【正文】 以在一個(gè)時(shí)鐘周內(nèi)同時(shí)訪(fǎng)問(wèn)兩個(gè)獨(dú)立的寄存器。ATmega16是基于增強(qiáng)的AVR RISC結(jié)構(gòu)的低功耗8 位CMOS微控制器。 方案二 應(yīng)用AVR，AVR是一種高性能、低功耗的高性能微處理器，它采用哈佛結(jié)構(gòu)，廢除了復(fù)雜指令集計(jì)算機(jī)追求指令完備的做法；采用精簡(jiǎn)指令集計(jì)算機(jī)，以字作為指令長(zhǎng)度單位，將內(nèi)容豐富的操作數(shù)與操作碼安排在一字之中；取指周期短，又可預(yù)取指令，實(shí)現(xiàn)流水作業(yè)，可高速執(zhí)行指令。技術(shù)比較成熟，應(yīng)用廣泛。然而，高精密檢測(cè)的電子秤如果要達(dá)到這種分辨率，那么ADC的精度需要接近于20 bit。 電子秤向提高精度和降低成本方向發(fā)展的趨勢(shì)引起了對(duì)低成本、高性能模擬信號(hào)處理器件需求的增加。目前，解決上述問(wèn)題的最好方法是采用數(shù)字和算或數(shù)?；旌虾退?。從2O世紀(jì)7O年代的模擬串聯(lián)和算到8O年代的模擬并聯(lián)和算，和算技術(shù)的發(fā)展大幅度降低了電子秤的成本，提高了可靠性和穩(wěn)定性。因?yàn)樾⌒蜕逃秒娮臃Q(chēng)對(duì)適時(shí)性要求不高，運(yùn)算也不太復(fù)雜，所以用8位微處理器足可滿(mǎn)足要求。傳統(tǒng)的量具是桿稱(chēng)或盤(pán)稱(chēng)，2O世紀(jì)7O年代開(kāi)始出現(xiàn)了電子稱(chēng)。但就總體而言，我國(guó)電子衡器產(chǎn)品的數(shù)量和質(zhì)量與工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家相比還有較大差距，其主要差距是技術(shù)與工藝不夠先進(jìn)、工藝裝備與測(cè)試儀表老化、開(kāi)發(fā)能力不足、產(chǎn)品的品種規(guī)格較少、功能不全、穩(wěn)定性和可靠性較差等。電子衡器制造技術(shù)及應(yīng)用得到了新發(fā)展。60年代初期出現(xiàn)機(jī)電結(jié)合式電子衡器以來(lái)，經(jīng)過(guò)40多年的不斷改進(jìn)與完善，我國(guó)電子衡器從最初的機(jī)電結(jié)合型發(fā)展到現(xiàn)在的全電子型和數(shù)字智能型。本系統(tǒng)具有操作簡(jiǎn)便，誤差小，精度高等特點(diǎn)，并可直接數(shù)字測(cè)量結(jié)果?；陔娮映拥默F(xiàn)狀，本項(xiàng)目擬研究一種用單片機(jī)控制的多功能電子秤設(shè)計(jì)方案。彈簧盤(pán)秤制造工藝要求較高，彈簧的疲勞問(wèn)題無(wú)法徹底解決，一旦超過(guò)彈簧彈性限度，彈簧秤就會(huì)產(chǎn)生很大誤差，以至損壞，影響到稱(chēng)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(tái)式電子秤在商業(yè)貿(mào)易中的使用已相當(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(chǎng)所受到制約。多功能電子秤就是現(xiàn)代生活中應(yīng)運(yùn)而生的一種精確、智能、方便、明了、可靠的稱(chēng)量?jī)x器。儀器主要功能有去皮、計(jì)價(jià)、累計(jì)、單價(jià)設(shè)定、過(guò)載報(bào)警、時(shí)間顯示等。主要技術(shù)指標(biāo)為：—5kg；；精度等級(jí)m級(jí)；電源5v。MAX187 A/D轉(zhuǎn)換的作用是把模擬信號(hào)轉(zhuǎn)變成數(shù)字信號(hào)，進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，然后把數(shù)字信號(hào)輸送到顯示電路中去，最后由顯示電路顯示出測(cè)量結(jié)果。電阻應(yīng)變式傳感器是稱(chēng)重傳感器中應(yīng)用最多的一種，本設(shè)計(jì)采用全橋測(cè)量電路，使系統(tǒng)產(chǎn)生的誤差更小，輸出的數(shù)據(jù)更精確。本課程設(shè)計(jì)的電子秤以 AT89S52 單片機(jī)為控制核心，利用全橋測(cè)量原理，通過(guò)對(duì)電路輸出電壓和標(biāo)準(zhǔn)重量的線(xiàn)性關(guān)系，建立具體的數(shù)學(xué)模型，將電壓量綱（V）改為重量綱（g）即成為一臺(tái)原始電子秤。