【正文】 _year。參考文獻(xiàn)[1] ，1999[2] 數(shù)字部分（第五版）[M].北京：高等教育出版社，2005.[3] 模擬部分（第五版）[M].北京：高等教育出版社，2005.[4] （第3版）[M].北京：人民郵電出版社，[5] (第2版) [M].北京: 清華大學(xué)出版社，2004.[6] (第2版) [M].北京: 電子工業(yè)出版社,2008[7] (第三版) [M].北京: 清華大學(xué)出版社,2005[8] ，1990[9] ，1993[10] [J]. 北京：中國計(jì)量出版社，1991:225259[11] ：人民郵電出版社，1998[12] 趙毅，牟同升，沈小麗. 單片機(jī)系統(tǒng)中數(shù)字濾波的算法[J]. 2001,38(6):58[13] 候國章．測試與傳感技術(shù)[M]．北京：高等德育出版社,1998．[14] Nayfeh M H and Brussel M K 1985 Electricity and Magnetism (New York: Wiley) Example [15] 王幸之，王雷，翟成等. 單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)抗干擾設(shè)計(jì)[M].北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2000附錄本設(shè)計(jì)的主程序：includeincludeincludeincludeincludeincludeincludeincludedefine uint unsigned intdefine uchar unsigned charuchar second,minute,hour。最后是結(jié)果的顯示。最好是預(yù)先計(jì)算好應(yīng)放大的倍數(shù)，以便選取。 其次是數(shù)據(jù)采集處理階段，此階段是對傳感器發(fā)出的信號進(jìn)行量化、采集，主要分為信號放大、采集，然后進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換。課設(shè)時(shí)由于傳感器發(fā)出的信號不是很穩(wěn)定，所以稱重時(shí)誤差很大。因此，只有充分了解單片機(jī)、傳感器以及各部分之間的關(guān)系才能達(dá)到要求。傳感器好比人體“五官”的工程模擬物，它是一種能將特定的被測量信息（物理量、化學(xué)量、生物量等）按一定規(guī)律轉(zhuǎn)換成某種可用信號輸出的器件或裝置。高精度儀器的核心部件是單片機(jī)，因其極高的性價(jià)比得到廣泛的應(yīng)用與發(fā)展，從而加快了高精度儀器的發(fā)展。解決方法：同過軟件濾波法消去數(shù)據(jù)跳動，使數(shù)據(jù)顯示穩(wěn)定。故障三：把數(shù)據(jù)顯示出來時(shí)，數(shù)據(jù)不夠穩(wěn)定，在跳動。原因分析：信號不穩(wěn)定是由于傳感器精度不夠準(zhǔn)確，以及連線時(shí)線路不穩(wěn)定等因素的影響；不滿足放大倍數(shù)是由于放大器選擇不合適，導(dǎo)致不能滿足設(shè)定的放大倍數(shù)。解決方法：修改程序中的轉(zhuǎn)換子程序部分，在進(jìn)制轉(zhuǎn)換時(shí)計(jì)算出轉(zhuǎn)換系數(shù)值。 調(diào)試故障及原因分析故障一：傳感器顯示電壓示數(shù)范圍與要求的LCD顯示器的質(zhì)量示數(shù)范圍不符。