【正文】 10000；帶寬 :1MHz ；針腳數(shù) :8；工作溫度范圍 :40176。 C ；封裝類型 :DIP； 3dB 帶寬增益乘積 :1000kHz；變化斜率 :；可編程增益最高 :1000；工作溫度最低 :40176。 C；放大器類型 :instrumentation ；最小可編程增益 :1； 電源電壓最大 :18V ；電源電壓最小 :；芯片標(biāo)號(hào) :620；表面安裝器件 :通孔安裝；輸入偏移電壓最大 : ；輸入偏移量 ,最大 :1μ V/176。即 Rg兩端的電壓分別為 Vin+,Vin。由于整個(gè)電路對(duì)稱，調(diào)整時(shí)不會(huì)造成共模抑制比的降低。它的功能是讓特定頻率范圍內(nèi)的信號(hào)通過(guò)，阻止特定頻率范 圍外的信號(hào)通過(guò)。濾波電路是具有對(duì)信號(hào)頻率有選擇性的電路。本文設(shè)計(jì)的濾波器為有源低通濾波器，有源濾波電路一般由 RC 濾波網(wǎng)絡(luò)和集成運(yùn)放構(gòu)成，在適當(dāng)?shù)闹绷麟妷浩孟?，不僅有濾波作用，而且有放大作用。在分析濾波電路中經(jīng)常使用拉氏變換中，將電壓電流用象函數(shù) U（ s）和 I（ s）表示。電感的感抗 Zl（ s） =sL。如令 s=jw，帶入上式，即得到電路圖 (23)所示的電路圖 A/D 轉(zhuǎn)換器 A/D 轉(zhuǎn)換器及分類 A/D 轉(zhuǎn)換部分是整個(gè)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵，目前有多種類型的 ADC，有傳統(tǒng)的并行、逐次逼近型、積分型 ADC，也有近年來(lái)新發(fā)展起來(lái)的∑ Δ型和流水線型 ADC，多種類型的 ADC 各有其優(yōu)缺點(diǎn)并能滿足不同的具體應(yīng)用要求。其優(yōu)點(diǎn)是用簡(jiǎn)單電路就能獲得高分辨率，但缺點(diǎn)是由于轉(zhuǎn)換精度依賴于積分時(shí)間，因此轉(zhuǎn)換速率極低。 （ 2）逐次比較型（如 TLC0831）逐次比較型 AD由一個(gè)比較器和 DA轉(zhuǎn)換器通過(guò)逐次比較邏輯構(gòu)成，從 MSB 開始，順序地對(duì)每一位將輸入電壓與內(nèi)置 DA轉(zhuǎn)換器輸出進(jìn)行比較，經(jīng) n次比較而輸出數(shù)字值。其優(yōu) 點(diǎn)是速度較高、功耗低，在低分辯率（ 12 位）時(shí)價(jià)格便宜，但高精度（ 12 位）時(shí)價(jià)格很高。 TLC2543 是 TI 公司的12位串行模數(shù)轉(zhuǎn)換器，使用開關(guān)電容逐次逼近技術(shù)完成 A/D 轉(zhuǎn)換過(guò)程。 輸出顯示 方案一 數(shù)碼管顯示 數(shù)碼管是一種半導(dǎo)體發(fā)光器件，其基本單元是發(fā)光二極管。共 陽(yáng)數(shù)碼管在應(yīng)用時(shí)應(yīng)將公共極COM接到 +5V，當(dāng)某一字段發(fā)光二極管的陰極為低電平時(shí)，相應(yīng)字段就點(diǎn)亮。共陰數(shù)碼管在應(yīng)用時(shí)應(yīng)將公共極COM接到地線 GND 上，當(dāng)某一字段發(fā)光二極管的陽(yáng)極為高電平時(shí)，相應(yīng)字段就點(diǎn)亮。 數(shù)碼管顯示信息有限，當(dāng)顯示信息較多時(shí)需要多個(gè)數(shù)碼管級(jí)聯(lián)方可，這樣會(huì)造成硬件連接復(fù)雜，成本增加；數(shù)碼管對(duì)大部分字符不能很好的顯示，動(dòng)態(tài)掃描時(shí)處理不好易出現(xiàn)閃爍現(xiàn)象。 LCD1602 可以顯示 2行 16 個(gè)字符，有 8 位數(shù)據(jù)總線 D0D7，和 RS、 R/W、 EN 三個(gè)控制端口，工作電壓為 5V，并且?guī)в凶址麑?duì)比度調(diào)節(jié)和背光 [10]。 