實用電子秤設計2.doc

鍵入文檔標題選取日期畢業(yè)論文(設計)題目名稱： 實用電子秤的設計 題目類型： 畢業(yè)設計 學生姓名： 高亮 院 (系)： 電子信息學院 專業(yè)班級： 電氣10701班 指導教師： 魏 勇 輔導教師： 魏 勇 時 間： 2011.2.21 至 2011.6.10 目 錄長江大學畢業(yè)論文(設計)任務書i畢業(yè)設計(論文)開題報告iii長江大學畢業(yè)論文(設計)指導教師審查意見ix長江大學畢業(yè)論文(設計)評閱教師評語x長江大學畢業(yè)論文(設計)答辯記錄及成績評定xi摘要xii1 前言11.1 電子秤設計背景11.2 稱重技術和衡器的發(fā)展11.3 電子秤的發(fā)展現狀11.4 電子秤的發(fā)展趨勢1121.5 現有電子秤的不足42 芯片介紹52.1 單片機的發(fā)展52.2 msp430f149芯片52.2.1 msp430f149的引腳362.2.2 msp430f149的模數轉換器adc1282.3 壓力傳感器92.3.1 壓力傳感器的選擇692.3.2放大電路102.4顯示電路設計112.4.1 方案一 led顯示112.4.2方案二 lcd顯示122.5 鍵盤142.6 相關軟件152.6.1 protel 99 se152.6.2 c語言162.7 小結18第三章 系統硬件設計193.1 電子秤系統的構成及工作原理193.2 電子秤系統壓力傳感器電路193.3 電子秤系統的鍵盤電路203.4 電子秤系統的顯示電路213.5 電子秤系統的電源電路223.6 小結23第四章 電子秤系統的軟件設計244.1 電子秤系統的程序總流程圖244.2 初始化程序流程圖244.3 壓力傳感器程序流程圖254.4稱重計價程序流程圖254.5鍵盤程序流程圖264.5.1 鍵盤分析程序274.7顯示子程序設計28總結30參考文獻30致 謝32附錄：部分模塊源程和硬件pcb圖33長江大學畢業(yè)論文(設計)任務書學院（系）電子信息學院專業(yè)電氣工程及其自動化班級電氣10701班學生姓名 高亮 指導教師/職稱 魏勇/講師 4、 畢業(yè)論文(設計)題目：實用電子秤的設計5、 畢業(yè)論文(設計)起止時間： 2011年2 月21 日2011 年6月10 日3畢業(yè)論文(設計)所需資料及原始數據（指導教師選定部分）（1）網站上查找有關430單片機方面的有關資料（2）網站上查找有關電子秤方面的資料4畢業(yè)論文(設計)應完成的主要內容（1）利用430單片機和感測技術實驗裝置設計一個實用電子秤。（2）畢業(yè)論文上必須包含如下內容：中英文摘要、研制目的及意義、方案選擇、基本原理介紹、硬件電路圖、硬件電路分析、軟件流程圖、軟件原理介紹、性能分析、結束語、源程序清單。5畢業(yè)論文(設計)的目標及具體要求5.1 基本要求1、能用簡易鍵盤設置單價，對采集到的代表重量的信號能同時顯示重量、金額和單價；2、重量顯示的單位為公斤，最大稱重為9.999公斤；3、單價和總價的單位為元，最大金額數值為9999.9iii4、具有去皮功能和總額累加計算功能。5、自擬10種商品名稱，能顯示購物清單，清單內容包括：商品名稱，數量，單價，金額，本次購物總金額、購貨日期、收銀員編號和售貨單位名稱，具有中文顯示功能；5.2 發(fā)揮部分：制作一個實用電子秤數據處理系統的實物，使其滿足以上所列的五項要求。允許用電壓值可預置的直流電壓代表重量采集信號，可以用代號表示購物清單的各項信息。6、完成畢業(yè)論文(設計)所需的條件及上機時數要求所需的條件：微型計算機一臺 430單片機開發(fā)系統一套 感測技術試驗裝置一套 有關電子器件 萬能板及少量導線上機時數：（2小時）*（60天）=120小時任務書批準日期 2011 年 1 月 13 日 教研室(系)主任(簽字) 任務書下達日期 2011 年 1 月 13 日 指導教師(簽字) 完成任務日期 2011 年 6 月 10 日 學生（簽名） 長江大學畢業(yè)設計(論文)開題報告題 目 名 稱 實用電子秤的設計 題 目 類 別 畢業(yè)設計 學 院（系） 電子信息學院 專 業(yè) 班 級 電氣10701 班 學 生 姓 名 高 亮 指 導 教 師 魏 勇 輔 導 教 師 魏 勇 開題報告日期 2011 年 03 月 27日 實用電子秤的設計 學生：高亮 電氣10701班指導老師：魏勇 電子信息學院 一、題目來源科研項目，電子設計大賽二、研究目的及意義目前，臺式電子秤在商業(yè)貿易中的使用已相當普遍，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、攜帶不便、應用場所受到制約。現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。