【正文】 ustrial production rising, the pressure sensors in process control has bee an essential device. This paper introduces a microprocessor MSP430 MCU minimum system, and supported by several major electronic integrated circuit designed for weighing instrument. This system is the use of pressure sensor to collect the current pressure, quickly and accurately calculate the weight of items and displays to LED digital tube.Keywords: pressure sensor, The test apparatus, microcontroller 3 引言隨著時代科技的迅猛發(fā)展，微電子學和計算機等現代電子技術的成就給傳統(tǒng)的電子測量與儀器帶來了巨大的沖擊和革命性的影響。隨著單片機技術的不斷提高，功能不斷完善，使其應用日趨成熟，應用領域日趨擴大?，F有的便攜秤為桿秤或以彈簧、拉伸變形來實現計量的彈簧秤，居民用戶使用的基本是桿秤。多年來，人們一直期待測量準確、價格低廉的投放市場。這種電子測重儀體積小、測量準確、攜帶方便，能夠滿足商業(yè)貿易和居民家庭的使用需求。60年代初期出現機電結合式電子衡器以來，經過40多年的不斷改進與完善，我國電子衡器從最初的機電結合型發(fā)展到現在的全電子型和數字智能型。電子衡器制造技術及應用得到了新發(fā)展。但就總體而言，我國電子衡器產品的數量和質量與工業(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，學習使用單片機是了解計算機原理與結構的最佳選擇。 單片機內部也用和電腦功能類似的模塊，比如CPU，內存，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域，幾乎很難找到哪個領域沒有單片機的蹤跡。更高級的還有自動控制領域的機器人、智能儀表、醫(yī)療器械等等。另一方面，單片機應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)設計思想和設計方法。 5 2 電子測重儀的相關理論與技術 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）結構，具有豐富的尋址方式（7 種源操作數尋址、4 種目的操作數尋址）、簡潔的 27 條內核指令以及大量的模擬指令；大量的寄存器以及片內數據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晶體的驅動下，實現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 計 。 可 以 只 使 用 一 個 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 閉 ，從 而 實 現 對 總 體 功 耗 的 控 制 。 在 實 時 時 鐘 模 式 下 ， 可 達 A ， 在 RAM 保 持模 式 下 ， 最 低 可 達 A 。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 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 外 設 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)調試環(huán)境，因為器件片內有 JTAG 調試接口，還有可電擦寫的 FLASH 存儲器，因此采用先下載程序到 FLASH 內，再在器件內通過軟件控制程序的運行，由 JTAG 接口讀取片內信息供設計者調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 7 較大數量的計算任務。圖21 MSP430FW427的圖 MSP430FW427 的模數轉換器 ADS1110MSP430FW427內嵌模數轉換器模塊，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轉換。采樣系統(tǒng)中數模轉換速度與轉換時鐘有密切關系,利用msp430fw427單片機通用IO口模擬I2C總線擴展16位A/D轉換器ads1110完成數據采集工作，并把采集到的數據顯示到顯示緩沖區(qū)。為了得到正確可靠的轉換，模擬輸入信號必須在采樣期間保持穩(wěn)定，在整個采樣與轉換期間，不允許有相鄰的其他通道引腳有數字信號活躍，這樣可減少對模擬信號轉換的干擾，以得到正確的結 8 果。MSP430FW427內置模數轉換器有4種轉換模式：單通道單次轉換、單通道多次轉換、多通道單次轉換、多通道多次轉換。壓力傳感器由敏感元件、轉換元件、后續(xù)處理部分組成，壓力傳感器一般應用應變片來實現壓力的測量，應變片的制造原理是依據橋式電路，當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，當電阻由變化的時候，電橋不平衡，有一定的電壓輸出。應變片是很薄的薄片，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，當應變片上沒有壓力是，輸出的電壓為零，當有壓力作用時，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系，再經相應的測量電路把這一電阻變化轉換為電信號（電壓或電流），從而完成了將外力變換為電信號的過程。，考慮到秤臺自重、振動 9 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， mA。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，通過網絡標號與LED相連。如圖36所示為電源電路。各電路根據需要連接到MSP430FW427單片機的接口上，就構成了一個功能強大的基于MSP430的智能電子秤。本章主要設計電子測重儀系統(tǒng)的各個硬件組成部分的程序流程圖。系統(tǒng)初始化之后，要順次執(zhí)行壓力傳感器程序、預處理程序、稱重程序、LED顯示程序。進入初始化階段，電子測重儀系統(tǒng)的各個部分依次初始化，即依次執(zhí)行壓力傳感器初始化、LED初始化初始化后返回。這個程序用來啟動ADC轉換器，將轉換的二進制結果換算成BCD碼，以便顯示程序和計算程序可以隨時調用。 14 結論電子測重儀是一種在實際工作和生活中經常用到的電子測量器具。所設計的電子秤具有基本稱重、鍵盤輸入、計算價格、顯示、置零、清除、去皮