但是在工業(yè)測(cè)量中還沒(méi)有讓人們期待的電子秤出現(xiàn)。摘 要現(xiàn)代社會(huì)的發(fā)展對(duì)稱(chēng)重技術(shù)提出了更高的要求。目前，臺(tái)式電了秤在商業(yè)貿(mào)易中的使用已相當(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(chǎng)所受到制約。多年來(lái)，人們一直期待測(cè)量準(zhǔn)確、價(jià)格低廉的在工業(yè)發(fā)展中起到巨大作用的電子秤投放市場(chǎng)。其中測(cè)量電路中最主要的元器件就是電阻應(yīng)變式傳感器。而放大器電路采用AD620，其作用就是把傳感器輸出的微弱的模擬信號(hào)進(jìn)行一定倍數(shù)的放大，以滿(mǎn)足A/D轉(zhuǎn)換器對(duì)輸入信號(hào)電平的要求。 電子秤主要由電源、稱(chēng)重傳感器、單片機(jī)、鍵盤(pán)/開(kāi)關(guān)、12864液晶顯示器等部分構(gòu)成。儀器的技術(shù)指標(biāo)參考了目前國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上使用最多、國(guó)內(nèi)外產(chǎn)量最大的電子衡器的技術(shù)指標(biāo)，其合理性無(wú)疑加大了產(chǎn)品投放市場(chǎng)后的競(jìng)爭(zhēng)能力。 關(guān)鍵詞： 單片機(jī) 稱(chēng)重傳感器 放大器 模數(shù)轉(zhuǎn)換 The design of multifunctional electronic scaleAbstractThe development of the modern society has put forward higher request on weighing technology. The desktop electronic scales have been great application in mercial trade, but they have many shortings such as large volume, high cost, AC supply power and not cove nince to carry, so they are restricted to use. The usual portable scales are lever scales which are mostly used by residents, and spring balance which measure through pression or drawing of spring. They are being rejected for their big measuring errors. People have been expecting cheap portable electronic scales which can measure accurately and be carried conveniently for many years.The curriculum design of electronic scales in order to AT89S52 microcontroller to control the core, the use of fullbridge measuring principle, through the circuit output voltage and the standard weight of a linear relationship, the establishment of a specific mathematical model, the dimensionless voltage (V) changed the weight of Class ( g) bee a single original electronic scales. Measuring circuit in which the most significant ponent is the resistance strain sensor. Resistance strain gauge sensor is a sensor in the most widely used, this design uses a fullbridge measurement circuit, so that system to produce a smaller error, the output of the data more accurate. The amplifier circuit using AD620, whose