【正文】 送入到主控電路的單片機(jī)中處理，再經(jīng)過單片機(jī)控制顯示器，從而顯示出被測(cè)物體的重量。本系統(tǒng)在設(shè)計(jì)過程中，除了能實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的基本功能外，還增加了語音播報(bào)功能。其中數(shù)據(jù)采集模塊由稱重傳感器、前端信號(hào)放大器件、A/D轉(zhuǎn)換組成。 選用稱重傳感器測(cè)量物體后，選用前置放大、A/D轉(zhuǎn)換等措施，在這個(gè)環(huán)節(jié)中使用信號(hào)放大和AD轉(zhuǎn)換之間獨(dú)立的器件，在顯示方面采用LED顯示器，增增加了鍵盤控制和語音播報(bào)電路。所謂傳感器就是能感受規(guī)定的被測(cè)量，并按照一定規(guī)律轉(zhuǎn)換成可用輸出信號(hào)的器件或裝置。其中敏感元件指?jìng)鞲衅髦心苤苯痈惺鼙粶y(cè)量的部分，轉(zhuǎn)換部分指?jìng)鞲衅髦心軐⒚舾性敵隽哭D(zhuǎn)換為適于傳輸和測(cè)量的電信號(hào)部分。其工作原理是基于某些材料受力后在其相應(yīng)的特定表面產(chǎn)生電荷的壓電效應(yīng)。目前多用于加速度和動(dòng)態(tài)力或壓力的測(cè)量。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(duì)外接電路要求很高。電阻應(yīng)變片式電阻應(yīng)變式傳感器的核心元件，其工作原理是基于材料的電阻應(yīng)變效應(yīng)，電阻應(yīng)變片即可單獨(dú)作為傳感器使用，又能作為敏感元件結(jié)合彈性元件構(gòu)成力學(xué)量傳感器。電阻應(yīng)變片把機(jī)械應(yīng)變信號(hào)轉(zhuǎn)換為ΔR/R后，由于應(yīng)變量及相應(yīng)電阻變化一般都很微小，難以直接精確測(cè)量，且不便處理。其轉(zhuǎn)換電路常用測(cè)量電橋。下圖23為一直流供電的平衡電阻電橋，Ein接直流電源E： 傳感器結(jié)構(gòu)原理圖當(dāng)電橋輸出端接無窮大負(fù)載電阻時(shí)，可視輸出端為開路，此時(shí)直流電橋稱為電壓橋，即只有電壓輸出。 若差動(dòng)工作，即， 應(yīng)變片式傳感器有如下特點(diǎn)：（1）應(yīng)用和測(cè)量范圍廣，應(yīng)變片可制成各種機(jī)械量傳感器。（3）結(jié)構(gòu)輕小，對(duì)試件影響小， 對(duì)復(fù)雜環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)，可在高溫、高壓、強(qiáng)磁場(chǎng)等特殊環(huán)境中使用，頻率響應(yīng)好。通過以上對(duì)傳感器的比較分析，最終選擇了第二種方案。稱重傳感器輸出的信號(hào)一般電平較低，經(jīng)由電橋等電路變換后的信號(hào)亦難以直接用來顯示、記錄、控制或進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換。這一環(huán)節(jié)目前主要依靠由集成運(yùn)算放大器的基本元件構(gòu)成具有各種特性的放大器來完成。傳感器的輸出信號(hào)不僅電平低，內(nèi)阻高，還常伴有較高的共模電壓。否則，放大器的負(fù)載效應(yīng)會(huì)使所測(cè)電壓造成偏差。（3）在預(yù)定的頻帶寬度內(nèi)有穩(wěn)定準(zhǔn)確的增益、良好的線性，輸入漂移和噪聲應(yīng)足夠小以保證要求的信噪比。綜上分析，該設(shè)計(jì)在放大電路選用了LM358，該放大器件內(nèi)部包括有兩個(gè)獨(dú)立的、高增益、內(nèi)部頻率補(bǔ)償?shù)碾p運(yùn)算放大器，適合于電源電壓范圍很寬的單電源使用，也適用于雙電源工作模式，在推薦的工作條件下，電源電流與電源電壓無關(guān)。 內(nèi)部原理圖特性： （1）內(nèi)部頻率補(bǔ)償。 （3）單位增益頻帶寬(約1MHz) 。177。 （5）低功耗電流，適合于電池供電。 （7）低輸入失調(diào)電壓和失調(diào)電流。 （9）差模輸入電壓范圍寬，等于電源電壓范圍。 參數(shù)： （1）輸入偏置電流45 nA（2）輸入失調(diào)電流50 nA（3）（4）輸入共模電壓最大值VCC~ V（5）共模抑制比80dB（6）電源抑制比100dB A/D轉(zhuǎn)換器的選擇 A/D轉(zhuǎn)換部分是整個(gè)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵，這一部分處理不好，會(huì)使得整個(gè)設(shè)計(jì)毫無意義。 在選擇A/D轉(zhuǎn)換器的時(shí)候應(yīng)該遵循以下原則：（1）A/D 轉(zhuǎn)換器的位數(shù)：A/D 轉(zhuǎn)換器決定分辨率的高低。