【正文】 ，工業(yè)級芯片溫寬為 ?40176。 圖 27 ADC0832 ADC0832 的 特點 ： （ 1） 8 位分辨率； （ 2） 雙通道 A/D 轉換； （ 3） 輸入輸出電平與 TTL/CMOS 相兼容； （ 4） 5V 電源供電時輸入電壓在 0~5V 之間； （ 5） 工作頻率為 250KHZ，轉換時 間為 32μS； （ 6） 一般功耗僅為 15mW； （ 7） 8P、 14P— DIP（雙列直插）、 PICC 多種封裝； （ 8） 商用級芯片溫寬為 0176。學習并使用 ADC0832 可使我們了解 A/D 轉換器 的原理，有助于我們 使用 單片機 的 技術水平提高。 徐州工程學院畢業(yè)設計 (論文 ) 11 在 AD 轉換模塊選用了 ADC0832 ，該器件 是 美國國家半導體公司 生產(chǎn)的一種 8 位分辨率、雙通道 A/D 轉換芯片。 （ 3） A/D 轉換器的有關量程引腳：有的 A/D 轉換器提供兩個輸入引腳，不同量程范圍內(nèi)的模擬量可從不同引腳輸入。積分型的轉換速率低，轉換時間從幾豪秒到幾十毫秒，只能構成低速 A/D 轉換器，一般用于壓力、溫度及流量等緩慢變化的參數(shù)測試。在系統(tǒng)中， A/D 轉換器的分辨率應比系統(tǒng)允許引用誤差高一倍以上。目前，世界上有多種類型的 ADC，有傳統(tǒng)的并行、逐次逼近型、積分型 ADC，也有近年來新發(fā)展起來的流水線型 ADC，多種類型的 ADC 各 有其優(yōu)缺點并能滿足不同的具體應用要求 [6]。 （ 10） 輸出電壓擺幅大（ 0 至 ) 。 （ 8） 共模輸入電壓范圍寬，包括接地。 （ 6） 低輸入偏流。 15V) 。 （ 4） 電源電壓范圍寬：單電源 (3— 30V)；雙電源 (177。 （ 2） 直流電壓增益高 (約 100dB) 。器件資料如 圖 2 2 26 所示。它的使用范圍包括傳感 放大器、直流增益 模組 ， 音頻放大器、工業(yè)控制、 DC 增益部件和其他所有可用單電源供電的使用運算放大器的場合。從而保證放大器輸出性能穩(wěn)定。 （ 2） 抗共模電壓干擾能力強。因此，一般對放大器有如下一些要求： （ 1） 輸入阻抗應遠大于信號源內(nèi)阻。 放大器的輸入信號一般是由傳感器輸出的。為此，測量電路中常設有模擬放大環(huán)節(jié)。30Ω Output Resistance 350177。 PM23 型稱重傳感器主要技術參數(shù)如下表 21 所示： 表 21 PM23 技術參數(shù) CERTIFICATE OF CALIBRATION Model PM23 Rated Load 3 Kg Nonlinearity %. Hysteresis %. Repeatability %. 徐州工程學院畢業(yè)設計 (論文 ) 8 續(xù) 表 21 Greep(30min) %. Zero Balance 177。 通過以上對傳感器的比較分析，最終選擇了第二種方案。 （ 3） 結構輕小，對試件影響小， 對復雜環(huán)境適應性強，可在高溫、高壓、強磁場等特殊環(huán)境中使用，頻率響應好。 若差動工作，即 RRRRRRRRRRRR ???????????? 4321 , ， 按式 （ ） ，則電橋輸出為 Ek?? 式 () 應變片式傳感器有如下特點： （ 1） 應用和測量范圍廣 ，應變片可制成各種機械量傳感器。式（ ）稱平衡條件。 下圖 23 為 一直流供電的平衡電阻電橋， Ein 接直流電源 E： 圖 23 傳感器結構原理圖 當電橋輸出端接無窮大負載電阻時，可視輸出端為開路，此時直流電橋稱為電壓橋，即只有電壓輸出。其轉換電路常用測量電橋。電阻應變片把機械應變信號轉換為Δ R/R 后，由于應變量及相應電阻變化一般都很微小，難以直接精確測量，且不便處理。電阻應變片式電阻應變式傳感器的核心元件，其工作原理是基于材料的電阻應變效應，電阻應變片即可單獨作為傳感器使用，又能作為敏感元件結合彈性元件構成力學量傳感器。功率小，輸出的能量微弱，電纜的分布電容及噪聲干擾影響輸出特性，這對外接電路要求很高。目前多用于加速度和動態(tài)力或壓力的測量。其工作原理是基于某些材料受力后在其相應的特定表面產(chǎn)生電荷的壓電效應。其中敏感元件指傳感器中能直接感受被測量的部分，轉換部分指傳感器中能將敏感元件輸出量轉換為適于傳輸和測量的電信號部分。所謂傳感器就是能感受規(guī)定的被測量 ，并按照一定規(guī)律轉換成可用輸出信號的器件或裝置。 