role is to weak analog sensor output signals a certain multiple of the amplification in order to meet the A / D converter input signal level requirements. MAX187 A / D conversion is the role of the analog signals into digital signals, analogdigital conversion, digital signal and then transmitted to the display circuit and there, finally shown by the display circuit measurement results.Electronic Scale is a major by the power, weighing sensor, microcontroller, keyboard / switch 12864 LCD monitors and other parts. Its technical indictors include10kg maximal measuring range,10g division value, III precision, 5V work voltage. Its technical indictors refer to the indictors of the electri conic measuring tools of most popularity in the markets and of large output at home and board, so the instrument is strengthened the petitive power after putting on markets. Instrument main functions are peeled, pricing, total, unit price setting, overload alarm, time display, etc.Key Words： SCM Weighing Sensor Amplifiers Analogdigital conversion目 錄第一章 前 言 1 課題研究意義 1 國(guó)內(nèi)外研究情況 1 本設(shè)計(jì)的任務(wù)和主要內(nèi)容 2第二章 方案論證 3 3 顯示部分 3 數(shù)字時(shí)鐘 4 4 A/D轉(zhuǎn)換器選擇 5 5第三章 總體方案 7 工作原理 7 7第四章 硬件電路的設(shè)計(jì) 8 8 Hl8傳感器的電路設(shè)計(jì) 9 信號(hào)放大電路的設(shè)計(jì) 13 信號(hào)A/D轉(zhuǎn)換器 16 DS1302時(shí)鐘電路的設(shè)計(jì) 17 18 12864液晶顯示電路的設(shè)計(jì) 20 電源電路設(shè)計(jì) 22 總體工作電路原理圖 22第五章 軟件的設(shè)計(jì) 25 軟件所實(shí)現(xiàn)的功能 25 軟件主流程 25 數(shù)據(jù)采集子程序的設(shè)計(jì) 27 顯示子程序的設(shè)計(jì) 28 報(bào)警子程序的設(shè)計(jì) 29 軟件抗干擾設(shè)計(jì) 29第六章 調(diào)試與分析 31 調(diào)試系統(tǒng)簡(jiǎn)介 31 調(diào)試故障及原因分析 31第七章 結(jié)論 32參考文獻(xiàn) 33附錄 34致謝 5251第一章 前 言 課題研究意義 隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，出售商品品種的增加，需要稱(chēng)量物品的設(shè)備也需要更新?lián)Q代。它克服了傳統(tǒng)的桿秤、盤(pán)秤不精確、速度慢、不能計(jì)價(jià)、易作弊等缺點(diǎn)，在商業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用越來(lái)越多。現(xiàn)有的便攜秤為桿秤或以彈簧、拉伸變形來(lái)實(shí)現(xiàn)計(jì)量的彈簧秤，居民用戶(hù)使用的基本是桿秤。多年來(lái)，人們一直期待測(cè)量準(zhǔn)確、攜帶方便、價(jià)格低廉的便攜式電子秤投放市場(chǎng)。這種多功能電子秤體積小、計(jì)量準(zhǔn)確、攜帶方便，平且集質(zhì)量稱(chēng)量功能與價(jià)格計(jì)算功能以及時(shí)間顯示于一體，能夠滿(mǎn)足商業(yè)貿(mào)易和居民家庭的使用需求。 