【正文】 大的沖擊和革命性的影響。隨著單片機技術(shù)的不斷提高 ， 功能不斷完善，使其應(yīng)用 日趨成熟，應(yīng)用領(lǐng)域日趨擴大?，F(xiàn)有的便攜秤為桿秤或以彈簧、拉伸變形來實現(xiàn)計量的彈簧秤，居民用戶使用的基本是桿秤。多年來，人們一直期待測量 準(zhǔn)確、價格低廉的投放市場。這種 電子測重儀 體積小、 測 量準(zhǔn)確、攜帶方便，能夠滿足商業(yè)貿(mào)易和居民家庭的使用需求。 60年代初期出現(xiàn)機電結(jié)合式電子衡器以來，經(jīng)過 40多年的不斷改進與完善，我國電子衡器從最初的機電結(jié)合型發(fā)展到現(xiàn)在的全電子型和數(shù)字智能型。電子衡器制造技術(shù)及應(yīng)用得到了新發(fā)展。但就總體而言，我國電子衡器產(chǎn)品的數(shù)量和質(zhì)量與工業(yè)發(fā)達國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、工藝裝備與測試儀表老化、開發(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。概括的講：一塊芯片就成了一臺計算機，學(xué)習(xí)使用單片機是了解計算機原理與結(jié)構(gòu)的最佳選擇。 單片機內(nèi)部也用和電腦功能類似的模塊，比如 CPU，內(nèi)存，并行總線，還有和硬盤作用相同的存儲器件，不同的是它的這些部件性能都相對我們的家用電腦弱很多，不過價錢也是低的，一般不超過 10元即可 。我們現(xiàn)在用的全自動滾筒洗衣機、排煙罩、 VCD等等的家電里面都可以看到它的身影！它主要是作為控制部分的核心部件。 目前單片機滲透到我們生活的各個領(lǐng)域，幾乎很難找到哪個領(lǐng)域沒有單片機的蹤跡。更 高級的還有 自動控制領(lǐng)域的機器人、智能儀表、醫(yī)療器械 等等 。另 一方面，單片機應(yīng)用的重要意義還在于，它從根本上改變了傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)設(shè)計思想和設(shè)計方法。 5 2 電子測重儀的相關(guān)理論與技術(shù) MSP430 單片機的特點 處理能力強： MSP430系列單片機是一個 16位的單片機，采用了精簡指令集（ RISC）結(jié)構(gòu)，具有豐富的尋址方式（ 7 種源操作數(shù)尋址、 4 種目的操作數(shù)尋址）、簡潔的 27 條內(nèi)核指令以及大量的模擬指令；大量的寄存器以及片 內(nèi)數(shù)據(jù)存儲器都可參加多種運算；還有高效的查表處理指令。 運算速度快： MSP430 系列單片機能在 25MHz晶體的驅(qū)動下，實現(xiàn) 40ns的指令周期。 超低功耗： 首先， MSP430 系列單片機的電源電壓采用的是 電壓。 其次，獨特的時鐘系統(tǒng)設(shè)計?？梢灾皇褂靡粋€晶體振 蕩器（ 32768HZ），也可以使用兩個晶體振蕩器。并且這些時鐘可以在指令 的控制下，打開和關(guān)閉，從而實現(xiàn)對總體功耗的控制 。在實時時鐘模式下，可達 ，在 RAM 保持模式下，最低可達 。它們分別是 看門狗 （ WDT）、 模擬比較器 A、定時器 A0（ TIMER_A0）、定時器 A1（ TIMER_A1）、定時器 B0（ TIMER_B0）、 UART、 SPI、 I2C、 硬件乘法器 、液晶驅(qū)動器、 10位 /12位 ADC、 16位 Σ Δ ADC 、 DMA、 I/O端口、基本定時器（ BASIC TIMER）、 實時時鐘 （ RTC）和 USB控制器等若干外圍模塊的不同組合。 MSP430 系 列單片機的這些片內(nèi)外設(shè)為系統(tǒng)的單片解決方案提供了極大的方 便。對于 OPT 型和 ROM 型的器件是使用 仿真器 開發(fā)成功之后燒寫或掩膜芯片；對于 FLASH 型則有十分方便的開發(fā)調(diào)試環(huán)境，因為器件片內(nèi)有 JTAG 調(diào)試接口，還有可電擦寫的 FLASH 存儲 器，因此采用先下載程序到 FLASH 內(nèi)，再在器件內(nèi)通過軟件控制程序的運行，由 JTAG 接口讀取片內(nèi)信息供設(shè)計者調(diào)試使用的方法進行開發(fā)。開發(fā)語言有匯編語言和 C 語 言。 針對目前普遍使用的 51系列單片機局限性，為了很好地滿足控制器的準(zhǔn)確性、精確性的要求，采取了一系列措施。用于本系統(tǒng)中進行采樣也比較合適，再次考慮控制器對功能性接口要求較高，而且存在較大數(shù)量的計算任務(wù)。 圖 21 MSP430FW427的圖 MSP430FW427 的模數(shù)轉(zhuǎn)換器 ADS1110 MSP430FW427內(nèi)嵌模數(shù)轉(zhuǎn)換器模塊，其采樣頻率為每通道 200kb/s，可以對生物、機械等傳感器給出的模擬量進行 AD轉(zhuǎn)換。 