（2）A/D 轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換速率：不同類型的A/D 轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換速率大不相同。逐次逼近型屬于中速A/D 轉(zhuǎn)換器，轉(zhuǎn)換時(shí)間為納秒級(jí)，用于個(gè)通道過程控制和聲頻數(shù)字轉(zhuǎn)換系統(tǒng)。（4）A/D 轉(zhuǎn)換器的晶閘管現(xiàn)象：其現(xiàn)象是在正常使用時(shí)，A/D 轉(zhuǎn)換器芯片電流驟增，時(shí)間一長就會(huì)燒壞芯片。由于它體積小，兼容性，性價(jià)比高而深受單片機(jī)愛好者及企業(yè)歡迎，其目前已經(jīng)有很高的普及率。引腳如圖所示。C to +70176。C to +85176。 　　（2）CH0 模擬輸入通道0，或作為IN+/使用。 　?。?）GND 芯片參考0 電位（地）。 　?。?）DO 數(shù)據(jù)信號(hào)輸出，轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)輸出。 　?。?）Vcc/REF 電源輸入及參考電壓輸入（復(fù)用）。其內(nèi)部電源輸入與參考電壓的復(fù)用，使得芯片的模擬電壓輸入在0~5V之間。獨(dú)立的芯片使能輸入，使多器件掛接和處理器控制變的更加方便。 AT89C51是一種帶4K字節(jié)閃存可編程可擦除只讀存儲(chǔ)器（FPEROM—Flash Programmable and Erasable Read Only Memory）的低電壓，高性能CMOS 8位微處理器，俗稱單片機(jī)。AT89C51單片機(jī)特點(diǎn)能與MCS51 兼容，有 4K字節(jié)可編程閃爍存儲(chǔ)器，壽命能夠達(dá)到1000寫/擦循環(huán)，數(shù)據(jù)可以保留時(shí)間長達(dá)10年，全靜態(tài)工作：0Hz24MHz，三級(jí)程序存儲(chǔ)器鎖定，1288位內(nèi)部RAM，32可編程I/O線，兩個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器，5個(gè)中斷源，可編程串行通道，低功耗的閑置和掉電模式，片內(nèi)振蕩器和時(shí)鐘電路。AT89S52是一種兼容MCS51微控制器，全靜態(tài)時(shí)鐘0 Hz 到33 MHz，三級(jí)程序加密，32個(gè)可編程I/O口，2/3個(gè)16位定時(shí)/計(jì)數(shù)器，6/8個(gè)中斷源，全雙工串行通訊口，低功耗支持Idle和Powerdown模式，Power down模式支持中斷喚醒， 看門狗定時(shí)器，雙數(shù)據(jù)指針，上電復(fù)位標(biāo)志。并且下載電路可設(shè)計(jì)在系統(tǒng)中，可以隨時(shí)修改單片機(jī)的軟件而不對(duì)硬件做任何改動(dòng)。3硬件設(shè)計(jì) PM23電阻應(yīng)變式壓力傳感器主要由彈性體、電阻應(yīng)變片電纜線等組成，內(nèi)部線路采用惠更斯電橋，當(dāng)彈性體承受載荷產(chǎn)生變形時(shí)，電阻應(yīng)變片（轉(zhuǎn)換元件）受到拉伸或壓縮應(yīng)變片變形后，它的阻值將發(fā)生變化（增大或減小），從而使電橋失去平衡，產(chǎn)生相應(yīng)的差動(dòng)信號(hào)，供后續(xù)電路測(cè)量和處理。采用LM358放大電路，4端接收PM23型稱重傳感器的正負(fù)信號(hào)，經(jīng)過358的放大電路處理放大后傳輸?shù)紸DC0832。由于ADC0832為雙通道A/D轉(zhuǎn)換，采用CH0通道輸入，CS端片選使能，接單片機(jī)的P24端，VCC接電源正，GND接地，CLK為芯片時(shí)鐘輸入，接單片機(jī)的P25端，DI、DO共同接P26端。主要功能特性見下表 AT89S52功能 兼容MCS51指令系統(tǒng)8k可反復(fù)擦寫(1000次）ISP Flash ROM 32個(gè)雙向I/O口 3個(gè)16位可編程定時(shí)/計(jì)數(shù)器時(shí)鐘頻率033MHz 全雙工UART串行中斷口線256x8bit內(nèi)部RAM 2個(gè)外部中斷源低功耗空閑和省電模式 中斷喚醒省電模式3級(jí)加密位 看門狗（WDT）電路軟件設(shè)置空閑和省電功能 靈活的ISP字節(jié)和分頁編程雙數(shù)據(jù)寄存器指針引腳封裝如下圖所示：表31 AT89S52功能 兼容MCS51指令系統(tǒng)8k可反復(fù)擦寫(1000次）ISP Flash ROM 32個(gè)雙向I/O口 3個(gè)16位可編程定時(shí)/計(jì)數(shù)器時(shí)鐘頻率033MHz 全雙工UART串行中斷口線256x8bit內(nèi)部RAM 2個(gè)外部中斷源低功耗空閑和省電模式 中斷喚醒省電模式3級(jí)加密位 看門狗（WDT）電路軟件設(shè)置空閑和省電功能 靈活的ISP字節(jié)和分頁編程雙數(shù)據(jù)寄存器指針引腳封裝如下圖所示：