【正文】 T1中斷子程序T1定時中斷嵌套在T0中斷之中，其定時初值由模糊控制子程序提供，T1中斷相應(yīng)的時間用于輸出稱重儀的控制信號。主程序流程圖如下圖41所示：開始調(diào)用查詢子程序. R2. R3. R4中調(diào)用顯示子程序返回圖41 系統(tǒng)總流程圖查詢子程序流程圖見圖42所示：開始P2口送入A千位選通信號DS1=1？NY千位送入20H高4位5位P2口送入A百位選通信號 DS2=1？NY百位送入20H低4位P2口送入A十位選通信號 DS3=1？NY十位送入21H高4位個位送入21H低4位結(jié)束Y個位選通信號 DS4=1？P2送入AN圖42 查詢子程序流程圖 中斷程序模塊圖如圖43為中斷服務(wù)程序流程圖：恢復(fù)現(xiàn)場進(jìn)行鍵功能散轉(zhuǎn)保護(hù)現(xiàn)場讀鍵值開始清除鍵存放單元開中斷，中斷返回圖43 中斷服務(wù)程序流程圖 T0中斷程序該中斷是單片機(jī)內(nèi)部5S定時中斷，優(yōu)先級設(shè)為最低，但卻是最重要的子程序。主程序主要完成控制系統(tǒng)各部件的初始化和實(shí)現(xiàn)各功能子程序的調(diào)用，以及實(shí)際測量中各個功能模塊的協(xié)調(diào)在無外部中斷申請時，單片機(jī)通過循環(huán)對所稱物體進(jìn)行顯示。 顯示模塊與控制模塊的連接本系統(tǒng)的控制模塊與顯示模塊的連接相對較簡單，主要實(shí)現(xiàn)以下功能：處理重量數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)重量的顯示，控制數(shù)碼管的顯示，具體分別如圖39和圖310所示：圖39 顯示模塊1與控制模塊的連接圖310 顯示模塊2與控制模塊的連接 本章小結(jié)本章主要對構(gòu)成整個硬件系統(tǒng)的各個元器件進(jìn)行分析，并對一些元器件之間的相互連接進(jìn)行設(shè)計，這樣的分析對整個硬件系統(tǒng)的建立大有裨益。由于輸入信號為直流電壓，在INA121的輸入管腳之前需接入濾波電路。微弱信號V和V+被分別放大后從INA121的第6腳輸出。由于引腳EOC與DU連接在一起，所以MC14433能自動轉(zhuǎn)換。 由于MC14433的A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果是動態(tài)分時輸出的BCD碼，所以，Q0～Q3和DS1～DS4可以通過8051單片機(jī)的并行口P1或通過擴(kuò)展I/O電路與其相連。才用字位動態(tài)掃描BCD碼輸出方式，即千，百，十，個位BCD碼輪流在Q0～Q3端輸出。對應(yīng)的基準(zhǔn)電壓為+200MV和+2V。Vpp電壓有兩種，類似芯片最大頻率值要根據(jù)附加的編號或芯片內(nèi)的特征字決定。要使AT89C51只訪問外部程序存儲器（地址為0000HFFFFH）,這時該引腳必須保持低電平，而要使用片內(nèi)的程序存儲器時該引腳必須保持高電平。(3) EA/Vpp 31 外部訪問允許端。當(dāng)AT89C51由外部程序存儲器取指令或常數(shù)時，每個機(jī)器周期輸出2個脈沖即兩次有效。對Flash存儲器編程時，這個引腳用于輸入編程脈沖PROG。除此之外P3端口還用于一些專門功能，具體如表34所示：表34 P3端口的功能P3引腳兼用功能串行通訊輸入（RXD）串行通訊輸出（TXD）外部中斷0（ INT0）外部中斷1（INT1）定時器0輸入(T0)定時器1輸入(T1)外部數(shù)據(jù)存儲器寫選通WR外部數(shù)據(jù)存儲器寫選通RD5．其它的控制或復(fù)用引腳(1) ALE/PROG 30 訪問外部存儲器時，ALE（地址鎖存允許）的輸出用于鎖存地址的低位字節(jié)。P1－3端口在做輸入使用時，因內(nèi)部有上接電阻，被外部拉低的引腳會輸出一定的電流。輸出時可驅(qū)動4個TTL。而在訪問8位地址的外部數(shù)據(jù)存儲器時其引腳上的內(nèi)容在此期間不會改變。對內(nèi)部Flash程序存儲器編程時，接收高8位地址和控制信息。輸出時可驅(qū)動4個TTL。端口置1時，內(nèi)部上拉電阻將端口拉到高電平，作輸入用，對內(nèi)部Flash程序存儲器編程時，接收低8位地址信息。