采樣系統(tǒng)中數(shù)模轉(zhuǎn)換速度與轉(zhuǎn)換時鐘有密切關(guān)系 ,利用 msp430fw427單片機通用 IO口模擬 I2C總線擴展 16位 A/D轉(zhuǎn)換器 ads1110完成數(shù)據(jù)采集工作，并把采集到的數(shù)據(jù)顯示到顯示緩沖區(qū) 。為了得到正確可靠的 轉(zhuǎn)換，模擬輸入信號必須在采樣期間保持穩(wěn)定，在整個采樣與轉(zhuǎn)換期間，不允許有相鄰的其他通道引腳有數(shù)字信號活躍，這樣可減少對模擬信號轉(zhuǎn)換的干擾，以得到正確的結(jié)果。 8 MSP430FW427內(nèi)置模數(shù)轉(zhuǎn)換器有 4種轉(zhuǎn)換模式：單通道單次轉(zhuǎn)換、單通道多次轉(zhuǎn)換、多通道單次轉(zhuǎn)換、多通道多次轉(zhuǎn)換。 壓力傳感器由敏感元件、轉(zhuǎn)換元件、后續(xù)處理部分組成，壓力傳感器一般應(yīng)用應(yīng)變片來實現(xiàn)壓力的測量，應(yīng)變片的制造原理是依據(jù)橋式電路，當(dāng)在橋臂上的電阻滿足這樣的條件： R1R3=R2R4時電橋平衡，則輸出的電壓為零，當(dāng)電阻由變化的時候，電橋不平衡，有一定的電壓輸出。應(yīng)變片是很薄的薄片，上表面鑲嵌兩個有電阻絲制成的電阻，同時下表面也有兩個同樣的電阻，在連接上形成橋式電路，當(dāng)應(yīng)變片上沒 有壓力是， 輸 出的電壓為零，當(dāng)有壓力作用時，上邊的電阻變大，下面的電阻變小，電橋不平恒，而且是相同的電阻絲，其電阻的變化量相同，輸出的電壓與電阻的變化量成線性關(guān)系，再經(jīng)相應(yīng)的測量電路把這一電阻變化轉(zhuǎn)換為電信號（電壓或電流），從而完成了將外力變換為電信號的過程。 本設(shè)計中稱重范圍定為 ， 測量精確到 ，考慮到秤臺自重、振動和沖擊分量，還要避免超重損壞傳感器，所以傳感器量程必須大于額定稱重 —。系統(tǒng)原理方框圖如 圖 31 所示。 電子秤系統(tǒng)壓力傳感器電路 系統(tǒng)的壓力傳感器電路如圖 32所示。在本系統(tǒng)中，通過單片機提供激勵電壓。傳感器的電橋電阻為 1200歐， 電源電壓為 3 .V，激勵狀態(tài)下耗電 mA。 顯示電路 調(diào)理電路 MSP430FW427 壓力傳感器 電 源 10 圖 32 壓力傳感器電路 電子秤系統(tǒng)的顯示電路 LED顯示電路如圖 34所示。為了保證 LED的工作安全，電路中必須加上上拉電阻，上拉電阻電路如圖 35所示，通過網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號與 LED相連。如圖 36所示為電源電路。 圖 34 電源電路 小結(jié) 本章在上一章的基礎(chǔ)上，結(jié)合 電子測重儀 系統(tǒng)的基本功能介紹了它的工作流程、硬件組成和工作原理，設(shè)計了壓力傳感器的稱重放大電路、 LED顯示電路、鍵盤掃描電路和電源電路。 12 4 電子測重儀系統(tǒng)的軟件設(shè)計 電子測重儀系統(tǒng)的順利工作，需要合適的軟件來協(xié)調(diào)系統(tǒng)的各個硬件組成部分，根據(jù)電子測重儀系統(tǒng)的工作需要來工作，從而達到特定的功能。 電子測重儀系統(tǒng)的程序總流程圖 系統(tǒng)總程序流程圖如圖 41所示。 圖 41 電子秤系統(tǒng)的程序總流程圖 初始化程序流程圖 初始化程序流程圖如圖 42所示。 開 始 初始化 壓力傳感器程序 LED 顯示程序 稱重程序 預(yù)處理程序 13 圖 42 初始化程序流程圖 壓力傳感器程序流程圖 壓力傳感器程序流程圖如圖 43所示。 圖 43 壓力傳感器程序流程圖 小結(jié) 本章首先設(shè)計了 電子測重儀 系統(tǒng)程序的總流程圖，并在系統(tǒng)程序的總流程圖的框架下有序地設(shè)計了初始化程序流程圖、壓力傳感器程序流程圖、預(yù)處理程序流程圖、稱重計價程序流程圖、鍵盤程序流程圖、 LED程序流程圖，并就各個部分的主要功能作了進一步的介紹和說明。本文主要介紹了數(shù)字電子秤的硬件電路結(jié)構(gòu)及其中的原理。電子秤的測量范圍為，測量精度達到 。 隨著電子秤系統(tǒng)相關(guān)技術(shù)的不斷完善，數(shù)字化、智能化、小型化的電子秤必將為人們的生活帶來極大的便利，電子秤的發(fā)展前景也必將更加廣闊。在這開心和艱辛的時光里體驗到了更多的生活和社會，讓自己學(xué)會了成長，首先要感謝我的母校，因為我們都在這里成長，每一刻都很寶貴。 MSSP430單片機是我第一次接觸，所以不論是提醒還是指導(dǎo)方面，余老師都讓我學(xué)到了很多東西，是在 51單片機以外的知識，順利的完成這項畢業(yè)設(shè)計。 讓我從毫無所知，到現(xiàn)在認(rèn)識到它，良師益友在此時給了我最大的幫助。 16 參考文獻 1．沈建華，楊艷琴，翟曉曙． MSP430 系列 16 位超低功耗單片機原理