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基于msp430單片機的電子測重儀設(shè)計畢業(yè)論文-文庫吧資料

2024-09-05 18:51本頁面
  

【正文】 利用 A/D轉(zhuǎn)換工具將模擬信號轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號,將得到的數(shù)字信號傳送至單片機,通過程序?qū)π盘栠M行處理,實現(xiàn)稱重功能,然后將重量與鍵盤輸入單價相乘計算出總價,并將重量和價格用 LED顯示出來。所設(shè)計的電子秤具有基本稱重、鍵盤輸入、計算價格、顯 示 、置零、清除、去皮 功能。 開始 AD 轉(zhuǎn)換,保存轉(zhuǎn)換結(jié)果 將轉(zhuǎn)換結(jié)果換算為BCD 碼并存儲 開始 返回 開 始 壓力傳感器初始化 LED 初始化 返 回 14 結(jié)論 電子測重儀 是一種在實際工作和生活中經(jīng)常用到的電子測量器具。這個程序用來啟動 ADC轉(zhuǎn)換器,將轉(zhuǎn)換的二進制結(jié)果換算成 BCD碼,以便顯示程序和計算程序可以隨時調(diào)用。進入初始化階段, 電子測重儀 系統(tǒng)的各個部分依次初始化,即依次執(zhí)行壓力傳感器初始化、 LED初始化初始化后返回。系統(tǒng)初始化之后,要順次執(zhí)行壓力傳感器程序、預(yù)處理程序、稱重程序、 LED顯示程序。本章主要設(shè)計 電子測重儀 系統(tǒng)的各個硬件組成部分的程序流程圖。各電路根據(jù)需要連接 到 MSP430FW427單片機的接口上 ,就構(gòu)成了一個功能強大的基于 MSP430的智能電子秤。它可以為整個系統(tǒng)提供 5V的電壓。 圖 33 電子秤系統(tǒng)的顯示電路 11 電子測重儀系統(tǒng)的電源電路 在單片機應(yīng)用中需要穩(wěn)定的電壓信號,因此必須提供電源電路。本電路的作用是用來顯示重量、單價及金額。將橋接傳感器的輸出信號連接至放大器 之后輸入 AD轉(zhuǎn)換通道 。由于采用這樣的方法,在測量期間或在電子秤工作于待機狀態(tài)的情況下,就可以不用為電橋提供激勵電壓,從而降低功耗。 在圖的電路中,傳感器的正端接模數(shù)轉(zhuǎn)換器 ADC12內(nèi)部基準(zhǔn)電壓的正輸入端Vref+,負(fù)端接模數(shù)轉(zhuǎn)換 器 ADC12內(nèi)部基準(zhǔn)電壓負(fù)端。 圖 31 系統(tǒng)原理方框圖 系統(tǒng) 工作原理: 當(dāng)電子測重儀上放上重物時,壓力傳感器把模擬信號傳送到處理器的 AD轉(zhuǎn)換器,由 AD轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號,然后由數(shù)碼管顯示出重物的重量,并顯示在數(shù)碼管上。 9 3 系統(tǒng)硬件設(shè)計 電子測重儀系統(tǒng)的構(gòu)成及工作原理 電子 測重儀 電路主要由傳感器電路、調(diào)理電路 、顯示電路、電源電路等組成。 這樣就可以測量出壓力的大小??煞譃閱伪垭姌?、雙臂電橋、全臂電橋,其輸出的電壓與電阻的變化量成近似的線性變化。 圖 22 ADS1110 壓力傳感器 壓力傳感器 的選擇 壓力傳感器 又稱荷重傳感器,考慮到使用地點的重力加速度( g)和空氣浮力( f)的影響后,通過把其中一種被測 量(質(zhì)量)轉(zhuǎn)換成另外一種被測量(輸出)來測量質(zhì)量的力傳感器。 