彈簧盤秤制造工藝要求較高，彈簧的疲勞問題無法徹底解決，一旦超過彈簧彈性限度，彈簧秤就會產生很大誤差，以至損壞，影響到稱重的準確性和可靠性，只是一種暫時的代用品，也被列入逐漸取消的行列。多年來，人們一直期待測量準確、價格低廉的電子秤投放市場。基于電子秤的現狀，本課題擬研究一種用msp430單片機控制的高精度智能電子秤設計方案。這種高精度智能電子秤體積小、計量準確、攜帶方便，集質量稱量功能與價格計算功能于一體，能夠滿足商業(yè)貿易和居民家庭的使用需求。電子衡器一般是指裝有電子裝置的衡器。因其種類繁多，且涉及到貿易結算和保護廣大消費者的利益，所以為世界各國政府普遍關注和重視，并被確定為國家強制管理的法制計量器具。電子衡器是自動化稱重控制和貿易計量的重要手段，對加強企業(yè)管理、嚴格生產、貿易結算、交通運輸、港口計量和科學研究都起到了重要作用。電子衡器具有反應速度快，測量范圍廣、應用面廣、結構簡單、使用操作方便、信號遠傳、便于計算機控制等特點。被廣泛應用于我國煤炭、石油、化工、電力、輕工、冶金、礦山、交通運輸、港口、建筑、機械制造和國防等各個領域。三、閱讀的主要參考文獻及資料名稱【1】徐愛鈞.智能化測量控制儀表原理與設計（第二版）m.北京：北京航空航天大學出版社，2004.【2】 魏小龍. msp430系列單片機接口技術及系統設計實例. 北京航空航天大學出版社. 2002.11【3】 曹磊. msp430單片機c程序設計與實踐. 北京航空航天大學出版社. 2007.7【4】 秦龍. msp430單片機常用模塊與綜合系統實例精講. 電子工業(yè)出版社. 2007.76、 國內外現狀和發(fā)展趨勢與研究的主攻方向50年代中期電子技術的滲入推動了衡器制造業(yè)的發(fā)展。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。我國電子衡器的技術裝備和檢測試驗手段基本達到國際90年代中期的水平。電子衡器制造技術及應用得到了新發(fā)展。電子稱重技術從靜態(tài)稱重向動態(tài)稱重發(fā)展；計量方法從模擬測量向數字測量發(fā)展；測量特點從單參數測量向多參數測量發(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。通過分析近年來電子衡器產品的發(fā)展情況及國內外市場的需求，電子秤總的發(fā)展方向是小型化、模塊化、集成化、智能化；其技術性能趨向是速率高、準確度高、穩(wěn)定性高、可靠性高；其功能趨向是稱重計量的控制信息和非控制信息并重的“智能化”功能；其應用性能趨向于綜合性和組合性。7、 主要研究內容、需重點研究的關鍵問題及解決思路這個課題主要涉及到三個方面，傳感器電橋的設計、ad轉換器的選擇、人機交互界面和430單片機程序設計。硬件平臺為msp430開發(fā)板，軟件平臺為iar軟件。1、 系統總體方案框圖鍵盤電路調理電路顯示電路電源壓力傳感器msp430f149圖1-1 系統原理方框圖系統工作原理：當電子秤上放上重物時，壓力傳感器把模擬信號傳送到處理器的ad轉換器，由ad轉換器轉換成數字信號，然后由數碼管顯示出重物的重量，同時系統根據輸入的單價計算出金額，并顯示在lcd液晶屏上。2、傳感器電橋：由于題目要求重量顯示的單位為公斤，最大稱重為9.999公斤，因此選擇的是 l-psiii 型傳感器，可以滿足系統的精度要求。其原理如下圖所示。圖1-2 系統原理方框圖稱重傳感器主要由彈性體、電阻應變片電纜線等組成，內部線路采用惠更斯電橋，當彈性體承受載荷產生變形時，輸出信號電壓可由式2-1給出： （21）3、 ad轉換器msp430f149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。由上面對傳感器的分析如果用12 位 a/d 精度： 10kg/4096=2.44g ，14 位 a/d 精度： 10kg/16384=0.61g ，由于精度沒有太高的要求，考慮資源節(jié)約問題，初步選擇msp430單片機內置12位ad。4、 人機交互界面雖然 zlg7289 具有控制數碼管顯示的功能，但考慮到本題目要求中文顯示，數碼管無法滿足，只能考慮用帶有中文字庫的液晶顯示器。由于可以分頁顯示，無需太大屏幕，因此初步選擇了點陣式 1602型 lcd 。六、工作條件計算機一臺msp430f149單片機一塊 ad轉換器一片感測技術試驗裝置一套有關電子器件萬能板及少量導線 圖書館及網絡 參考資料七、進度安排 4周 6周、查找資料7周10周、熟悉系統及開發(fā)環(huán)境10周12周、熟悉硬件及焊接13周14周、程序設計15周16周、系統調試及完善17周18周、畢業(yè)設計及答辯八、指導教師審查意見ix長江大學畢業(yè)論文(設計)指導教師審查意見學生姓名高亮專業(yè)班級電氣工程及自動化畢業(yè)論文(設計)題目實用電子秤設計指導教師魏勇職 稱講師評審日期評審參考內容：畢業(yè)論文(設計)的研究內容、研究方法及研究結果，難度及工作量，質量和水平，存在的主要問題與不足。