【正文】 A39。對于顯示英文操作，由于英文字母種類很少，只需要 8 位（一字節(jié)）即可。 CPU 可采用中斷、查詢或者程序延時等方式讀取 AD574 的轉(zhuǎn)換結(jié)果，本設(shè)計采用 查詢 方式 。本次設(shè)計采用單極性接法。 輸出信號有： STS：工作狀態(tài)信號線。 12/8：數(shù)據(jù)輸出格式選擇控 制信號。 CE：片啟動信號。它采用逐次逼近型的 A/D 轉(zhuǎn)換器，最大轉(zhuǎn)換時間為 25us，轉(zhuǎn)換精度為 %，所以適合于高精度的快速 東北大學(xué)秦皇島分校畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 24 頁 轉(zhuǎn)換采樣系統(tǒng)。單片機的復(fù)位操作使單片機進入初始化狀態(tài)，其中包括使程序計數(shù)器 PC＝ 0000H，這表明程序從 0000H 地址單元開始執(zhí)行。如果 RST 持續(xù)為高電平，單片 機就處于循環(huán)復(fù)位狀態(tài)。 單片機的時鐘信號通常用兩種電路形式得到：內(nèi)部振蕩方式和外部振蕩方式。單片機根據(jù)稱重傳感器輸出的電信號和速度傳感器輸出的速度信號計算出物體的重量。掉電保護方式下，RAM 內(nèi)容被保存，振蕩器被凍結(jié)，單片機一切工作停止，直到下一個中斷或硬件 東北大學(xué)秦皇島分校畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 22 頁 復(fù)位為止。在單芯片上，擁有靈巧的 8 位 CPU 和在系統(tǒng)可編程 Flash，使得 AT89S52 為眾多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提 供高靈活、超有效的解決方案。后來 Intel 公司把 MCS51 的核心技術(shù)授權(quán)給了很多其它的公司，所以有很多公司在做以8051 為核心的單片機，當然，功能或多或少有些改變以滿足不同的需求，其中的 89S52就是這幾年在我國非常流行的單片機，這是由美國 ATMEL 公司開發(fā)生產(chǎn)的。通用計算機系統(tǒng)主要用于海量高速數(shù)值運算，不必兼顧控制功能，其數(shù)據(jù)總線的寬度不斷更新，而且不斷提高運算速度和完善通用操作系統(tǒng)。 超量程報警部分的選擇 智能儀器一般都具有報警和通訊功能，報警主要用于系統(tǒng)運行出錯、當測量的數(shù)據(jù)超過儀表量程或者是超過用戶設(shè)置的上下限時為提醒用戶而設(shè)置。 LCD 液晶顯示器是一種極低功耗顯示器，從電子表到計算器，從袖珍儀表到便攜式微型計算機以及一些文字處理機都用到了液晶顯示器。當鍵盤的數(shù)量大于 8 時，一般都采用矩陣式鍵盤。 采用 鍵盤的擴展 使用 方案： 即采用矩陣式鍵盤。且采用軟件延時的方式，浪費 CPU資源，很不可取。如 東北大學(xué)秦皇島分校畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 19 頁 果單片機的中斷向量比較少（列如 AVR 系列單片機，每個 I/O 口都可以作為中斷），也可以直接把各個鍵盤接到每個具有中斷功能的 I/O 上 面。在編寫單片機程序時，鍵 盤作為一種人機接口的方式實現(xiàn)，是很常用的。 傳感器輸出的差分信號經(jīng)過前端放大器處理后，送到 AD7730,待轉(zhuǎn)換結(jié)束后 RDY 端將輸出持續(xù)低電平信號，此端與單片機 I/O 口相連，以便檢測其狀態(tài)。 40mV 可選。無極性輸入時，輸入信號 0mV～ 20mV、 0mV～ 40mV、 0mV～ 60mV、0mV～ 80mV 可選；有極性輸入時，輸入信號 0mV～ 177。其具有雙通道差分模擬輸入、 24 位無失碼、 21 位有效分辨率、 177。其性能指標為：其精度為 5/2048=，遠遠小于誤差 177。為防止這種現(xiàn)象，可采取 的 措施：加強抗干擾措施，盡量避免較大的干擾電流進入電路；加強電源穩(wěn)壓濾波措施， 在 A/D 轉(zhuǎn)換器 電源入口處加退耦濾波電路，為防止窄脈沖波竄入在電解電容上再接一高頻濾波電容；在 A/D 轉(zhuǎn)換器的電源端接一限流電阻，可在出現(xiàn)晶閘管現(xiàn)象時，有效地把電流限定在允許范圍內(nèi)，以防止燒壞器件。轉(zhuǎn)換結(jié)束后 A/D 轉(zhuǎn)換器內(nèi)部轉(zhuǎn)換結(jié)束信號觸發(fā)器置位，并輸出轉(zhuǎn)換結(jié)束標志電平。 ④ A/D 轉(zhuǎn)換器的有關(guān)量程引腳。不同類型的 A/D 轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換速率大不相同。 東北大學(xué)秦皇島分校畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 16 頁 A/D 轉(zhuǎn)換器選用的原則： ① A/D 轉(zhuǎn)換器的位數(shù)。