該程序可以測量的電壓誤差為 ,精度高 。 對于要求精確的轉(zhuǎn)化,則需要穩(wěn)定的轉(zhuǎn)換時鐘信號,因此使用由晶體產(chǎn)生的時鐘信號。內(nèi)置的模數(shù)轉(zhuǎn)換器又由帶有采樣和保持的 ADC內(nèi)核、參考電壓發(fā)生器、轉(zhuǎn)換時鐘的選擇和控制電路、采樣與轉(zhuǎn)換時序控制電路 4部分組成。 7 基于以上的考慮,選擇了性價比比較高的 MSP430FW427 單片機。首先,考慮系統(tǒng)所接的外部模塊比較多,需要的 I/O 口比較多,一般的 8 位單片機是不夠用的所以考慮選擇 8 位以上的單片機,再者 32 位的單片機功能又太過了,不僅 I/O 口比較多,而且好多集成的資源用不上都會浪費,所以考慮使用 16 位的單片機,而 16 位單片機中的 TI 公司 MSP430 系列的較為成熟,適用于在儀表儀器中使用,而且用在本系統(tǒng)中也正好合適,其次該控制器本身部分集成了 12 位的 A/D 轉(zhuǎn)換器進行高精度轉(zhuǎn)換,并可采用軟件配置采樣通道,確定采樣序列,保存采樣結(jié)果。 MSP430FW427 芯片 MSP430系列單片機是美國德州儀器 ( T I ) 推出的一款 1 6 位超低功耗的混合信 號處理器,其在我國推出的時間也已經(jīng)很久了,它以低功耗著稱,并且將許多模擬電路、數(shù)字電路和微處理器集成在一個芯片上,因此一經(jīng)推出便在我國得到迅速推廣 。這種方式只需要一臺 PC 機和一個 JTAG 調(diào)試器,而不需要仿真器和 編程器 。 方便高效的開發(fā)環(huán)境: MSP430 系列有 OPT 型、 FLASH 型和 ROM 型三種類型的器件,這些器件的開發(fā)手段不同。其中,看門狗可以使程序失控時 迅速復(fù)位;模擬比較器進行模擬電壓的比 較,配合定時器,可設(shè)計出 A/D 轉(zhuǎn)換器; 16 位定時器( TIMER_A 和 TIMER_B)具有捕獲 /比較功能,大量的捕獲 /比較寄存器,可用于事件計數(shù)、時序發(fā)生、 PWM 等;有的器件更具有可實現(xiàn)異步、同步 6 及多址訪問串行通信接口可方便的實現(xiàn)多機通 信等應(yīng)用;具有較多的 I/O 端口, P0、 P P2 端口能夠接收外部上升沿或下降沿的中斷輸入 ; 10/12位硬件 A/D 轉(zhuǎn)換器有 較高的轉(zhuǎn)換速率,最高可達(dá) 200KBPS ,能夠滿足大多數(shù)數(shù)據(jù)采集應(yīng)用;能直接驅(qū)動液晶多達(dá) 160 段;實現(xiàn)兩路的 12 位 D/A 轉(zhuǎn)換;硬件 I2C串行總線接口實現(xiàn)存儲器串行擴展;以及為了 增加 數(shù)據(jù)傳輸速度 ,而采用的 DMA模塊。 片內(nèi)資源豐富: MSP430 系列單片機的各系列都集成了較豐富的片內(nèi)外設(shè)。 在系統(tǒng)中共有一種活動模式( AM)和五種低功耗模式( LPM0~LPM4)。由系統(tǒng)時鐘 系統(tǒng)產(chǎn)生 CPU 和各功能所需的時鐘。在 MSP430 系列中有兩個不同的時鐘系統(tǒng):基本時鐘系統(tǒng) 、鎖頻環(huán)( FLL 和 FLL+)時鐘系統(tǒng)和 DCO數(shù)字振蕩器時鐘系統(tǒng)。因而可使其在 1MHz 的時鐘條件下運行時,芯片的電流最低會在 165μA左右 , RAM 保持模式下的最低功耗只有 。 