國(guó)內(nèi)外研究情況 50年代中期電子技術(shù)的滲入推動(dòng)了衡器制造業(yè)的發(fā)展。我國(guó)電子衡器的技術(shù)裝備和檢測(cè)試驗(yàn)手段基本達(dá)到國(guó)際90年代中期的水平。電子稱(chēng)重技術(shù)從靜態(tài)稱(chēng)重向動(dòng)態(tài)稱(chēng)重發(fā)展：計(jì)量方法從模擬測(cè)量向數(shù)字測(cè)量發(fā)展；測(cè)量特點(diǎn)已從單參數(shù)測(cè)量向多參數(shù)測(cè)量發(fā)展，特別是對(duì)快速稱(chēng)重和動(dòng)態(tài)稱(chēng)重的研究與應(yīng)用。物品稱(chēng)量是市場(chǎng)交易中很基本的活動(dòng)，是商業(yè)領(lǐng)域最基本的衡具。早期的電子稱(chēng)多通過(guò)模擬電路實(shí)現(xiàn)，隨著電子技術(shù)的不斷發(fā)展．?dāng)?shù)字芯片的價(jià)格逐漸下降，模擬控制已逐步被數(shù)字控制所替代，電子稱(chēng)的設(shè)計(jì)模式也大都以微處理器為核心，使精度和可靠性都有了明顯得提高。 電子稱(chēng)重系統(tǒng)必須將多只傳感器的輸出進(jìn)行和算，才能得到完整準(zhǔn)確的稱(chēng)重結(jié)果。但是，模擬并聯(lián)和算也存在不足：如對(duì)傳感器的一致性要求較高、無(wú)法對(duì)單個(gè)傳感器進(jìn)行檢測(cè)、電子秤四角偏差調(diào)試復(fù)雜等。由于信號(hào)放大器成本的不斷下降以及A／D轉(zhuǎn)換器性能的大幅度提高，數(shù)字和算無(wú)論在技術(shù)上還是在經(jīng)濟(jì)上都進(jìn)入了實(shí)用階段。目前大多數(shù)電子秤是以1:3,000或1:10,000的分辨率輸出最終的稱(chēng)重值的，這樣的系統(tǒng)一般使用12 bit至14 bit的模數(shù)轉(zhuǎn)換器就很容易滿(mǎn)足要求。 本設(shè)計(jì)的任務(wù)和主要內(nèi)容本設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容如下：1) 運(yùn)用電阻應(yīng)變式傳感器并采用全橋測(cè)量電路2) 設(shè)計(jì)一款電子秤3) 用12864液晶顯示器顯示被稱(chēng)物體的質(zhì)量和時(shí)間4) 三運(yùn)放大電路5) A/D轉(zhuǎn)換電路6) 時(shí)間模塊電路第二章 方案論證 方案一 采用常用的89C52控制。現(xiàn)在的51系列技術(shù)硬件發(fā)展的非?？欤霈F(xiàn)了許多功能非常強(qiáng)大的單片機(jī)，因此使用單片機(jī)可以實(shí)現(xiàn)要求的基本功能，并且容易操作。AVR單片機(jī)資源豐富，性能優(yōu)異，具有良好的抗干擾特性。ATmega16 的數(shù)據(jù)吞吐率高達(dá)1 MIPS/MHz而且AVR 內(nèi)核具有豐富的指令集和32 個(gè)通用工作寄存器。并通過(guò)將8 位RISC CPU 與系統(tǒng)內(nèi)可編程的Flash 集成在一個(gè)芯片內(nèi)， ATmega16 成為一個(gè)功能強(qiáng)大的單片機(jī)。通過(guò)比較采用熟悉89C52，我們選擇方案一。不論硬件電路結(jié)構(gòu)或顯示程序都要簡(jiǎn)潔得多，且該模塊的價(jià)格也略低于相同點(diǎn)陣的圖形液晶模塊。方案二：采用12864液晶顯示，12864液晶帶中文字庫(kù)的128X64是一種具有4位/8位并行、2線(xiàn)或3線(xiàn)串行多種接口方式，內(nèi)部含有國(guó)標(biāo)一級(jí)、二級(jí)簡(jiǎn)體中文字庫(kù)的點(diǎn)陣圖形液晶顯示模塊；其顯示分辨率為12864, 內(nèi)置8192個(gè)16*16點(diǎn)漢字，和128個(gè)16*、方便的操作指令，可構(gòu)成全中文人機(jī)交互圖形界面。硬件電路結(jié)構(gòu)或顯示程序都要簡(jiǎn)潔。 數(shù)字時(shí)鐘數(shù)字時(shí)鐘是本設(shè)計(jì)的重要的部分。方案一：本方案完全用軟件實(shí)現(xiàn)數(shù)字時(shí)鐘。利用定時(shí)器與軟件結(jié)合實(shí)現(xiàn)1秒定時(shí)中斷，每產(chǎn)生一次中斷，存儲(chǔ)器內(nèi)相應(yīng)的秒值加1；若秒值達(dá)到60，則將其清零，并將相應(yīng)的分字節(jié)值加1；若分值達(dá)到60，則清零分字節(jié)