學生的學習態(tài)度和組織紀律，學生掌握基礎和專業(yè)知識的情況，解決實際問題的能力，畢業(yè)論文(設計)是否完成規(guī)定任務，達到了學士學位論文的水平，是否同意參加答辯。評審意見：指導教師簽名： 評定成績（百分制）：_分（注：此頁不夠，請轉反面）ix長江大學畢業(yè)論文(設計)評閱教師評語學生姓名高亮專業(yè)班級電氣工程及其自動化畢業(yè)論文(設計)題目實用電子秤設計評閱教師職 稱評閱日期評閱參考內容：畢業(yè)論文(設計)的研究內容、研究方法及研究結果，難度及工作量，質量和水平，存在的主要問題與不足。學生掌握基礎和專業(yè)知識的情況，解決實際問題的能力，畢業(yè)論文(設計)是否完成規(guī)定任務，達到了學士學位論文的水平，是否同意參加答辯。評語：評閱教師簽名： 評定成績（百分制）：_分（注：此頁不夠，請轉反面）長江大學畢業(yè)論文(設計)答辯記錄及成績評定學生姓名高亮專業(yè)班級電氣工程及其自動化畢業(yè)論文(設計)題目實用電子秤設計答辯時間 2011 年 6 月 10 日 時答辯地點一、答辯小組組成答辯小組組長：成 員：二、答辯記錄摘要答辯小組提問（分條摘要列舉）學生回答情況評判三、答辯小組對學生答辯成績的評定（百分制）：_分 畢業(yè)論文(設計)最終成績評定(依據指導教師評分、評閱教師評分、答辯小組評分和學校關于畢業(yè)論文(設計)評分的相關規(guī)定)等級(五級制)：_答辯小組組長(簽名) ： 秘書(簽名)： 年 月 日院(系)答辯委員會主任(簽名)： 院(系)(蓋章)xiii實用電子秤的設計 學生：高亮 電氣10701班指導老師：魏勇 電子信息學院 摘要 隨著電子技術的迅猛發(fā)展，電子秤在日常生活中許多地方也逐漸取代了機械稱。電子秤與機械秤比較有體積小、重量輕、結構簡單、價格低、實用價值強、維護方便等特點，可以在各種環(huán)境工作，重量信號可遠傳，易于實現重量顯示數字化，易于與計算機聯網，實現生產過程自動化，提高生產效率，是生活中應用的很好的選擇。msp430單片機具有集成度高，外圍設備豐富，超低功耗等優(yōu)點，而且集成了多通道12bit的a/d轉換，在電子設計競賽、精密電子儀表等許多領域得到了廣泛的應用，具有極大的市場價值和廣闊的發(fā)展空間。筆者便通過對電子秤系統的深入分析和研究，設計了一種基于msp430單片機的電子稱系統。本文的目的就在于介紹基于msp430單片機的實用電子秤系統。經過半年的潛心研究，筆者完成了此系統的設計。以16位msp430單片機為控制核心，構建了一個典型的電子秤系統基于msp430單片機的實用電子秤系統，主要包括傳感器、放大電路、a/d變換電路、單片機控制顯示部分、鍵盤電路及電源電路組成。傳感器將重量信號轉換成相應的電信號，經放大后送入a/d變換成脈沖數量，經過單片機控制下將模擬電壓信號轉換成數字信號，這個數字信號經單片機程序轉換成與實際重量一致的數字值送顯示窗顯示。文中，筆者主要從硬件和軟件兩個角度對該系統的設計進行了詳細的分析和闡述。在硬件系統設計中，成功的采用了感測技術實驗中的電子秤傳感器模塊，實現了將壓力信號轉換成電信號并放大，人機交互界面用lcd1602作為液晶顯示。筆者在文中分析了硬件設計的總體框架及幾個主要模塊。同時介紹各模塊的特性、結構和所具有的突出功能，實現了同等價位產品中的最高性價比特點。在軟件系統的設計中，采用了iar編譯環(huán)境，完成了430單片機內置a/d轉換程序，lcd1602的驅動，實現了電子秤的基本功能。本文不僅討論了硬、軟件設計的主要內容，還就本系統所涉及到的一些理論進行了闡述，包括電子秤系統的知識、a/d轉換涉及的一些基本概念，信號放大的基礎知識等。筆者采用理論與實踐相結合的方式，通過對系統的設計與調試，對電子稱的應用有了較為深入的理解，該設計可以廣泛應用于超市、藥物稱重及保健品廠等，具有巨大的市場潛力。