(2) P1端口[－] P1是一個帶有內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/0端口。校驗(yàn)程序時輸出指令字節(jié)，要求外接上拉電阻。作為輸出口時能驅(qū)動8個TTL。復(fù)位后P0－P3口均置1引腳表現(xiàn)為高電平，程序計數(shù)器和特殊功能寄存器SFR全部清零。電容取30PF左右，具體實(shí)現(xiàn)如圖32所示：圖32 晶振電路圖3．復(fù)位RST。內(nèi)部方式時，時鐘發(fā)生器對振蕩脈沖二分頻，如晶振為12MHz，時鐘頻率就為6MHz。2．外接晶體引腳XTAL1。輸入信號送入前級放大器放大，再經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成BCD碼，然后把BCD碼送入單片機(jī)AT89C51中進(jìn)行處理，最后把數(shù)據(jù)送出數(shù)碼管顯示。AT89C51是ATMEL公司的新一代8位的一片機(jī)產(chǎn)品，帶有4KROM、128BRAM，最大工作頻率24MHZ[13]；同時，具有32條輸入輸出線，16位定時/計數(shù)器，5個中斷源，一個串行口；它具有集成度高、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，體積小可靠性高，處理功能強(qiáng)，速度快等特點(diǎn)。 本章小結(jié)經(jīng)過仔細(xì)的分析和比較、實(shí)際模擬和理論論證，決定了系統(tǒng)各模塊的最終方案如下：（1）電源模塊：采用自制可調(diào)式三端集成穩(wěn)壓電源；（2）放大模塊：采用儀表放大器INA121；（3）A/D轉(zhuǎn)換模塊：采用雙積分A/D轉(zhuǎn)換器MC14433；（4）控制模塊：采用單片機(jī)AT89C51；（5）顯示模塊：采用七段LED數(shù)碼管。如圖26所示為CW317應(yīng)用電路圖：圖26 穩(wěn)壓器CW317應(yīng)用電路圖 顯示模塊選擇顯示模塊主要用于重量的顯示，原本采用字符型液晶模塊 JM1602C，JM1602C能顯示基本的ASCⅡ碼字符，采用CMOS工藝低功耗，內(nèi)置KS0066驅(qū)動器，數(shù)據(jù)可直接傳送，用并行輸入輸出形式，數(shù)據(jù)傳送快，低延遲顯示體現(xiàn)多樣性，但是JM1602C的引腳電平為+5V，RAM的引腳電平為+，這樣就要解決電壓不匹配問題，靈活性降低[10]。穩(wěn)壓器內(nèi)部含有過流、過熱保護(hù)電路。但其不可調(diào)，不能滿足所需要的正負(fù)5V電源的要求，所以我采用自制電源，可調(diào)式三端集成穩(wěn)壓器是輸出電壓可以連續(xù)調(diào)節(jié)的穩(wěn)壓器，有輸出正電壓的CW317系列（LM317）三端穩(wěn)壓器；有輸出負(fù)電壓的CW337系列（LM337）三端穩(wěn)壓器。故剛開始首先考慮采用MC7812(正壓)MC7912MC（負(fù)壓）構(gòu)成的的177。同時采用儀表放大器INA121構(gòu)成的電路還有結(jié)構(gòu)簡單，元器件少，成本較低等優(yōu)勢。較小的前置放大倍數(shù)可以避免極化電壓的影響。其內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖如圖25所示：圖25 INA121內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖INA121是Texes Instruments BB公司生產(chǎn)的FET輸入、低功耗儀器放大電路，性能優(yōu)越。 但考慮到其電路復(fù)雜，需要的元器件多，成本較高。因此我們原本想采用高精度低漂移運(yùn)算放大器構(gòu)成差動放大器。其將通用的微處理器和Flash存儲器結(jié)合在一起，特別是可反復(fù)擦寫的Flash存儲器可有效地降低開發(fā)成本。