當(dāng)軟件調(diào)試和硬件調(diào)試都正確無誤的時(shí)候，就可以進(jìn)行連接調(diào)試，在調(diào)試中繼續(xù)找出單獨(dú)調(diào)試中無法指出的故障，反復(fù)進(jìn)行修改軟件、修改硬件設(shè)計(jì)的工作，直到所設(shè)計(jì)的電子秤顯示數(shù)據(jù)與理想數(shù)據(jù)誤差不大。軟件調(diào)試中需要用到的測量信號可以用仿真實(shí)驗(yàn)臺上的電壓信號進(jìn)行模擬，而不需要進(jìn)行硬件的連接。第六章 調(diào)試與分析 調(diào)試系統(tǒng)簡介 調(diào)試包括硬件調(diào)試、軟件調(diào)試和樣機(jī)調(diào)試。如果超出了,則要進(jìn)行一系列的比較才能確定是否有新的重量加入。本系統(tǒng)解決辦法是將測量值轉(zhuǎn)化為實(shí)際顯示的稱重值,如果稱重值沒有變化,則認(rèn)為沒有變化。傳統(tǒng)電子秤的處理方法是取一定量的數(shù)據(jù)求均值,規(guī)定一個(gè)求均值的次數(shù),當(dāng)次數(shù)到達(dá)時(shí),對這些均值再作平均,如果在設(shè)定的范圍內(nèi),則認(rèn)為是穩(wěn)定的測量值,反之則為不穩(wěn)定測量值,還需要再取更多的數(shù)據(jù)進(jìn)行相似的處理之后才能知道是否穩(wěn)定。(2)若無重量變化,顯示值保持穩(wěn)定,保證不受噪聲干擾。這樣就得到了最后要顯示的數(shù)據(jù)。用于電子秤慢變數(shù)據(jù)的濾波方法很多,系統(tǒng)綜合采用了權(quán)值濾波、均值濾波、中值濾波和極值濾波等軟件濾波方法。因?yàn)榉Q重?cái)?shù)據(jù)在相當(dāng)長的時(shí)間內(nèi)是穩(wěn)定不變的,而引起數(shù)據(jù)變化的干擾信號則變化頻繁。線性校正取零點(diǎn)A、三分之一量程B、三分之二量程C和滿量程D為基點(diǎn)得到三條線段BA、CB和DC,使得每段的稱量線性度比只有一條線段時(shí)要好。采用分段校準(zhǔn)稱重值和分段計(jì)算稱重值,可大大減小稱重值的相對誤差。另外由于ADC的線性度不夠理想,使小稱量和大稱量區(qū)間的線性斜率不一樣。 軟件主流程系統(tǒng)的主程序流程框圖如圖51所示。 5. 時(shí)間顯示和調(diào)整設(shè)計(jì)，調(diào)整時(shí)間可以同過按“時(shí)鐘”鍵來進(jìn)入時(shí)鐘調(diào)整模式，在時(shí)鐘調(diào)整模式中通過按“累加/s”來選中要調(diào)整的時(shí)間（日期或者時(shí)分），通過按“去皮/m”來進(jìn)行上面所選中的時(shí)間，按“確定”鍵就能退去時(shí)鐘調(diào)整模式。 4. 去皮，同過按“去皮/m”鍵來實(shí)現(xiàn)去皮功能，其中最高去皮不超過5KG。 ，通過按“累加/s”鍵來實(shí)現(xiàn)累加功能，其中最高可累加到5KG。 2. 計(jì)價(jià),通過0到9，10個(gè)數(shù)字鍵和“.”共11個(gè)鍵輸入單價(jià)。 總體工作電路原理圖 圖421 總體工作電路原理圖(一)圖422 總體工作電路原理圖（二）第五章 軟件的設(shè)計(jì) 軟件所實(shí)現(xiàn)的功能 1. 稱重，可以自動改變單位，當(dāng)重量小于1Kg時(shí)是以“g”為單位。5V 由177。我們買了一塊廉價(jià)的，具有＋5V，177。 圖418 12864液晶實(shí)物圖圖419 12864液晶寫操作時(shí)序圖圖420 12864液晶讀操作時(shí)序 電源電路設(shè)計(jì) 系統(tǒng)需要＋5V和177?？