關鍵詞 單片機、采樣電路、a/d轉換器、液晶顯示the design of practical electronic scalesstudent: gao liang, electrical engineering and automationsuperviser: wei yong, college of electronic and informationabstractwith the rapid development electronic technology, electronic scales gradually replaced the mechanical in daily life. because compared to the mechanical electronic has small volume, light weight, simple structure, low price, the practical value, convenient to maintenance and so on. whats more, it can work in various environments, the weight signals can transfer far, and also easy to achieve digital display, easy to connect with the internet, easy to realizing automatic. in order to improve the production efficiency, the electronic scales is a very good choice in our daily life.with high integration, rich peripherals, low power consumption, the msp430 mcu has a multichannel 12bit a/d conversion. it usually widely applied in the electronic design competition, precision electronic instrument, and many other areas. this kind of mcu has great value broad space for develop in the market. through the in-depth analysis and research in electronic scales system, the author designed a kind of practical electronic scales based on the msp430 mcu. the purpose of this paper is introduced the electronic scale system based on the msp430. after half a year of intensive research, the author has finished the design of the system. use the 16-bit msp430 mcu as control core, the design construct a typical electronic scale system which is called practical electronic scales based on the msp430 mcu. it contains the sensor, the amplifier circuit, the a/d conversion circuit, the display part, the keyboard circuit and power circuit. weight sensor signals are converted into a corresponding electrical signal, after amplified the a/d converted the signals into pulses, under the control of the mcu, the a/d conversion circuit converts the analog voltage signals into digital voltage signals. this digital signals will be converted by mcu into actual weight which can be displayed in display windows. in this paper, the author will analyse and discuss the system through the hardware and the software.in the design of the hardware, the author successfully used the sensor module of electronic scales in the sensor technology experiment which can realize