現(xiàn)代科技的快速發(fā)展使人類社會進入了信息時代，在信息時代人們的社會活動將主要依靠對信息資源的開發(fā)和獲取、傳輸和處理，而傳感器處于自動檢測與控制系統(tǒng)之首，是感知獲取與檢測信息的窗口；傳感器處于研究對象與測控系統(tǒng)的接口位置，因此，傳感器的地位與作用特別重要 [5]。傳感器早已滲透到諸如工業(yè)生產(chǎn)、宇宙開發(fā)、海洋探測、環(huán)境保護、資源調查、醫(yī)學診斷、生物工程、甚至文物保護等等極其之泛的領域。 傳感器的選型 傳感器技術 在發(fā)展經(jīng)濟、推動社會進步方面的重要作用，是十分明顯的。的視角，可以在較遠的距離上看清楚。它經(jīng)過合理的設置可以完成顯示被測物質量等信息，并且經(jīng)濟耐用。 該設計方案不僅加強了人機交換的能力，而且設計簡單，不容易出錯，滿足設計要求。 徐州工程學院畢業(yè)設計 (論文 ) 5 圖 21 方案一原理框圖 方案二：同樣選用稱重傳感器測量物體后，選用前置放大、 A/D 轉換等措施，在這個環(huán)節(jié)中使用信號放大和 AD 轉換之間獨立的器件，在顯示方面采用 LED 顯示器，增加了鍵盤控制和語音播報電路。 該設計方案對設計者的焊制能力要求較高， HX711 上多為貼片器件，容易出現(xiàn)錯誤。在電源的方面， HX711 需要穩(wěn)壓電源，這樣才能保證測量數(shù)據(jù)的穩(wěn)定性。在擴展功能上， 采用 ISD1420 語音電路，通過單片機對其尋址訪問實現(xiàn)語音播報功能 。其中數(shù)據(jù)采集模塊 由稱重傳感器、前端信號放大器件、 A/D轉換組成 。本系統(tǒng)在設計過程中，除了能實現(xiàn)系統(tǒng)的基本功能外，還增加了語音播報功能。輸出電壓信號通常很小，需要通過前端信號放大，再通過 A/D 轉換成數(shù)字量送入到主控電路的單片機中處理，再經(jīng)過單片機控制顯示器，從而顯示出被測物體的重量，語音播報模塊通過 51 單片機對語音芯片地址的訪問，實現(xiàn)語音播報的功能。 （ 4）完成系統(tǒng)各部分組成，包括軟件和硬件部分，并進行功能驗證。 （ 2）熟悉本課題的設計指標、設計原理，選取合適的壓力傳感器、 A/D 轉換方法、模擬放大電路及顯示電路和語音 芯片的選擇和設計。 徐州工程學院畢業(yè)設計 (論文 ) 4 2 系統(tǒng)總體方案設計 電子稱的設計要求 研究電子稱重的基本原理，選取合適的壓力傳感器及外圍電路，采用單片機控制，設計一種具有語音及 LED顯示的電子稱重系統(tǒng)。 第四章系統(tǒng)軟 件設計，本章主要是介紹電子稱的軟件設計，給出了本次設計的主程序流程圖及一些模塊的子程序圖。 第二章系統(tǒng)總體方案設計，本章主要內(nèi)容是電子稱的方案設計，首先是對整體的方案進行選擇與設計，再針對各個模塊（傳感器、放大模塊、信號轉換模塊、電源模塊、人機交互模塊）進行具體的方案論證及設計。放大后的模擬電壓信號經(jīng) A/D 轉換電路轉換成數(shù)字量，并送到主控電路的單片機中，再經(jīng)過單片機控制譯碼顯示器，從而顯示出被測 物體的重量，并且通過語音電路對數(shù)字量進行處理進行語音播報。目前，隨著電子技術的飛速發(fā)展，微處理器應用技術的日趨成熟，必將推進基于微處理器為核心的電子稱系統(tǒng)功能的日趨完善，因此多元化智能電子稱具有廣泛的應用前景和開發(fā)價值！ 研究內(nèi)容及結構安排 電子稱的設計首先是通過壓力傳感器采集到被測物體的重量并將其轉換成電壓信號。電子稱由于自身的精度高、功能強和使用方便，實際使用的電子稱有較高的性價比，在很多領域完全可以取代那些機械式的稱重工具。由于目前在設計電子稱系統(tǒng)時大量地采用集成芯片，因此電子稱系統(tǒng)已經(jīng)擺脫了以往的電子模式，正趨向智能化多元化方向發(fā)展。目前的電子稱有附加多 種計算和數(shù)據(jù)處理功能 ， 以滿足多種使用的要求。 目前電子稱的附加功能主要有以下幾種： （ 1） 具有皮重、凈重顯示、語音播報等功能。目前，由于電子衡器具有稱量快、讀數(shù)方便、能在惡劣條件下工作、便于與計算機技術相結合而實現(xiàn)稱重技術和過程控制的自動化特點，已被廣泛應用于工礦企業(yè)、能源交通、商業(yè)貿(mào)易和科學技術等各個部門、隨著稱重傳感器技術以及超大規(guī)模集成電路和微處理器的進一步發(fā)展，電子稱重技術及其應用范圍將更進一步的發(fā)展，并被人們越來 越重視。 80 年代以來，我國通過自行研究引進消化吸收和技術改造 [3]。 