其優(yōu)點是：分辨率高，可達 22 位；功耗低、成本低。積分型 ADC 兩次積分的時間都是利用同一個時鐘發(fā)生器和計數(shù)器來確定，因此所得到的表達式與時鐘頻率無關(guān)，其轉(zhuǎn)換精度只取決于參考電壓 VR。 (3）積分型 A/D 轉(zhuǎn)換器：如： ICL713 ICL710 ICL154 MC14433 等。缺點是：并行比較式 A/D 轉(zhuǎn)換的抗干擾能力差，由于工藝限制，其分辨率一般不高于 8 位，因此并行比較式 A/D 只適合于數(shù)字示波器等轉(zhuǎn)換速度較快的儀器中，不適合本系統(tǒng)。目前， ADC 集成電路主要有以下幾種類型： （ 1）并行比較 A/D 轉(zhuǎn)換器：如 ADC080 ADC0809 等 。18V；最大電源電流為 ；最大輸入失調(diào)電壓為125? V；頻帶寬度為 120kHz（在 G=100 時）。 INA126 具有體積小、功耗低、精 度高、噪聲低和輸入偏置電流低的特點。實際測量，每一級運放都會引入較大噪聲，對精度影響較大。 差動放大器具有高輸入阻抗，增益高的特點，可以利用普通運放 (如 OP07)做成一個差動放大器，如下圖所示： 圖 利用普通運放構(gòu)成的放大器 電阻 R R2 和電容 C C C C4 用于濾除前級的噪聲， C C2 為普通小電容，可以濾除高頻干擾， C C4 為大的電解電容，主要用于濾除低頻噪聲。 普通低溫漂運算放大器構(gòu)成多級放大器會引入大量噪聲。考慮到惠斯登電橋具有諸如抑制溫度變化的影響，抑制干擾，補償方便等優(yōu)點， 兩種電路中的傳感器電路均采用 惠斯登電橋 設(shè)計，所以兩種 傳感器 在測量不同重量的物體時，均使得 測量 達到 精度高、溫度特性好、工作穩(wěn)定等 優(yōu)勢 ，廣泛用于各種結(jié)構(gòu)的動、靜態(tài)測量及各種電子秤的一次儀表。估算被測物體的最大重量在多少，要想獲得較準備的測量數(shù)值一般選擇的量程是被測體最大重量的 2 到 倍。 (2)使用環(huán)境條件，如需密封、防爆等。剪切梁式傳感器運用剪切原理制作而成，精度跟穩(wěn)定性都很高，一般都不需要要線性補償都能達到要求。輪輻式傳感器由于結(jié)構(gòu)的對稱性，所以能夠承受大的側(cè)向力，由于它有較大的滯后誤差，很多場合都被橋式傳感器所取代。其中敏感元件指傳感器中能直接感受被測量的部分，轉(zhuǎn)換部分指傳感器中能將敏感元件輸出量轉(zhuǎn)換為適于傳輸和測量的電信號部分。 最后我們最終選擇了 AT89S52 這個比較常用的單片機來實現(xiàn)系統(tǒng)的功能 要求。 INTEL 公司的 8051 和 8751 都可使用，在這里選用 ATMENL 生產(chǎn)的 東北大學(xué)秦皇島分校畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 11 頁 AT89SXX 系列單片機。鑒于本電子稱的設(shè)計并不太復(fù)雜，單片機完全能實現(xiàn)所需功能，所以在具體設(shè)計時，采用了第三種設(shè)計方案 。其中控制器采用 Xilinx 公司可編程器件 FPGA 為核心，基于 ISE 軟件平臺，采用 VHDL編程實現(xiàn)數(shù)據(jù)處理、 LED 和 LCD 驅(qū)動、時鐘芯片的 I2C 通訊、鍵盤控制等模塊。 方案四 采用 以 現(xiàn)場可編程門陣列 (FPGA)為控制核心 ， 利用 EDA 軟件編程，下載燒制實現(xiàn)。結(jié)構(gòu)簡圖如下圖所示 : 圖 LCD 顯示的方案 目前單片機技術(shù)比較成熟，功能也比較強大，被測信號經(jīng)放大整形后送入單片機，由單片機對測量信號進行處理并根據(jù)相應(yīng)的數(shù)據(jù)關(guān)系譯碼顯示出被測物體的重量。在顯示重量時，如果數(shù)碼管沒有足夠的位數(shù)，那么稱量物體重量的精度必受到限制，所以此方案需要較多的數(shù)碼管接入電路中。由于數(shù)碼管只能實現(xiàn)簡單的數(shù)字和英文字符的顯示，不能顯示漢字以及其他的復(fù)雜字符，不能達到顯示購物清單的要求。 圖 設(shè)計思路框圖 東北大學(xué)秦皇島分校畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 8 頁 2 系統(tǒng)方案論證與 硬件 選型 系統(tǒng)總體設(shè)計方案的比較與論證 在設(shè)計系統(tǒng)時，針對各個模塊實現(xiàn)的功能來設(shè)計電子秤的方案有以下幾種： 方案一 數(shù)碼管顯示 。分度值 。 (4)對 于 稱重器的軟件 系統(tǒng) ， 通過解說 LCD液晶顯示 的使用及鍵盤的工作原理，對于主程序 的編寫與調(diào)試 提供重要的依據(jù) 。此外，還可通過鍵盤設(shè)定所稱物品的價格。