16位的數(shù)據(jù)寬度、 40ns的指令周期以及多功能的硬件乘法器(能實現(xiàn)乘加運算)相配合,能實現(xiàn) 數(shù)字信號處理的某些算法,如 FFT等。這些特點保證了可編制出高效率的源程序。從前必須由模擬電路或數(shù)字電路實現(xiàn)的大部分功能,現(xiàn)在已能用單片機通過軟件方法來實現(xiàn)了,因此單片機的學(xué)習(xí)、開發(fā)與應(yīng)用 是十分重要的。 綜合所述,單片機已成為計算機發(fā)展和應(yīng)用的一個重要方面。導(dǎo)彈的導(dǎo)航裝置,飛機上各種儀表的控制,計算機的網(wǎng)絡(luò)通訊與數(shù)據(jù)傳輸,工業(yè)自動化過程的實時控制和數(shù)據(jù)處理,廣泛使用的各種智能 IC卡,民用豪華轎車的安全保障系統(tǒng),錄象機、攝象機、全自動洗衣機的控制,以及程控玩具、電子寵物等等,這些都離不開單片機。它是一種在線式實時控制計算機,在線式就是現(xiàn)場控制,需要的是有 較強的抗干擾能力,較低的成本,這也是和離線式計算機的(比如家用 PC)的主要區(qū)別。 用它來做一些控制電器一類不是很復(fù)雜的工作足矣了。 還有 它的體積小、質(zhì) 量輕、價格便宜、 而且它 低電壓,低功耗,便于生產(chǎn)便攜式產(chǎn)品 ,因此 為學(xué)習(xí)、應(yīng)用和開發(fā)提供了便利 的 條件。 4 1 單片機的發(fā)展 單片機又稱單片微控制器 ,它不是完成某一個邏輯功能的芯片 ,而是把一個計算機系統(tǒng)集成到一個芯片上。電子稱重技術(shù)從靜態(tài)稱重向動態(tài)稱重 發(fā)展;計量方法從模擬測量向數(shù)字測量發(fā)展;測量特點從單參數(shù)測量向多參數(shù)測量發(fā)展。我國電子衡器的技術(shù)裝備和檢測試驗手段基本達(dá)到國際 90年代中期的水平。 50年代中期電子技術(shù)的滲入推動了衡器制造業(yè)的發(fā)展?;?電子測重儀 的現(xiàn)狀,本課題擬研究一種用 MSP430單片機控制的 電子測重儀 設(shè)計方案。彈簧盤秤制造工藝要求較高,彈簧的疲勞問題無法徹底解決,一旦超過彈簧彈性限度,彈簧秤就會產(chǎn)生很大誤差,以至損壞,影響到稱重的準(zhǔn)確性和可靠性,只是一種暫時的代用品,也被列入逐漸取消的行列。 目前,臺式 電子測重儀 在 日常生活 中的使用已相當(dāng)普遍,但存在較大的局限性:體積大、成本高、需要工頻交流電源供應(yīng)、攜帶不便、應(yīng)用場所受到制約。 單片機技術(shù)的出現(xiàn)給 工業(yè)測控領(lǐng)域帶來了一次新的技 術(shù)革命。本系統(tǒng)是利用壓力傳感器采集當(dāng)前壓力,準(zhǔn)確快速的計算出物品重量并顯示到 LED上。由壓力傳感器制作的電子測重儀已廣泛地應(yīng)用到各行各業(yè) , 特別是微處理機的出現(xiàn),工業(yè)生產(chǎn)過程自動化程度的不斷提高,壓力傳感器已成為過程控制中的一種必需的裝置。 金 華 職 業(yè) 技 術(shù) 學(xué) 院 JINHUA COLLEGE OF PROFESSION AND TECHNOLOGY 畢業(yè)教學(xué)環(huán)節(jié)成果 題 目 基于 MSP430 單片機 的電子測重儀設(shè)計 學(xué) 院 信息工程學(xué)院 專 業(yè)
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