超限報(bào)警電路是由單片機(jī)的 I/O 口來(lái)控制的，當(dāng)稱重物體重量超過(guò)系統(tǒng)設(shè)計(jì)所允許的重量時(shí)，通過(guò)程序使單片機(jī)的 I/O 值為高電平，從而三極管導(dǎo)通，使蜂鳴器 SPEAKER 發(fā)出報(bào)警聲，同時(shí)使報(bào)警燈 D1 發(fā)光。 在系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)可 以分為以下幾個(gè)部分：?jiǎn)纹瑱C(jī)控制模塊，前端信號(hào)采集，處理，轉(zhuǎn)換模塊，系統(tǒng)電源部分，報(bào)警電路。本章對(duì)電子秤的電路設(shè)計(jì)進(jìn)行介紹，并對(duì)幾種主要單元電路分別進(jìn)行詳細(xì)論述。 （ 3）盡量采用低功耗、微功耗集成化芯片，減小電路復(fù)雜性。電子秤供電電源為 5v 電池，經(jīng) DCDC電源變換后成為各電路單元穩(wěn)定的 SV 供電電壓。 基于 AT89C52 的主控電路 芯片介紹 AT89C52 是 INTEL 公司 MCS51 系列 單片機(jī) 中基本的產(chǎn)品，它采用 ATMEL 公司可靠的 CMOS 工藝技術(shù)制造的高性能 8位單片機(jī)，屬于標(biāo)準(zhǔn)的 MCS51的 HCMOS產(chǎn)品。 89C52 內(nèi)置 8 位 中央處理單元 、 512字節(jié)內(nèi)部數(shù)據(jù) 存儲(chǔ)器 RAM、 8k 片內(nèi) 程序存儲(chǔ)器 （ ROM） 32個(gè)雙向輸入 /輸出 (I/O)口、 3個(gè) 16 位定時(shí) /計(jì)數(shù)器和 5個(gè)兩級(jí)中斷結(jié)構(gòu)，一個(gè)全雙工 串行通信 口，片內(nèi)時(shí)鐘振蕩電路。在空閑模式下凍結(jié) CPU 而 RAM 定時(shí)器 、 串行口 和 中斷系統(tǒng) 維持其功能。 89C52有 PDIP(40pin)和 PLCC(44pin)兩種封裝形式。 標(biāo)準(zhǔn) MCS51 內(nèi)核和指令系統(tǒng) 32 個(gè)雙向 I/O 口 3 個(gè) 16 位可編程定時(shí) /計(jì)數(shù)器 向上或向下定時(shí)計(jì)數(shù)器 6 個(gè)中斷源 全雙工串行通信口 4 層優(yōu)先級(jí)中斷結(jié)構(gòu) — 自動(dòng)地址識(shí)別 空閑和掉電節(jié)省模式 作為輸出口用時(shí)，每位能吸收電流的方式驅(qū)動(dòng) 8 個(gè) TTL 邏輯門電路，對(duì)端口 P0 寫“ 1”時(shí)，可作為高阻抗輸入端用。作輸入口使用時(shí)，因?yàn)閮?nèi)部存目錄 22 在上拉電阻，某個(gè) 引腳 被外部信號(hào)拉低時(shí)會(huì)輸出一個(gè)電流 (IIL)。 表 . 和 的第二功能，如表 32 引腳號(hào) 功能特性 T2，時(shí)鐘輸出 T2EX（定時(shí) /計(jì)數(shù)器 2） 表 32 P2 口 :P2 是一個(gè)帶有內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， P2 的 輸出 緩沖級(jí)可驅(qū)動(dòng)（吸收或輸出電流） 4 個(gè) TTL 邏輯門電路。在訪問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器 或 16 位地?cái)?shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)， P2 口送出高 8 位地址數(shù)據(jù)。 P3 口 :P3 口是一組帶有內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口。對(duì) P3 口寫入“ 1”時(shí)，它們被內(nèi)部上拉電阻拉高并可作為輸入端口。 RST:復(fù)位輸入。 ALE/PROG:當(dāng)訪問(wèn)外部 程序存儲(chǔ)器 或數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)， ALE（ 地址鎖存 允許）輸出脈沖用于鎖存 地址的低 8 位字節(jié)。 