the pressure signal into electrical signal and also magnify it. the author used the lcd1602 as man-machine interface. in the paper, the author will analyse the framework of the design of the hardware and several central modules. at the same time, will introduce the characteristics, structure and prominent function of some modules, which is with a low price of the same products. in the design of the software, completed 430 mcu built-in a/d conversion program and lcd1602 driver program in iar compile environment, which can realize the basic function of electronic scales.this paper not only discusses the hardware and the software design of the main contents of this system, but also contains the knowledge of electronic scales, some basic concepts of the a/d conversion, basic knowledge of signal magnify and so on. though the way of system design and practice, the author has a deep understanding the use of the design. the design can be widely used in supermarket, drugs and health product factory, and so on,which has a huge market potential.keywords microcontroller, sampling circuit, a/d converter, lcd manifestation前言實用電子秤的設計1 前言1.1 電子秤設計背景目前，臺式電子秤在商業(yè)貿易中的使用已相當普遍，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、攜帶不便、應用場所受到制約?，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。彈簧盤秤制造工藝要求較高，彈簧的疲勞問題無法徹底解決，一旦超過彈簧彈性限度，彈簧秤就會產生很大誤差，以至損壞，影響到稱重的準確性和可靠性，只是一種暫時的代用品，也被列入逐漸取消的行列。多年來，人們一直期待測量準確、價格低廉的電子秤投放市場?；陔娮映拥默F狀，本課題擬研究一種用msp430單片機控制的高精度智能電子秤設計方案。這種高精度智能電子秤體積小、計量準確、攜帶方便，集質量稱量功能與價格計算功能于一體，能夠滿足商業(yè)貿易和居民家庭的使用需求。1.2 稱重技術和衡器的發(fā)展電子衡器一般是指裝有電子裝置的衡器。因其種類繁多，且涉及到貿易結算和保護廣大消費者的利益，所以為世界各國政府普遍關注和重視，并被確定為國家強制管理的法制計量器具。電子衡器是自動化稱重控制和貿易計量的重要手段，對加強企業(yè)管理、嚴格生產、貿易結算、交通運輸、港口計量和科學研究都起到了重要作用。電子衡器具有反應速度快，測量范圍廣、應用面廣、結構簡單、使用操作方便、信號遠傳、便于計算機控制等特點。被廣泛應用于我國煤炭、石油、化工、電力、輕工、冶金、礦山、交通運輸、港口、建筑、機械制造和國防等各個領域。1.3 電子秤的發(fā)展現狀50年代中期電子技術的滲入推動了衡器制造業(yè)的發(fā)展。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。我國電子衡器的技術裝備和檢測試驗手段基本達到國際90年代中期的水平。電子衡器制造技術及應用得到了新發(fā)展。電子稱重技術從靜態(tài)稱重向動態(tài)稱重發(fā)展；計量方法從模擬測量向數字測量發(fā)展；測量特點從單參數測量向多參數測量發(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。