梢燥@示84行1616點(diǎn)陣的漢字. 。若以超量程，則避免之。圖416 按鍵原理圖 過量程報(bào)警電路： 由于壓力傳感器 H18的最大承受壓力為 5kG ，若重物的重量超過了限定值，則將會影響壓力傳感器的正常使用，甚至可能會使壓力傳感器的輸出電壓信號嚴(yán)重偏離實(shí)際測量值，即輸出的非線性。圖415 DS1302應(yīng)用電路圖 鍵盤輸入模塊采用標(biāo)準(zhǔn)的 4 4 矩陣鍵盤，設(shè)置 0 ～ 9 數(shù)字、確認(rèn)、刪除鍵，時(shí)鐘設(shè)計(jì)共16個(gè)鍵和一個(gè)復(fù)位鍵，用動態(tài)掃描方式讀取外部按鍵動作，設(shè)計(jì)可靠，同時(shí)配合 8 位單片機(jī)，可以很輕松的實(shí)現(xiàn)按鍵輸入。DS1302的引腳功能說明如圖414所示。實(shí)時(shí)時(shí)鐘，日歷電路提供秒、分、時(shí)、日、日期、月、年的信息，每月的天數(shù)和閏年的天數(shù)可自動調(diào)整，時(shí)鐘操作可通過 AM/PM 指示決定采用 24 或 12 小時(shí)格式。發(fā)完脈沖后應(yīng)將置為高電平。數(shù)據(jù)讀取完成后將置為高電平。A/D轉(zhuǎn)換的工作過程是：當(dāng)為低電平時(shí)，在下降沿MAX187的T／H電路進(jìn)入保持狀態(tài)，并開始轉(zhuǎn)換，8．5μs后DOUT輸出為高電平作為轉(zhuǎn)換完成標(biāo)志?！　⊥暾牟僮鲿r(shí)序如圖2所示。MAX187有2種操作模式：正常模式和休眠模式，將置為低電平進(jìn)入休眠模式，這時(shí)的電流消耗降到10μA以下。接口與SPI，QSPI，和Microwire兼容。其轉(zhuǎn)換速度為75Ksps。5V單電源供電，允許0~5V模擬輸入。如 410 為AD620應(yīng)用電路圖圖410 AD620應(yīng)用電路圖 為了減小干擾所以采用電容C11和C13組成的濾波電路進(jìn)行濾波的作用，進(jìn)一步減小干擾所引起的誤差。因此利用一個(gè)外部電阻便可以實(shí)現(xiàn)對增益的精度編程。當(dāng)減小Rg以獲得更大增益時(shí)，改跨導(dǎo)將漸近增大到輸入晶體管的跨導(dǎo)。這樣就產(chǎn)生了從輸入至A1/A2輸出的差分增益，其計(jì)算公式為G=（R1+R2）/Rg+，以獲得折合到REF引腳電位的單端輸出。 輸入晶體管Q1和Q2提供一路高精度差分對雙極性輸入如圖2，同時(shí)由于采用Superbeta處理，因此輸入偏置電路減小10倍。通過調(diào)整片內(nèi)電阻的絕對值，用戶只需一個(gè)電阻便可實(shí)現(xiàn)對增益的精確編程（G=%）。輸入電流IB=失調(diào)電壓Uos=35125μV177。增益范圍1100000，（G=1+）AD620還非常適合多路復(fù)用應(yīng)用，%建立時(shí)間為15us,而成成本很低，足以實(shí)現(xiàn)每通道一個(gè)一起放大器的設(shè)計(jì)。由于其輸入級采用SuperBeta處理。AD620儀表放大器介紹：AD620是一款低成本，高精度儀表放大器，僅需要一個(gè)外部電阻來設(shè)計(jì)增益，AD620采用8引腳SOIC和DIP封裝，尺寸小于分立電路設(shè)計(jì)，并且功耗更低（）,因而非常適合電池供電及便攜帶（或遠(yuǎn)程）應(yīng)用。