PSEN：程序儲(chǔ)存允許（ PSEN）輸出是外部程序 存儲(chǔ)器 的讀選通信號(hào)，當(dāng)AT89C52 由外部 程序存儲(chǔ)器 取指令（或數(shù)據(jù)）時(shí)，每個(gè) 機(jī)器周期 兩次 PSEN 有效，即輸出兩個(gè)脈沖。 EA/VPP：外部訪問(wèn)允許。 目錄 23 XTAL1：振蕩器反相放大器及內(nèi)部時(shí)鐘發(fā)生器的輸入端。 單片機(jī)的時(shí)鐘信號(hào)用來(lái)提供單片機(jī)片內(nèi)各種操作的時(shí)間基準(zhǔn)，復(fù)位操作則使單片機(jī)的片內(nèi)電路初始化，使單片機(jī)從一種確定的初態(tài)開始運(yùn)行。如果 RST 持續(xù)為高電平，單片機(jī)就處于循環(huán)復(fù)位狀態(tài)。上電復(fù)位要求接通電源后，自動(dòng)實(shí)現(xiàn)復(fù)位操作。單片機(jī)的復(fù)位操作使單片機(jī)進(jìn)入初始化狀態(tài)，其中包括使程序計(jì)數(shù)器 PC＝ 0000H，這表明程序從 0000H 地址單元開始執(zhí)行。 A/D 轉(zhuǎn)換器與 AT89S52 單片機(jī)接口電路設(shè)計(jì) TLC2543 具有高速的轉(zhuǎn)換速度，片內(nèi)還集成了 14 路多路開關(guān)。在轉(zhuǎn)換結(jié)束后， EOC 引腳變?yōu)楦唠娖?，轉(zhuǎn)換過(guò)程中由片內(nèi)時(shí)鐘系統(tǒng)提供時(shí)鐘，無(wú)需外部時(shí)鐘。 TLC2543 的特點(diǎn)： （ 1） 12 位分辯率 A/D轉(zhuǎn)換器； （ 2）在工作溫度范圍內(nèi) 10μ s轉(zhuǎn)換時(shí)間； （ 3） 11 個(gè)模擬輸入通道； （ 4） 3 路內(nèi)置自測(cè)試方式； （ 5）采樣率為 66kbps；（ 6）線性誤差177。 TLC2543 的引腳圖介紹 排列如圖 33所示。 單片機(jī)通過(guò)編程產(chǎn)生串行時(shí)鐘 ,即由 CLK 先高后低的轉(zhuǎn)變提供串行時(shí)鐘；并按時(shí)序發(fā)送與接收數(shù)據(jù)位，完成通道方式 /通道數(shù)據(jù)的寫入和轉(zhuǎn)換結(jié)讀出用累加器和帶進(jìn)位的左循環(huán)移位指令來(lái)合成 SPI 功能； R2 暫存高 8bit,R3 暫存低 4bit。 顯示電路與 AT89C52 單片機(jī)的接口電路設(shè)計(jì) 1602 液晶模塊的引腳 圖 35。 第 4 腳： RS 為寄存器選擇，高電平 1時(shí)選擇數(shù)據(jù)寄存器、低電平 0 時(shí)選擇指令寄存器。 第 6 腳： E(或 EN)端為使能 (enable)端 ,高電平（ 1）時(shí)讀取信息，負(fù)跳變時(shí)執(zhí)行指令。 第 15～ 16 腳：空腳或背燈電源。 單片機(jī)與顯示器的接口電路 與單片機(jī)的接口電路設(shè)計(jì)如圖 36 目錄 27 圖 36 本設(shè)計(jì)采用是 LCD顯示 ， LCD 工作原理如下： DM162 液晶模塊內(nèi)部的字符發(fā)生存儲(chǔ)器（ CGROM)已經(jīng)存儲(chǔ)了 160 個(gè)不同的點(diǎn)陣字符圖形，如表 1所示，這些字符有：阿拉伯?dāng)?shù)字、英文字母的大小寫、常用的符號(hào)、和日文假名等，每一個(gè)字符都有一個(gè)固定的代碼，比如大寫的英文字母“ A”的代碼是 01000001B（ 41H），顯示時(shí)模塊把地址 41H 中的點(diǎn)陣字符圖形顯示出來(lái)，我們就能看到字母“ A” 1602 字符液晶顯示可分為上 下兩部分各 16位進(jìn)行顯示，處于不同行時(shí)的字符顯示地址如下 顯示字符 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 ... 第一行地址 00H 01H 02H 03H 04H 05H 06H 07H 08H 09H 0AH 0BH ... 第二行地址 40H 41H 42H 43H 44H 45H 46H 47H 48H 49H 4AH 4BH ... 1602 液晶模塊的 讀操作時(shí)序如圖所示。 