【正文】 這些都為我 今后的學習和工作留下了積極的影響 。 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。 沒有擴展更多電路，如日歷時鐘電路、通訊接口電路等。 系統(tǒng)設(shè)計不夠優(yōu)化，有待改善。 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。 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、傳輸有了更深的認識。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 導以及自己的努力下，終于取得了一定成果。因此，只有充分了解有關(guān)智能儀器、單片機、傳感器以及各部分之間的關(guān)系才能達到要求。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。 結(jié) 論 隨著集成電路和計算機技術(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。設(shè)計流程圖如圖所示。設(shè)計流程圖如圖所示。設(shè)計流程圖 如下圖所示。 圖 主程序流程圖 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。在 INTO 外部中斷程序中，采樣單價并賦值單價計算。當為 01H 時為累計顯示方式，在 T1 定時中斷程序中。設(shè)定 T0 為計數(shù)工作方式， T1為定時工作方式。所有程序均采用 C 匯編語言編寫。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(yīng)用 C 語言編程了 [9]。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的一種中級語言。 C 語言是當前最流行的程序設(shè)計語言，它像其它高級語言一樣，面向用戶，面向解題的過程，編程者不必熟悉具體的計算機內(nèi)部結(jié)構(gòu)和指令； C 語言又像匯編語言一樣，可以對機器硬件進行操作。它既可以用來編寫計算機的系統(tǒng) 程序，也可以用來編寫一般的應(yīng)用程序。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 。 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。 ⑵ 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。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：對復雜的問題進行具體的分析，找出合理的計算方法及適當?shù)臄?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，從而確定編寫程序的步驟。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。 第 4章 系統(tǒng)軟件設(shè)計 在單片機應(yīng)用系統(tǒng)的開發(fā)中，軟件的設(shè)計是最復雜和困難的，大部分情況下工作量都較大，特別是對那些控制系統(tǒng)比較復雜的情況。 具體電路設(shè)計 圖 INA126 電路設(shè)計圖 本章小結(jié) 本章主要是介紹硬件具體方面，首先通過 需求的分析，根據(jù)電路的要求，構(gòu)想相關(guān)的功能模塊，確定 此次設(shè)計主要的硬件模塊有放大模塊、電壓頻率轉(zhuǎn)化模塊、單片機控制模塊及人機交接模塊。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(gòu)成自激振蕩。 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(qū)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。 圖 LM331 組成的電壓頻率變換電路 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、復零晶體管、能隙基準電路和電流開關(guān)等部分組成。 LM331 采用了新的溫度補償能隙基準電路，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。 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 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(shè)計 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)用于人員不能進入或不易進入的場合，通過傳感器將被測量轉(zhuǎn)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(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的線路衰減或干擾，提 高測量精度。 to 177。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。 18V) ，可用于便攜式儀表和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。 電路具體設(shè)計 圖 AT89C51 最小系統(tǒng)電路圖 信號放大電路 芯片 INA126 簡介 INA126 是精密低噪聲差分信 號采集儀表放大器，內(nèi)部采用兩個運放設(shè)計，使之具有非常低的靜態(tài)電流 (175 μ A) 和有很寬電源供電范圍 (177。 XTAL1：反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時鐘工作電路的輸入。注意加密方式 1 時， /EA 將內(nèi)部鎖定為 RESET；當 /EA 端保持高電平時，此間內(nèi)部程序存儲器。但在訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時，這兩次有效的 /PSEN 信號將不出現(xiàn)。 /PSEN：外部程序存儲器的選通信號。另外，該 引腳被略微拉高。如想禁止 ALE 的輸出可在SFR8EH 地址上置 0。 因此它可用作對外部輸出的脈沖或用于定時目的。在 FLASH 編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。