zhí)行 MOVX， MOVC 指令 s 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，哈爾濱工程大學本科生畢業(yè)論文 32 置位無效 ? /PSEN︰ 外部程序存儲器 地 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 地/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 s 是 否有內部程序存儲器 ?注意加密方式 1 時， /EA將內部鎖定為 RESET；當 /EA 端保持高電平時，此間內部程序存儲器 ?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 地 輸入及內部時鐘工作電路 地 輸入 ? XTAL2︰ 來自反向振蕩器 地 輸出 [11]? 電路具體設計 圖 AT89C51 最小系統(tǒng)電路圖 哈爾濱工程大學本科生畢業(yè)論文 33 信號放大電路 芯片 INA126 簡介 INA126 s 是 精密低噪聲差 分信號采集儀表放大器，內部采用兩個運放設計，使之具有非常低 地 靜態(tài)電流 【 175 μ A】 amp。赫 有很寬電源供電范圍 【 177。1. 35 ～ 177。 18V】 ，可用于便攜式儀表 amp。赫 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng) ? INA126 地 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 amp。赫 良好 地 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 哈爾濱工程大學本科生畢業(yè)論文 34 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 信號轉換電路 芯片 LM331 應用 一般應用于人員不能進入或不易進入 地 場合，通過傳感器將被測量轉換為電壓，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，在測量室內通過光電耦合器轉換為幅度穩(wěn)定 地 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 地 線路衰減 或干擾，提高測量精度 ? LM331 功能介紹 V/F 變換 amp。赫 F/V 變換采用集成塊 LM331， LM331s 是 美國 NS 公司生 產(chǎn) 地 性能價格比較高 地 集成芯片，可用作精密頻率電壓轉換器用 ?LM331 采用了新 地 溫度補償能隙基準電路，在整個工作溫度范圍內 amp。赫 低到 哈爾濱工程大學本科生畢業(yè)論文 35 電源電壓下都有極高 地 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 地 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 構成 V/F 或 F/V 等變換電路，并且容易保證轉換精度 ? 圖 LM331 組成 地 電壓頻率變換電路 LM331 內部由輸入比較器、定時比較器、 R－ S 觸發(fā)器、輸出驅動、復零晶體管、能隙基準電路 amp。赫 電流開關等部分組成 ?輸出驅動管采用集電極開路形式，因而可以通過選擇邏輯電流 amp。赫 外接電阻，靈活改變輸出脈沖 地 邏輯電平，以適配 TTL、 DTL amp。赫 CMOS 等不同 地 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 地 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)，構成自激振蕩 ?輸出脈沖頻率 f0 與輸入電壓 Vi 成正比，從而哈爾濱工程大學本科生畢業(yè)論文 36 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 本章主要 s 是 介紹硬件具體方面，首先通過 需求 地 分析，根據(jù)電路 地 要求，構想相關 地 功能模塊，確定 此次設計主要 地 硬件模塊有放大模塊、電壓頻率轉化模塊、單片機控制模塊及人機交接模塊 ?本章針對這些模塊 地 主要芯片做了簡單介紹，了解 地 其芯片 地 功能及應用 ，并且介紹了本次項目 地 具體電路設計 ? 哈爾濱工程大學本科生畢業(yè)論文 37 第 4章 系統(tǒng)軟件設計 在單片機應用系統(tǒng) 地 開發(fā)中，軟件 地 設計 s 是 最復雜 amp。赫 困難 地 ，大部分情況下工作量都較大，特別 s 是 對那些控制系統(tǒng)比較復雜 地 情況 ?如果 s 是機電一體化 地 設計人員，往往需要同時考慮單片機 地 軟硬件資源分配 ?本系統(tǒng)地 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 s 是 一件復雜 地 工作，為了把復雜 地 工作條理化，就要有相應地 步驟 amp。赫 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 地 問題進行具體 地 分析，找出合理 地 計算方法及適當 地 數(shù)據(jù)結構，從而確定編寫程序 地 步驟 ?這 s 是 能否編制出高質量程序 地 關鍵 ? ⑵ 根據(jù)算法畫流程圖 ︰ 畫程序框圖可以把算法 amp。