徐州工程學院畢業(yè)設計 (論文 ) 2 回首國內(nèi)，我國的衡器在 20 世紀 40 年代以前還全是機械式的， 40 年代開始發(fā) 展了機電結合式的衡器?，F(xiàn)代稱重技術和數(shù)據(jù)系統(tǒng)已經(jīng)成為工藝技術、儲運技術、預包裝技術、收貨業(yè)務及商業(yè)銷售領域中不可或缺的組成部分。這是由于電子衡器不僅給出質量或重量信號，而且也能作為總 系統(tǒng)中的一個單元承擔著控制和檢驗功能，從而推進工業(yè)生產(chǎn)和貿(mào)易交往的自動化和合理化。電子稱的發(fā)展過程與其他事物一樣，也經(jīng)歷了由簡單到復雜、又粗糙到精密、由機械到機電結合再到全電子化、由單一功能到多功能的過程 [2]。在 1960 年開發(fā)出了與衡器相聯(lián)的專門稱重值打印機。 電子稱的發(fā)展及研究成果 國內(nèi)外發(fā)展情況 從國際上看，隨著二十世紀初戰(zhàn)后的經(jīng)濟繁榮，為了把稱重技術引入到生產(chǎn)工藝過程中去，對稱重技術提出了 新的 要求，希望稱重過程自動化，為此電子技術滲入衡器制造業(yè)。而且目前市場上電 子稱產(chǎn)品的整體水平不高，部分小型企業(yè)產(chǎn)品質量差且技術力量薄弱，設備不全，缺乏產(chǎn)品的開發(fā)能力，產(chǎn)品質量在低水平徘徊。同時 ， 功能更加齊全的高精度的先進電子稱將會不斷問世 ， 其應用范圍也會更加拓寬。相比傳統(tǒng)的機械式稱量工具，電子稱具有稱量精度高、裝機體積小、應用范圍廣、易于操作使用等優(yōu)點。隨著人們生活水平的不斷提高，商業(yè)行為也越來越現(xiàn)代化，人 們對商品度量的速度和精度也提出了新的要求。在日常生活中，到處必須用到稱。整個系統(tǒng)結構簡單，使用方便，功能齊全，精度高，具有一定的開發(fā)價值。軟件部分采用單片機 C 語言進行編程，實現(xiàn)了該設計的全部控制功能。本設計采用單片機作為最小系統(tǒng)實現(xiàn)電子稱的基本控制功能， LM358 放大器件、 A/D 轉換芯片 ADC0832 以及相關稱重傳感器作為該設計的數(shù)據(jù)采集部分。徐州工程學院畢業(yè)設計 (論文 ) I 圖 書 分類號： 密 級： 摘要 隨著自動稱量技術的不斷發(fā)展，傳統(tǒng)的模擬稱重系統(tǒng)在測量精度、測量功能及性價比都不能滿足人們的要求，單片機及集成電路的發(fā)展為實現(xiàn)具有良好性能的電子稱重系統(tǒng)提供了條件，該課題設計一種由單片機控制的電子稱系統(tǒng)，通過壓力傳感器感應物品重量，并由信號放大處理電路及 A/D 裝換電路轉換為電信號，由單片機進行信號的處理與控制，并通過 LED 進行重量的顯示，同時由語音電路實現(xiàn)語音播報。 該電子稱設計由稱重傳感器，前端放大電路， A/D 轉換電路，單片機控制電路，顯示電路，穩(wěn)壓電源等各 部分組成。語音部分采用 ISD1420 語音電路（已燒錄），可語音播報所稱重量等語音內(nèi)容。該電子稱可以實現(xiàn)基本的稱重功能（稱重范圍為 0～ 3Kg） ， 最小 分辨率為 ，并擴展了語音報數(shù)的功能。 關鍵詞： 單片機 稱重傳感器 放大電 路 A/D 轉換 LED 語音播報 徐州工程學院畢業(yè)設計 (論文 ) II Abstract With the continuous development of automatic weighing technology,traditional analog weighing system in measuring precision,measurement function and price cannot satisfy the requirement of people,microcontroller and the development of integrated circuits with good performance for the realization of electronic weighing system provided a condition,the subject by a singlechip microputer control design of electronic scale system,through the pressure sensors,and article weight by amplification processing circuit and A/D convers