當振蕩器復位器件時，要保持 RST 腳兩個機器周期的高 電平時間。 P3 口也可作為 AT89C51 的一些特殊功能口，如下表所示： 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 口同時為閃爍編程和編程校驗接收一些控制信號。當P3 口寫入 “1”后，它們被內(nèi)部上拉為高電平，并用作輸入。P2 口在 FLASH 編程和校驗時接收高八位地址信號和控制信號。 P2 口當用于外部程序存儲器或16 位地址外部數(shù)據(jù)存儲器進行存取時， P2 口輸出地址的高八位。并因此作為輸入時， P2口的管腳被外部拉低，將輸出電流。在 FLASH 編程和校驗時， P1 口作為第八位地址接收。 P1 口： P1 口是一個內(nèi)部提供上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， P1 口緩沖器能接收輸出 4TTL 門電流。 P0 能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲器，它可以被定義為數(shù)據(jù) /地址的第八位。 P0 口： P0 口為一個 8 位漏級開路雙向 I/O 口，每腳可吸收 8TTL 門電流。 引腳說明 AT89C51 芯片圖如下： 圖 AT89C51 的引腳圖 VCC：供電電壓。但 RAM，定時器，計數(shù)器，串口和中斷系統(tǒng)仍在工作。 此外， AT89C51 設(shè)有穩(wěn)態(tài)邏輯，可以在低到零頻率的條件下靜態(tài)邏輯，支持兩種軟件可選的掉電模式。該器件采用 ATMEL 高密度非易失存儲器制造技術(shù)制造，與工業(yè)標準的 MCS51 指令集和輸出管腳相兼容。 第 3章 系統(tǒng)硬件設(shè)計 根據(jù)設(shè)計要求以及系統(tǒng)所需要實現(xiàn)的功能，在設(shè)計系統(tǒng)時可以分成以下幾個部分：單片機控制模塊，前端信號采集、處理、轉(zhuǎn)換模塊，人機接口界面以及系統(tǒng)電源部分（為實現(xiàn)系統(tǒng)超量 程與欠量程的報警功能，還擴展了報警電路）。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 。顯示用的 LCD 我們根據(jù)要求選用了字符點陣式液晶顯示器 LCD1602，可以一次滿屏幕顯示多個個中文字符或英文字符，滿足電子秤在稱物時的購物清單顯示要求。 人機交互部分的鍵盤在系統(tǒng)中，可以輸入數(shù)字和已經(jīng)固定的控制命令等。在選擇V/F 轉(zhuǎn)換器時根據(jù)系統(tǒng)精度的要 求，選擇了具有很強抗干擾能力 V/F 轉(zhuǎn)換器 LM331，雖然轉(zhuǎn)換速度慢，但精度高，輸入阻抗高，可自動調(diào)零，具有超量程信號，全部輸出的 TTL電平信號兼容。傳感器輸出的電信號比較微弱，一般為毫伏級，必須采用適當?shù)碾娐愤M行信號放大處理，這樣才能保證整個系統(tǒng)的精度和穩(wěn)定性能。一般選擇滿量程時候的誤差不能大于規(guī)定量。在具體選擇傳感器時，考慮到在稱量物品時必要的精度、準確性要求，所稱物品的重量誤差必須要控制在一定的范圍之內(nèi)。 系統(tǒng)的硬件部分不僅包括以單片機 AT89C51 為核心的最小系統(tǒng)部分，而且還包括數(shù)據(jù)采集、人機接口界面、系統(tǒng)電源部分。 具體實施方案簡介 根據(jù)以上設(shè)計方案，硬件部分采用 51 系列單片機 AT89C51 為控制核心部件，實現(xiàn)電子秤的基本控制功能。12,(39)V連續(xù)可調(diào) .其電路組裝比較簡單 ,但輸出所需電壓 時需要調(diào)整可變電阻 ,不能直接輸出 ,因此使用時不方便 .方案二由三端可調(diào)式穩(wěn)壓器和三端固定式穩(wěn)壓器共同組成 ,所用器件比方案一多 ,但電路組裝簡單 ,不會增添麻煩 ,在方案二中可直接得到 +5v 和 177。 177。5V,固定式三端可調(diào)穩(wěn)壓器 7812 和 7812 組裝電路可對稱輸出 177。 LM337 輸出為負的可調(diào)電壓，采用兩個獨立的變壓器分別和 LM317 及 LM337 組裝，操作比較簡單。 穩(wěn)壓電源的技術(shù)指標分為兩種：一種是特性指標，包括允許的輸入電壓、輸出電壓、輸出電流及輸出電壓調(diào)節(jié)范圍等；另一種是質(zhì)量指標，用來衡量輸出直流電壓的穩(wěn)定程度，包括穩(wěn)壓系數(shù)、輸出電阻、溫度系數(shù)及紋波電壓等 [16]。12V，傳感器需要＋ 5V以上的線性電源。 電源模塊 系統(tǒng)需要多種電源，單片機需要＋ 5V電源，運放需要 177。缺點就是需要用軟件處理消抖、重鍵等問題。因此，在按鍵數(shù)量較多時，可以節(jié)省 I/O 口線。用 I/O 口線組成行、列結(jié)構(gòu)，按 鍵設(shè)置在 行列的交點上。但在很多應(yīng)用場合，考慮成本因素，可能并不是最佳選擇。列如 Intel8279 是一種為 8 位微處理器設(shè)計的比較成熟的通用鍵盤 /顯示器接口芯片，其功能有：接收來自鍵盤的輸入數(shù)據(jù)，并作預(yù)處理；數(shù)據(jù)顯示的管理和數(shù)據(jù)顯示器的控制。因此，相對于單片機系統(tǒng)來說鍵盤接口信號是輸入信號。鍵盤由許多鍵組成，每一個鍵相當于一個機械開關(guān)觸點，當鍵按下時，觸點閉合，當鍵松開時，觸點斷開。因此鍵盤模塊設(shè)計的好壞，直接關(guān)系到系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性。 鍵盤輸入 鍵盤輸入是人機交互界面中重要的組成部分，它是系統(tǒng)接受用戶指令的直接途徑。 由于本次設(shè)計的顯示模塊需要顯示多位數(shù)字，如果采用數(shù)碼管顯示的話將會占用多個單片機 I/O 口 ,使得電路變得更為復雜。我們以 1602LCD 字符型液晶顯示器為例。 （ 3）漢字的顯示：漢字的顯示一般采用圖 形的方式，事先從微機中提取要顯示的漢字的點陣碼（一般用字模提取軟件），每個漢字占 32B，分左右兩半，各占 16B，左邊為 5……右邊為 6…… 根據(jù)在 LCD 上開始顯示的行列號及每行的列數(shù)可找出顯示 RAM 對應(yīng)的地址，設(shè)立光標，送上要顯示的漢字的第一字節(jié)，光標位置加 1，送第二個字節(jié)，換行按列對齊，送第三個字節(jié) …… 直到 32B 顯示完就可以 LCD 上得到一個完整漢字。這樣一來就組成某個字符。