目前的電子秤有附加多種計算和數(shù)據(jù)處理功能 , 以滿足多種使用的要求。 除此之外，系統(tǒng)的微控制器部分選擇了兼容性比較好的 AT89系列單片機，在系統(tǒng)更新?lián)Q代的時候，只需要增加很少的硬件電路，甚至僅僅刪改系統(tǒng)控制程序就 能夠?qū)崿F(xiàn)。 在這些中小型市場，稱重儀器選擇的局限性，已逐漸無法滿足越來越走向現(xiàn)代化的需求， 對電子稱的要求不僅僅要簡便而且要更公平更合理，對精度不僅有要求，對功能也有更多的期望，電子稱不僅要稱量較重物體，還能夠更精確的稱量較輕的物體，比如茶葉和藥材等，要求精度更高，稱量更準確。 課題 的研究意義 今后，隨著電子高科技的快速發(fā)展 ，電子稱重技術(shù)也 定將日新月異。 東北大學(xué)秦皇島分校畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 5 頁 電子稱的發(fā)展方向 電子稱的發(fā)展動向為：小型化、模塊化、智能化、集成化；其技術(shù)性能趨向于速率高、準確度高、可靠性高；其應(yīng)用性趨向于綜合性、組合性；而且更需要向多種功能的方向發(fā)展。 50 年代開始出現(xiàn)了以稱重傳感器為主的電子衡器。這是由于電子衡器不僅給出質(zhì)量或重量信號，而且也能作為總系統(tǒng)中的一個單元承擔著控制盒檢驗功能，從而推進工業(yè)生產(chǎn)和貿(mào)易交往的自動化和合 理化。 在 1960 年開發(fā)出了與衡器相聯(lián)的專門稱重值打印機。 商用電子稱作為電子衡器產(chǎn)品的一部分，隨著電子衡器技術(shù)的發(fā)展，也同樣在技術(shù)裝備和檢測試驗手段上達到了國際 90 年代中期的水平，從機械稱到機電稱再到電子稱在稱重裝置智能化的道路上取得長足的進步，但就總體而言，我國 商用電子稱 產(chǎn)品的數(shù)量和質(zhì)量與工業(yè)發(fā)達國家相比還有較大差距，其主要差距是技術(shù)與工藝不夠先進、工藝裝備與測試儀表老化、開發(fā)能力不足、產(chǎn)品的品種規(guī)格較少、功能不全、 價格昂貴、 穩(wěn)定性和可靠性較差等 。 關(guān)鍵詞： 雙精度 電子稱，單片機 AT89S52，稱重傳感器， A/D 轉(zhuǎn)換， 液晶 顯示器 東北大學(xué)秦皇島分校畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 II 頁 Said design based on 51 singlechip doubleprecision electronic Author： Jin Shan Tutor： Qi Shiqing Abstract With the rapid development and application of digital technology, electronic weighing technology has been developed and applied extensively .And a variety of intelligent digital electronic weighing is emerging progressively, but in small and middle market, the mercial electronics, which is an important part of the electronic weighing, is still limited to the simple electronics said such as steelyard, platform scales and simple electronics. All these are known as the main mercial electronic scales, but the existence of accuracy, easily damage, and difficult to repair defects also affect itself. Especially during weighing some minor objects such as tea, medicinal herbs, mistakes is easy to appearance through measuring. This paper, the design of the doubleprecision electronic using microcontroller AT89S52 as the core, achieve the simulation capabilities of electronic design by using Proteus Software and KEIL software. Now dividing this paper into five main modules: how to collect the weight of the