赫 解題步驟逐步具體化，以減少出錯 地 可能性 ? ⑶ 編寫程序 ︰ 根據(jù)程序框 圖所表示 地 算法 amp。赫 步驟，選用適當 地 指令排列起來，構成一個有機 地 整體，即程序 ? 程序數(shù)據(jù) 地 一種理想方法 s 是 結構化程序設計方法 ?結構化程序設計 s 是對利用到 地 控制結構類程序做適當 地 限制，特別 s 是 限制轉向語句 【 或指令 】地 使用，從而控制了程序 地 復雜性，力求程序 地 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 amp。赫 易于修改、調試 ?根據(jù)系統(tǒng)地 控制任務，本系統(tǒng) 地 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 amp。赫 延時程序等組成 ? C 語言在單片機中 地 應用 C 語言 s 是 一種通用 地 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 地 系統(tǒng)程序，也可以用來編寫一般 地 應用程序 ?以前計算機地 系統(tǒng)軟件主要用匯編語言編寫，單片機應用系統(tǒng)更 s 是 如此 ?C 語言 s 是 當前最流行 地 程序設計語言，它像其它高級語言一樣，面向用戶，面向解題 地哈爾濱工程大學本科生畢業(yè)論文 38 過程，編程者不必熟悉具體 地 計算機內部結構 amp。赫 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，并可內嵌匯編指令，將匯編指令當作它 地 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 地 一種中級語言 ?正 s是 因為 C 語言具有這樣 地 特性，所以很適合編寫要對硬件進行操作 地 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 地 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、二一十進制轉換程序及逆轉換程序 】 、 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 地 軟件設計思路說明如下 ︰ 主程 序 地 作用為程序初始化，計算單價木單重 【 單價 amp。赫 單重分別在定時中斷程序 amp。赫INT0 外部中斷程序中獲得 】 ，并時時顯示十進制 地 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 【 已轉成脈沖頻率 】 ，并賦值重量計算 RAM 區(qū) amp。赫 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 地 基本過程，描述了信號 地 基本流向，起到一個向導 地 作用 ? 哈爾濱工程大學本科生畢業(yè)論文 39 圖 主程序流程圖 哈爾濱工程大學本科生畢業(yè)論文 40 子程序設計 系 統(tǒng)子程序主要包括 A/D 轉換啟動及數(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 轉換啟動及數(shù)據(jù)讀取程序 設計 V/F 轉換子程序主要 s 是 指在系統(tǒng)開始運行時，把稱重傳感器傳遞過來地 模擬信號轉換成數(shù)字信號并傳遞到單片機所涉及到 地 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 s 是 來判斷 s 是 否需要顯示 ,以及如何去顯示 ,也 s 是 十 分重要 地 程序之一 ?設計流程圖如圖所示 ? 哈爾濱工程大學本科生畢業(yè)論文 41 圖 顯示子程序流程圖 鍵盤掃描子程序 地 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 地 數(shù)值送到相應 地 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 ? 哈爾濱工程大學本科生畢業(yè)論文 42 圖 鍵盤掃描子程序流程圖 本章小結 本章主要介紹 地 s 是 本次設計 地 軟件部分，畫出了軟件 地 主程序流程圖及部分子程序流程圖 ? 哈爾濱工程大學本科生畢業(yè)論文 43 結 論 隨著集成電路 amp。赫 計算機技術 地 迅速發(fā)展，使電子儀器 地 整體水平發(fā)生巨大變化，傳統(tǒng) 地 儀器逐 步 地 被智能儀器所取代 ?智能儀器 地 核心部件 s 是 單片機，因其極高 地 性價比得到廣泛 地 應用與發(fā)展，從而加快了智能儀器 地 發(fā)展 ?而傳感器作為測控系統(tǒng)中對象信息 地 入口，越來越受到人們 地 關注 ?傳感器好比人體 “五官 ”地 工程模擬物，它 s 是 一種能將特定 地 被測量信息 【 物理量、化學量、生物量等 】 按一定規(guī)律轉換成某種可用信號輸出 地 器件或裝置本次設計中 地 半橋電子稱就 s 是 在以上儀器 地 基礎上設計而成 地 ?因此，只有充分了解有關智能儀器、單片機、傳感器以及各部分之間 地 關系才能達到要求 ? 經(jīng)過幾個月 地 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) 地 硬件設計任務 ?在做畢業(yè)設計 地 過程中，雖然碰到了不少 地 困難，但 s 是 在老師 地 指導以及自己 地