三運(yùn)放結(jié)構(gòu)具有差動輸入阻抗高、共膜抑制比高、偏置電流低等優(yōu)點(diǎn)，且有良好的溫度穩(wěn)定性，低噪單端輸出和和增益調(diào)整方便，適于在傳感器電路中應(yīng)用。C總耗散功率 常溫PDW總耗功率 外殼溫度PD30.W 圖 47 為TL431的應(yīng)用電路圖：圖47 TL431的應(yīng)用電路圖 信號放大電路的設(shè)計(jì) 傳感器輸出電壓為毫伏級，而A/D轉(zhuǎn)換器所能處理的電壓是0～5V，所以必須在A/D轉(zhuǎn)換器前加入一個(gè)前置差動放大電路以實(shí)現(xiàn)電壓的放大，放大倍數(shù)為100～1000倍，使輸出電壓為0～5V。C操作環(huán)境溫度范圍TA40 to +85176。由運(yùn)放的特性可知，只有當(dāng)REF端（同相端）的電壓非常接近VRef （）時(shí)，三極管中才會有一個(gè)穩(wěn)定的非飽和電流通過，而且隨著REF端電壓的微小變化，能過三極管的電流將從1～100mA變化，當(dāng)然，該圖絕不是TL431的實(shí)際內(nèi)部結(jié)構(gòu)，所以不能簡單地用這種組合來代替它。TL431的具體功能可以用圖46的功能模塊示意?？蓮V泛用于單片精密開關(guān)電源或精密線性穩(wěn)壓電源中l(wèi)在很多應(yīng)用中可以用它代替齊納二極管。1 TL431的簡介 德州儀器公司（TI）生產(chǎn)的TL431是一是一個(gè)有良好的熱穩(wěn)定性能的三端可調(diào)分流基準(zhǔn)源。 AT89S52內(nèi)部結(jié)構(gòu)：單片機(jī)的引腳結(jié)構(gòu)如下圖41所示，各個(gè)引腳功能描述如下：圖41 單片機(jī)引腳結(jié)構(gòu)圖圖42 單片機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖 Hl8傳感器的電路設(shè)計(jì)根據(jù)設(shè)計(jì)要求，市場情況和請教別人的經(jīng)驗(yàn)，我們選擇了濟(jì)南金鐘電子衡器股份有限公司生產(chǎn)的H18型壓力傳感器，為雙孔懸臂梁形式，是電子計(jì)價(jià)秤的專用產(chǎn)品，也可用于制造由單只傳感器構(gòu)成的電子案秤，臺秤及專用衡器等，其主要技術(shù)指標(biāo)如表一所示，各項(xiàng)指標(biāo)較濟(jì)南市場上見到的同類傳感器優(yōu)秀的多，只是價(jià)格上稍微貴了一些，實(shí)際應(yīng)用的結(jié)果表明，物有所值。近幾年來，單片機(jī)的發(fā)展更為迅速，它已滲透到諸多學(xué)科的領(lǐng)域，以及人們生產(chǎn)生活中的各個(gè)方面。5V.+12V電源供電第四章 硬件電路的設(shè)計(jì) AT89S52的簡介：（芯片介紹不能超過1頁，挑重要的就行，不能長篇介紹）近十幾年來，單片機(jī)在生產(chǎn)過程控制、自動檢測、數(shù)據(jù)采集與處理、科技計(jì)算、商業(yè)管理和辦公室自動化等方面獲得了廣泛的應(yīng)用。第三章 總體方案 工作原理 當(dāng)物體放在秤重盤上，壓力施給傳感器，該傳感器會產(chǎn)生形變，而使之阻抗發(fā)生變化的，從而使激勵電壓產(chǎn)生改變，輸出一個(gè)變化的摸擬信號，該模擬信號通過AD620芯片的電路放大，送給采用MAX187芯片A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成便于處理的數(shù)字信號，然后將信號送至CPU中央處理器進(jìn)行運(yùn)算控制，同時(shí)采用DS1302芯片來輸出時(shí)鐘信號送給CPU，CPU根據(jù)鍵盤命令及程序?qū)?shù)據(jù)傳送致12864液晶顯示出來。