【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(jī)，通過程序?qū)π盘栠M(jìn)行處理，實(shí)現(xiàn)稱重功能，然后將重量與鍵盤輸入單價(jià)相乘計(jì)算出總價(jià)，并將重量和價(jià)格用 LED顯示出來。所設(shè)計(jì)的電子秤具有基本稱重、鍵盤輸入、計(jì)算價(jià)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(shí)際工作和生活中經(jīng)常用到的電子測量器具。這個(gè)程序用來啟動 ADC轉(zhuǎn)換器，將轉(zhuǎn)換的二進(jìn)制結(jié)果換算成 BCD碼，以便顯示程序和計(jì)算程序可以隨時(shí)調(diào)用。進(jìn)入初始化階段， 電子測重儀 系統(tǒng)的各個(gè)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(jì) 電子測重儀 系統(tǒng)的各個(gè)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(jī)的接口上 ，就構(gòu)成了一個(gè)功能強(qiáng)大的基于 MSP430的智能電子秤。它可以為整個(gè)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(jī)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(jià)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(jī)狀態(tài)的情況下，就可以不用為電橋提供激勵(lì)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(shí)，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(jì) 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(diǎn)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(shí)鐘信號，因此使用由晶體產(chǎn)生的時(shí)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(shí)鐘的選擇和控制電路、采樣與轉(zhuǎn)換時(shí)序控制電路 4部分組成。 7 基于以上的考慮，選擇了性價(jià)比比較高的 MSP430FW427 單片機(jī)。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(jī)是不夠用的所以考慮選擇 8 位以上的單片機(jī)，再者 32 位的單片機(jī)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(fèi)，所以考慮使用 16 位的單片機(jī)，而 16 位單片機(jī)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(jìn)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(jī)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(shí)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(gè)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(jī)和一個(gè) 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(shí) 迅速復(fù)位；模擬比較器進(jìn)行模擬電壓的比 較，配合定時(shí)器，可設(shè)計(jì)出 A/D 轉(zhuǎn)換器； 16 位定時(shí)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(jì)數(shù)、時(shí)序發(fā)生、 PWM 等；有的器件更具有可實(shí)現(xiàn)異步、同步 6 及多址訪問串行通信接口可方便的實(shí)現(xiàn)多機(jī)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(shí)現(xiàn)兩路的 12 位 D/A 轉(zhuǎn)換；硬件 I2C串行總線接口實(shí)現(xiàn)存儲器串行擴(kuò)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(jī)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(shí)鐘 系統(tǒng)產(chǎn)生 CPU 和各功能所需的時(shí)鐘。在 MSP430 系列中有兩個(gè)不同的時(shí)鐘系統(tǒng)：基本時(shí)鐘系統(tǒng) 、鎖頻環(huán)（ FLL 和 FLL+）時(shí)鐘系統(tǒng)和 DCO數(shù)字振蕩器時(shí)鐘系統(tǒng)。因而可使其在 1MHz 的時(shí)鐘條件下運(yùn)行時(shí)，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(shí)現(xiàn)乘加運(yùn)算）相配合，能實(shí)現(xiàn) 數(shù)字信號處理的某些算法，如 FFT等。這些特點(diǎn)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(shí)現(xiàn)的大部分功能，現(xiàn)在已能用單片機(jī)通過軟件方法來實(shí)現(xiàn)了，因此單片機(jī)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(jī)已成為計(jì)算機(jī)發(fā)展和應(yīng)用的一個(gè)重要方面。導(dǎo)彈的導(dǎo)航裝置，飛機(jī)上各種儀表的控制，計(jì)算機(jī)的網(wǎng)絡(luò)通訊與數(shù)據(jù)傳輸，工業(yè)自動化過程的實(shí)時(shí)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(jī)、攝象機(jī)、全自動洗衣機(jī)的控制，以及程控玩具、電子寵物等等，這些都離不開單片機(jī)。它是一種在線式實(shí)時(shí)控制計(jì)算機(jī)，在線式就是現(xiàn)場控制，需要的是有 較強(qiáng)的抗干擾能力，較低的成本，這也是和離線式計(jì)算機(jī)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(jià)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(jī)的發(fā)展 單片機(jī)又稱單片微控制器 ,它不是完成某一個(gè)邏輯功能的芯片 ,而是把一個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)集成到一個(gè)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(jì)量方法從模擬測量向數(shù)字測量發(fā)展；測量特點(diǎn)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(yàn)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(jī)控制的 電子測重儀 設(shè)計(jì)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(shí)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(jī)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(jì)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(jī)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(jī) 的電子測重儀設(shè)計(jì) 學(xué) 院 信息工程學(xué)院 專 業(yè)