AT89C51是一個低電壓，高性能CMOS 8位單片機(jī)，片內(nèi)含4k bytes的可反復(fù)擦寫的Flash只讀程序存儲器和128 bytes的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲器（RAM），器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存儲技術(shù)生產(chǎn)，兼容標(biāo)準(zhǔn)MCS51指令系統(tǒng)，片內(nèi)置通用8位中央處理器和Flash存儲單元，內(nèi)置功能強(qiáng)大的微型計算機(jī)的AT89C51提供了高性價比的解決方案[7]。但考慮到由于設(shè)計的是擺錘運(yùn)動控制，F(xiàn)PGA的高速處理功能不能得到充分的體現(xiàn)，并且由于其集成度高，使其成本偏高，同時芯片的引腳多使實(shí)物硬件電路板布線復(fù)雜，加重了電路設(shè)計的實(shí)際焊接的工作，降低了PCB板的靈活性。FPGA可作為實(shí)現(xiàn)各種復(fù)雜的邏輯功能，特別用于大電流、大電壓場合的控制，規(guī)模大，密度高，它將所有的器件集成在一塊芯片上，減少了體積，提高了穩(wěn)定性，并且可用EDA軟件仿真、調(diào)試，易于進(jìn)行功能擴(kuò)展。因?yàn)镃PLD具有豐富的可編程I/O引腳，使用方便靈活，不但可實(shí)現(xiàn)常規(guī)的邏輯器件功能，還可實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的時序邏輯功能，適合完成各種算法和組合邏輯[9]。5V電源電壓時，典型值）；，即千、百、十、個位BCD碼分時在Q0—Q3輪流輸出，同時在DS1—DS4端輸出同步字位選通脈沖，很方便實(shí)現(xiàn)LED的動態(tài)顯示?！?77。%177。MC14433是美國Motorola公司推出的單片3 1/2位A/D轉(zhuǎn)換器，其中集成了雙積分式A/D轉(zhuǎn)換器所有的CMOS模擬電路和數(shù)字電路[3]。另外雙積分型A/D轉(zhuǎn)換器較強(qiáng)的抗干擾能力，和精確的差分輸入，低廉的價格。故而采用雙積分型A/D轉(zhuǎn)換器可大大降低對濾波電路的要求。只要干擾電壓的平均值為零，對輸出就不產(chǎn)生影響。雙積分型A/D轉(zhuǎn)換器具有很強(qiáng)的抗工頻干擾能力。ADC0809是逐次逼近式A/D轉(zhuǎn)換器，雙列直插式，最快的轉(zhuǎn)換速度為100us，其引腳圖如圖21所示：圖21 ADC0809引腳圖 它由8路模擬開關(guān)，8位A/D轉(zhuǎn)換器，三態(tài)輸出鎖存器以及地址鎖存器譯碼器等組成。％。最后利用單片機(jī)AT89C51對數(shù)字信號進(jìn)行處理，控制數(shù)碼管顯示等。而且本設(shè)計電路簡單，成本低，抗工頻干擾強(qiáng)，具有很好的推廣價值。本課題正是從這一方面出發(fā)進(jìn)行設(shè)計的，使得本課題設(shè)計的自動稱重系統(tǒng)既能獲取稱重信息，又能實(shí)現(xiàn)對稱重信息的管理，而且其穩(wěn)定性好，稱量速度快、精度高，可連續(xù)自動稱重，顯示稱量結(jié)果，實(shí)現(xiàn)了稱重數(shù)據(jù)的存儲，并且該自動稱重系統(tǒng)還實(shí)現(xiàn)了可視化，從而杜絕不真實(shí)計量現(xiàn)象，維護(hù)企業(yè)和客戶的利益。隨著工業(yè)自動化和管理現(xiàn)代化的進(jìn)展，自動在線稱重、快速在線稱重和稱重系統(tǒng)有了很大發(fā)展。據(jù)國外資料介紹，在電子稱重裝置中，稱重傳感器的價格這幾年變動不大，儀表價格隨著電子器件價格下降而成下降趨勢，而占成本比重比較大的承載器由于鋼材和加工費(fèi)用的上漲使成本提高。承載器是承載重力并將力傳遞到稱重傳感器的機(jī)械結(jié)構(gòu)。為了適應(yīng)各種應(yīng)用的需要，當(dāng)前稱重儀表發(fā)展的一個趨勢是：通過硬件或軟件的積木式組合來實(shí)現(xiàn)不同的功能需求。為了具備這一性能，市場上的電子衡器的電路普遍較復(fù)雜，相對地，成本也較高。如西門子SIWARE稱重儀的輸出能直接與兩門子PLC控制器的總線相連。如RS232C、RS485或RS422A、20mA電流環(huán)、模擬量(4～20mA)以及繼電器接點(diǎn)輸出。由于采用了比較方式測量，傳感器供橋電源和 A/D轉(zhuǎn)換基準(zhǔn)電源共用一個電源，使電源波動的影響得到了補(bǔ)償。