1.4 電子秤的發(fā)展趨勢11通過分析近年來電子衡器產品的發(fā)展情況及國內外市場的需求，電子秤總的發(fā)展方向是小型化、模塊化、集成化、智能化；其技術性能趨向是速率高、準確度高、穩(wěn)定性高、可靠性高；其功能趨向是稱重計量的控制信息和非控制信息并重的“智能化”功能；其應用性能趨向于綜合性和組合性。1）集成化 對于某些品種和結構的電子衡器，例如小型電子平臺秤、專用秤、便攜式靜動態(tài)電子輪軸秤、靜動態(tài)電子軌道衡等，都可以實現秤體與稱重傳感器，鋼軌與稱重傳感器，軌道衡秤體與鐵路線路一體化。如秤體與稱重傳感器一體化的便攜式靜動態(tài)電子輪軸秤，多用硬鋁合金厚板制成。其結構原理是經過固溶熱處理強化的鋁合金板，或通過在4個角上鉆孔和銑槽分別形成4個懸臂梁型稱重傳感器；或在鋁合金板的底面銑出多個對稱的盲孔和盲槽形成整體剪切梁型稱重傳感器。這就使得秤體與稱重傳感器合二為一，即鋁合金板既是秤體臺面又是一個大板式稱重傳感器。以后者結構的10t便攜式動態(tài)電子輪軸秤為例，其尺寸為720mm550mm32mm，重量約為23kg。2）智能化 電子衡器的稱重顯示控制器與電子計算機組合，利用電子計算機的智能來增加稱重顯示控制器的功能。使電子衡器在原有功能的基礎上，增加推理、判斷、自診斷、自適應、自組織等功能，這就是當今市場上采用微機化稱重顯示控制器的電子衡器與采用智能化稱重顯示控制器的電子衡器的根本區(qū)別。3）綜合性 電子稱重技術的發(fā)展規(guī)律就是不斷的加強基礎研究并擴大應用，擴展新技術領域，向相鄰學科和行業(yè)滲透，綜合各種技術去解決稱重計量、自動控制、信息處理等問題。例如在流量計量專業(yè)，如果按照傳統的理論和方法建造一套標準大流量測量系統，價格相當昂貴。如果采用稱重法即質量流量法，只要將重量和時間測量準確，大流量的測量問題就迎刃而解了。對某些商用電子計價秤而言，只具備稱重、計價、顯示、打印功能還遠遠不夠，現代商業(yè)系統還要求它能提供各種銷售信息，把稱重與管理自動化緊密結合，使稱重、計價、進庫、銷售管理一體化，實現管理自動化。這就要求電子計價秤能與電子計算機聯網，把稱重系統與計算機系統組成一個完整的綜合控制系統。4）組合性 在工業(yè)稱重計量過程或工藝流程中，不少稱重計量系統還要求具有可組合性，即測量范圍等可以任意設定；硬件能夠依據一定的工作條件和環(huán)境作某些調整，硬件功能向軟件方向發(fā)展；軟件能按一定的程序進行修改和擴展；輸入輸出數據與指令可以使用不同的語言和條形碼，并能與外部的控制和數據處理設備進行通信。 5）小型化 體積小、高度低、重量輕，即小、薄、輕。近幾年新研制的電子平臺秤結構充分體現了小薄輕的發(fā)展方向。對于低容量的電子平臺秤和電子輪軸秤，可采用將薄型或超薄型的圓形稱重傳感器，直接嵌入鋼板或鋁板底面與稱重傳感器外徑相同的盲孔內，形成低外形的秤體結構，稱重傳感器的數量和位置由秤的額定載荷和力學要求計算決定。鋼板或鋁板就是秤體的臺面，稱重傳感器既是傳感元件，又是承力支點，極大地減化了秤體結構，減少了活動連接環(huán)節(jié)，不但降低了成本，而且提高了穩(wěn)定性和可靠性。對中等或較大容量的電子平臺秤、電子地上衡，已經出現了采用方形或長方形閉合截面的薄壁型鋼，并聯排隊列焊接成一個整體的竹排式結構的秤體，4個稱重傳感器分別安裝在最外邊兩根薄壁型鋼兩端的切口內，安裝在稱重傳感器承力點上的固定支承就是秤體的承力支點，既減化了承力傳力機構，又節(jié)省了秤體高度，這是一種很有發(fā)展前途的秤體結構。對于大型電子平臺秤，可利用有限單元法進行等強度和剛度計算，采用抗彎剛度大的型材和輕型波紋夾心鋼板等。6）模塊化 對于大型或超大型的承載器結構，如大型靜動態(tài)電子汽車衡等，已開始采用幾種長度的標準結構的模塊，經過分體組合，而產生新的品種和規(guī)格。以（5、6、7）m長的同寬度3種標準模塊為例，由單塊、二塊、三塊到四塊分體組合，可以組合成長度為（528）m的22種規(guī)格的分體式秤體結構。當然在實際應用中，根據各行業(yè)用戶的需要，選擇其中10余種常用的標準規(guī)格即可。這種模塊化的分體式秤體結構，不僅提高了產品的通用性、互換性和可靠性，而且也大大地提高了生產效率和產品質量。同時還降低了成本，增強了企業(yè)的市場競爭能力。1.5 現有電子秤的不足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。我國的電子衡器要打入國際市場。參與國際競爭。就必須執(zhí)行國際法制計量組織制定的國際建議并要有國際水平的技術與裝備、有國際水平的質量。這就要求企業(yè)以技術為先導、以質量為中心、以管理為基礎，努力提高制造技術與制造工藝水平，穩(wěn)定產品質量。