圖 36 1602 液晶模塊的寫操作時(shí)序 報(bào)警電路與單片機(jī)的接口設(shè)計(jì) 當(dāng)電路檢測(cè)到稱重的物體超過(guò)儀器的測(cè)量限制時(shí)，將產(chǎn)生一個(gè)信號(hào)給報(bào)警電路。由于持續(xù)的聲音不能夠引起人們的關(guān)注，所以本系統(tǒng)的報(bào)警電路采用間斷的聲音和頻閃的燈光來(lái)實(shí)現(xiàn)。 接口電路如圖 37 目錄 29 圖 31 第四章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 程序設(shè)計(jì)是一件復(fù)雜的工作，為了把復(fù)雜的工作條理化，就要有相應(yīng)的步驟和方法。這是能否編制出高質(zhì)量程序的關(guān)鍵。 ⑶編寫程序：根據(jù)程序框圖所表示的算法和步驟，選用適當(dāng)?shù)闹噶钆帕衅饋?lái)，構(gòu)成一個(gè)有機(jī)的整體，即程序。上電后，儀器首先進(jìn)行整機(jī)初始化處理。整機(jī)初始化結(jié)束后，儀器進(jìn)行計(jì)數(shù)器讀取、零點(diǎn)校正、過(guò)載檢測(cè)等工作。 A/D 轉(zhuǎn)換啟動(dòng)及數(shù)據(jù)讀取程序設(shè)計(jì) A/D 轉(zhuǎn)換子程序主要是指在系統(tǒng)開始運(yùn)行時(shí)，把稱重傳感器傳遞過(guò)來(lái) 的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)并傳遞到單片機(jī)所涉及到的程序設(shè)計(jì)。 目錄 31 開 始T L C 2 5 4 3 初 始 化A / D 轉(zhuǎn) 換 完 成數(shù) 據(jù) 存 儲(chǔ)數(shù) 據(jù) 顯 示啟 動(dòng) A / D 轉(zhuǎn) 換N 圖 42 A/D 轉(zhuǎn)換啟動(dòng)及數(shù)據(jù)讀取程序流程圖 顯示子程序設(shè)計(jì) 顯示子程序主要是來(lái)判斷是否需要顯示 ,以及如何去顯示 ,也是十分重要的程序之一。設(shè)計(jì)顯示子程序的流程圖如下圖 44所示： 目錄 32 開 始顯 示 歡 迎 界 面測(cè) 量 重 量 報(bào) 警結(jié) 束液 晶 顯 示讀 取 重 量 值 圖 43 顯示子程序流程圖 目錄 33 第五章 儀器的誤差及誤差分配 將誤差分配與合成原理應(yīng)用于電子秤的設(shè)計(jì)中，采用誤差分析、誤差分配和總誤差合成三個(gè)步驟來(lái)完成對(duì)儀器主要組成部分的選型工作，使后續(xù)的設(shè)計(jì)工作切實(shí)可行。在使用過(guò)程中，由于周圍環(huán)境變化還會(huì)引起傳感器的零點(diǎn)漂移和傳感器系數(shù)的改變。 因此傳感器的合成誤差 a：可按均方根法合成，即 2 2 2 2 21 2 3 4 5( ) ( )tt?? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? (51) 式中 0? ：為傳感器的合成誤差； 1? 為傳感器的非線性誤差； 2? 為傳感器的不重復(fù)性誤差； 3? 為傳感器的滯后誤差； 4? 為溫度變化引起傳感器的零點(diǎn)變動(dòng)誤差； 5? 為溫度變化引起傳感器系數(shù)變動(dòng)誤差； 6? 為稱重傳感器周圍環(huán)境溫度變化的幅度。電子設(shè)備的合成誤差 A? 為 2 2 2 2 2 2 26 7 8 9 1 0 1 1 1 2( ) ( )A tt? ? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? (52) 式中， A? 為電子設(shè)備的合成誤差 。 7? 為溫度變化引起的零點(diǎn)變動(dòng) 。 10? 為時(shí)目錄 34 問(wèn)引起的靈敏度變化 。 12? 為 電壓變動(dòng)引起的靈敏度變化 。 結(jié)論 智能電子秤以具有良好的可靠性、準(zhǔn)確性、技術(shù)先進(jìn)性和結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)