這些新技術(shù)的采用，進(jìn)一步提高了儀表性能和可靠性，井為儀表小型化創(chuàng)造了有利條件。稱重儀表由于采用了低漂移高增益放大器、高分辨率A/D轉(zhuǎn)換器、單片微型機(jī)、電可擦存儲器(EEPROM)和非易失性隨機(jī)存儲器(NOVRAM)，使其性能和功能都有了很大提高[1]。稱重儀是電子衡器的一種，電子衡器是自動化稱重控制和貿(mào)易計量的重要手段，對加強(qiáng)企業(yè)管理、嚴(yán)格生產(chǎn)、貿(mào)易結(jié)算、交通運(yùn)輸、港口計量和科學(xué)研究都起到了重要作用。由于取消了儀表中的模擬放大、A/D轉(zhuǎn)換的環(huán)節(jié)，使儀表大為簡化在計算機(jī)中顯示和控制的場合，可以不用稱重儀表。隨著工業(yè)控制系統(tǒng)向數(shù)字化發(fā)展，近幾年來數(shù)字式稱重傳感器也被開發(fā)和應(yīng)用。它在稱重傳感器中所占的比例達(dá)90％以上。稱重傳感器是電子稱重的核心部件，它把重力轉(zhuǎn)換成電壓信號。在品種方面隨著生產(chǎn)發(fā)展的需要和新技木的應(yīng)用，出現(xiàn)了新品種，如非連續(xù)式自動累加秤、電腦組合包裝秤、高速自動包裝秤等、這些自動秤往往與生產(chǎn)過程緊密相連，成為生產(chǎn)線的一個組成部分，或者與生產(chǎn)機(jī)械組合成一臺機(jī)電一體化設(shè)備。在可靠性方面稱重傳感器在正常使用條件下的壽命一般在十年以上，儀表的平均故障間隔時（MTBF）都超過2000小時，有些產(chǎn)品達(dá)到5000小時。目前作為貿(mào)易結(jié)算用的靜態(tài)秤（如平臺秤、汽車衡、靜態(tài)軌道衡等）己能做到O、l、M、L規(guī)定的3000d（分度），最高可做到6000d。自七十年代以來，發(fā)達(dá)國家在電子稱重方面，無論從技術(shù)水平、品種和規(guī)模等方面都達(dá)到了較高水平。稱重裝置應(yīng)用己遍及到國民經(jīng)濟(jì)各領(lǐng)域，取得了顯著的經(jīng)濟(jì)效益。快速、淮確、操作方便、消除人為誤差、功能多樣化等方面己成為現(xiàn)代稱重技術(shù)的主要特點(diǎn)。自六十年代以后，由于傳感器技術(shù)和電子技術(shù)的迅速發(fā)展，電子稱重技術(shù)日趨成熟，并逐步取代機(jī)械秤。稱重裝置或衡量器是不可缺少的計量工具。自動稱重系統(tǒng)主要包括稱重裝置和數(shù)據(jù)的存儲兩大部分。 collection of data目 錄第1章 緒論 1 引言 1 電子稱重技術(shù)的發(fā)展趨勢 1 稱重傳感器 2 稱重儀表 3 承載器 4 論文研究的目的及意義 4 本課題研究的主要內(nèi)容 4第2章 主要元器件選型……..........................................................................................................5 轉(zhuǎn)換電路芯片選擇 5 主控芯片選擇 6 儀表放大器選擇 7 電源選擇 9 顯示模塊選擇 10 本章小結(jié) 10第3章 硬件系統(tǒng)的設(shè)計 11 電路總體原理框圖設(shè)計 11 主芯片引腳應(yīng)用 11 控制模塊與轉(zhuǎn)換模塊的連接 14 前級放大模塊INA121 15 自動稱重模塊 16 顯示模塊與控制模塊的連接 16 本章小結(jié)……………………………………………………………………………..18第4章 軟件系統(tǒng)的設(shè)計……........................................................................................................19 主程序模塊 19 子程序模塊 19 中斷程序模塊圖 20 T0中斷程序 21 T1中斷子程序 .21 調(diào)零程序模塊圖……………………………………………………………………..21 顯示程序流程圖……………………………………………………………………..22 退出程序流程圖……………………………………………………………………..23 顯示總數(shù)程序流程圖………………………………………………………………..2