增強國際市場競爭能力。面對與國際先進水平的差距和我國國民經濟持續(xù)發(fā)展的大好形勢，我們衡器行業(yè)發(fā)展應該是明確的，就是要從觀念上、技術上和管理上迅速趕上，瞄準先進、與時俱進、迎接挑戰(zhàn)、開拓創(chuàng)新、以提高制造技術與制造工藝水平為突破口，主要解決電子衡器中的工程化產品的定型設計。生產工藝，質量保證，可靠性考核等規(guī)模生產中的關鍵技術與工藝，提高批量生產能力，使我國的民族衡器工業(yè)走上健康持續(xù)發(fā)展的軌道。第47頁（共44頁）芯片介紹2 芯片介紹2.1 單片機的發(fā)展單片機又稱單片微控制器,它不是完成某一個邏輯功能的芯片,而是把一個計算機系統集成到一個芯片上。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。還有它的體積小、質量輕、價格便宜、而且它低電壓，低功耗，便于生產便攜式產品，因此為學習、應用和開發(fā)提供了便利的條件。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。導彈的導航裝置，飛機上各種儀表的控制，計算機的網絡通訊與數據傳輸，工業(yè)自動化過程的實時控制和數據處理，廣泛使用的各種智能ic卡，民用豪華轎車的安全保障系統，錄像機、攝像機、全自動洗衣機的控制，以及程控玩具、電子寵物等等，這些都離不開單片機。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。綜合所述，單片機已成為計算機發(fā)展和應用的一個重要方面。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的控制系統設計思想和設計方法。從前必須由模擬電路或數字電路實現的大部分功能，現在已能用單片機通過軟件方法來實現了，因此單片機的學習、開發(fā)與應用是十分重要的。2.2 msp430f149芯片msp430系列單片機是美國德州儀器( t i ) 推出的一款16位超低功耗的混合信號處理器，其在我國推出的時間也已經很久了，它以低功耗著稱，并且將許多模擬電路、數字電路和微處理器集成在一個芯片上，因此一經推出便在我國得到迅速推廣。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。首先，考慮系統所接的外部模塊比較多，需要的i/o口比較多，一般的8 位單片機是不夠用的所以考慮選擇8 位以上的單片機，再者32 位的單片機功能又太過了，不僅i/o 口比較多，而且好多集成的資源用不上都會浪費，所以考慮使用16 位的單片機，而16 位單片機中的ti 公司msp430 系列的較為成熟，適用于在儀表儀器中使用，而且用在本系統中也正好合適，其次該控制器本身部分集成了12 位的a/d 轉換器進行高精度轉換，并可采用軟件配置采樣通道，確定采樣序列，保存采樣結果。用于本系統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，而且存在較大數量的計算任務?；谝陨系目紤]，選擇了性價比比較高的msp430f149 單片機。2.2.1 msp430f149的引腳3msp430f149的引腳圖如圖2-1所示，引腳功能如表2-1所示。圖2-1 msp430f149的引腳圖表2-1 msp430f149的引腳功能引腳i/o說明名稱序號p1.0/taclk12i/o通用數字i/o引腳/timer-a， taclk時鐘信號輸入p1.1/ta013i/o通用數字i/o引腳/ timer-a，捕獲：cci0a輸入，比較：out0輸出p1.2/ta114i/o通用數字i/o引腳/ timer-a，捕獲：cci1a輸入，比較：out1輸出p1.3/ta215i/o通用數字i/o引腳/ timer-a，捕獲：cci2a輸入，比較：out2輸出p1.4/smclk16i/o通用數字i/o引腳/smclk信號輸出p1.5/ta017i/o通用數字i/o引腳/ timer-a，比較：out0輸出p1.6/ta118i/o通用數字i/o引腳/ timer-a，比較：out1輸出p1.7/ta219i/o通用數字i/o引腳/ timer-a，比較：out2輸出p2.0/aclk20i/o通用數字i/o引腳/aclk輸出端p2.1/tainclk21i/o通用數字i/o引腳/ timer-a，inclk時鐘信號p2.2/caout/ta022i/o通用數字i/o引腳/ timer-a，捕獲：cci0b輸入，比較：out0輸出p2.3/ca0/ta123i/o通用數字i/o引腳/ timer-a，捕獲：cci1b輸入，比較：out1輸出p2.4/ca1/ta224i/o通用數字i/o引腳/ timer-a，比較：out2輸出p2.5/rosc25i/o通用數字i/o引腳/外接一電阻用以決定dco頻率p2.6/adc12clk26i/o通用數字i/o引腳/12位a/d轉換器的轉換時鐘p2.7/ta027i/o通用數字i/o引腳/ timer-a，比較：out0輸出p3.0/set028i/o通用數字i/o引腳/從機傳輸使能usart0/spi模式p3.1/simo029i/o通用數字i/o引腳/ usart0/spi模式的從輸入或主輸出p3.2/somi030i/o通用數字i/o引腳/ usart0/spi模式的從輸出或主輸入p3.3/uclk031i/o通用數字i/o引腳/外部時鐘輸入usart0/uart或spi模式，時鐘輸出usart0/spi模式p3.4/utxd032i/o通用數字i/o引腳/發(fā)送數據輸出usart0/uart模式p3.5/urxd033i/o通用數字i/o引腳/接受數據輸入usart0/uart模式p3.6/utxd134i/o通用數字i/o引腳/發(fā)送數據輸出usart1/uart模式p3.7/urxd135i/o通用數字i/o引腳/接受數據輸入usart1/uart模式p4.0/tb036i/o通用數字i/o引腳/捕獲i/p或pwm輸出口定時器b-7 ccr0p4.1/ tb137i/o通用數字i/o引腳/捕獲i/p或pwm輸出口定時器b-7 ccr1p4.2/ tb238i/o通用數字i/o引腳/捕獲i/p或pwm輸出口定時器b-7 ccr2p4.3/ tb339i/o通用數字i/o引腳/捕獲i/p或pwm輸出口定時器b-7 ccr3p4.4/ tb440i/o通用數字i/o引腳/捕獲i/p或pwm輸出口定時器b-7 ccr4p4.5/ tb541i/o通用數字i/o引腳/捕獲i/p或pwm輸出口定時器b-7 ccr5p4.6/ tb642i/o通用數字i/o引腳/捕獲i/p或pwm輸出口定時器b-7 ccr6p4.7/tbclk43i/o通用數字i/o引腳/定時器b-3的輸入時鐘tbclkp5.0/ste144i/o通用數字i/o引腳/從機發(fā)送使能usart1/spi模式p5.1/simo145i/o通用數字i/o引腳/ usart1的從輸入、主輸出或spi方式p5.2/somi146i/o通用數字i/o引腳/ usart1的從輸出、主輸入或spi方式p5.3/uclk47i/o通用數字i/o引腳/外部時鐘輸入usart1/uart或spi模式，時鐘輸出usart1/spi模式p5.4/mclk48i/o通用數字i/o引腳/主系統時鐘mclk輸出p5.5/smclk49通用數字i/o引腳/子系統時鐘smclk輸出p5.6/aclk50i/o通用數字i/o引腳/輔助時鐘aclk輸出p5.7/tbputth51i/o通用數字i/o引腳/切換所有的pwm數字輸出口為高阻抗定時器b-3 tb0tb2p6.0/a059i/o通用數字i/o引腳/12位a/d轉換器模擬輸入通道0p6.1/a160i/o通用數字i/o引腳/12位a/d轉換器模擬輸入通道1p6.2a261i/o通用數字i/o引腳/12位a/d轉換器模擬輸入通道2p6.3/a32i/o通用數字i/o引腳/12位a/d轉換器模擬輸入通道3p6.4/a43i/o通用數字i/o引腳/12位a/d轉換器模擬輸入通道4p6.5/a54i/o通用數字i/o引腳/12位a/d轉換器模擬輸入通道5p6.6/a65i/o通用數字i/o引腳/12位a/d轉換器模擬輸入通道6p6.7/a76i/o通用數字i/o引腳/12位a/d轉換器模擬輸入通道7rst/nmi58i復位輸入、不可屏蔽中斷輸入口，或自動加載程序啟動（flash版本器件有此功能）tck57i測試時鐘，tck是用于器件測試與自動加載程序啟動的始終輸入接口（flash版本器件有此功能）tms56i測試方式選擇，器件編程與測試的輸入口tdi55i測試數據輸入口，期間的保護熔絲被連接到tditdo/tdi54i/o測試數據輸出口、編程數據輸出口veref+10i/p送到模數轉換器adc12的外部基準電壓vref+7o模數轉換器adc12內部基準電壓的正輸入端vref-/veref-11o模數轉換器adc12內部基準電壓或外部加的基準電壓負端xin8i晶體振蕩器xt1的輸入口xout/tclk9i/o晶體振蕩器xt1的輸入口或測試時鐘的輸入口xt2in53i晶體振蕩器xt2的輸入口，只能接標準晶體xt2out52o晶體振蕩器xt2的輸出口avcc64模擬電源的正輸入端，送到模數轉換器adc12的模擬部分avss62模擬電源的負輸入端，送到模數轉換器adc12的模擬部分dvcc1數字電源的正輸入端dvss63數字電源的負輸入端2.2.2 msp430f149的模數轉換器adc12msp430f149內嵌模數轉換