其中全橋式Hl8傳感器比較好。方案二：采用全橋式的傳感器，所謂全橋，即將電橋的四臂接入四應(yīng)變片。其中：一片受拉，一片受壓，另外兩應(yīng)變片不受力。 應(yīng)變片式電阻傳感器按其測量電路（橋式）可分為單臂式、半橋式、全橋式三種。優(yōu)異的AC 特性和極低的電源消耗，同時(shí)及其容易的使用和較小的封裝尺寸使得MAX187能理想的應(yīng)用于遠(yuǎn)程DSP 和傳感器，或者應(yīng)用于對電源消耗和空間極為苛刻的地方。同時(shí)MAX187 有內(nèi)部基準(zhǔn)，MAX187 采用節(jié)約空間的8 腳DIP 和16 腳SO 封裝。MAX18轉(zhuǎn)換速度為75Ksps。方案二：采用MAX187 A/D轉(zhuǎn)換芯片，MAX187 串行12 位模數(shù)轉(zhuǎn)換器可以在單5V 電源下工作，接受0－5V 的模擬輸入。通過以上的比較，故采用方案二設(shè)計(jì)電路比較簡單。方案二： 采用AD620芯片組成的放大電路，AD620是一款低成本，高精度儀表放大器，AD620采用8引腳SOIC和DIP封裝，尺寸小于分立電路設(shè)計(jì)，并且功耗更低（）,因而非常適合電池供電及便攜帶（或遠(yuǎn)程）應(yīng)用。2nA）和開環(huán)增益高（對于OP07A為300V/mV）的特點(diǎn)，這種低失調(diào)、高開環(huán)增益的特性使得OP07特別適用于高增益的測量設(shè)備和放大傳感器的微弱信號等方面。由于OP07具有非常低的輸入失調(diào)電壓（對于OP07A最大為25μV），所以O(shè)P07在很多應(yīng)用場合不需要額外的調(diào)零措施。基于時(shí)鐘芯片的上述優(yōu)點(diǎn)，本設(shè)計(jì)采用方案二完成數(shù)字時(shí)鐘的功能。 方案二：DS1302是美國DALLAS公司最新推出的時(shí)鐘芯片，采用CMOS技術(shù)制成，把時(shí)鐘芯片所需的晶振和外部鋰電池相關(guān)電路集于芯片內(nèi)部，采用DS1302芯片設(shè)計(jì)的時(shí)鐘電路勿需任何外圍電路并具有良好的微機(jī)接口。該方案具有硬件電路簡單的特點(diǎn)，但當(dāng)單片機(jī)不上電，程序?qū)⒉粓?zhí)行。原理為：在單片機(jī)內(nèi)部存儲器設(shè)三個(gè)字節(jié)分別存放時(shí)鐘的時(shí)、分、秒信息。根據(jù)需要，可利用兩種方案實(shí)現(xiàn)。 由于本設(shè)計(jì)要顯示的內(nèi)容比較多，而且?guī)в兄形娘@示，所以我們采用方案二?？梢燥@示84行1616點(diǎn)陣的漢字. 。但不能顯示中文，顯示的內(nèi)容受到一定的限制。 顯示部分 顯示部分是本次設(shè)計(jì)不可缺少的一部分，對于能顯示主要數(shù)據(jù)的有以下兩種方案：方案一：采用1602液晶顯示，1602液晶最多只能顯示162個(gè)字符（即32個(gè)字符）， 1602液晶模塊內(nèi)部的字符發(fā)生存儲器（CGROM)已經(jīng)存儲了160個(gè)不同的點(diǎn)陣字符圖形，這些字符有：阿拉伯?dāng)?shù)字、英文字母的大小寫、常用的符號、日文假名等，和單片機(jī)系統(tǒng)的接口簡單可靠，操作方便，和別的液晶顯示器相比其體積小，重量輕和低功耗。但對于我們來說編程還是有一定的難度。所有的寄存器都直接與算邏單元(ALU) 相連接，使得一條指令可