數(shù)字電子秤的設(shè)計(jì)

1、江 西 理 工 大 學(xué) 南 昌 校 區(qū)畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論文）題 目：數(shù)字電子秤的設(shè)計(jì)系 ：專 業(yè)：班 級(jí)：學(xué) 生：學(xué) 號(hào)：指導(dǎo)教師： 職稱：講 師摘 要電子秤是目前城市商店中應(yīng)用較廣的稱量、計(jì)價(jià)工具。隨著微電子技術(shù)的應(yīng)用，市場上使用傳統(tǒng)稱重工具已經(jīng) 滿足不了人們的需求。為了改變傳統(tǒng)稱重工具在使用上存在的問題，本設(shè)計(jì)中將智能化、自動(dòng)化、人性化用在電子秤重的控制系統(tǒng)中。本系統(tǒng)主要由單片機(jī)來控制。測量物體重量部分由電位模擬壓力傳感器及a/d轉(zhuǎn)換器組成，加上顯示單元，以及總價(jià)計(jì)算及顯示單元。關(guān)鍵詞： sst89e564rd； a/d轉(zhuǎn)換器； bcd碼轉(zhuǎn)換 ；led顯示 ；鍵盤輸入； 乘除法計(jì)算 abs

2、tractelectronic scale is now wide application in urban stores of weighing, valuation tools. as microelectronics technology application, on the market to use traditional says heavy tools already cant satisfy the peoples needs. in order to change traditional weighing tools using on existing problems,

3、the design of will intelligence, automation and humanized used in electronic scales heavy control system. this system mainly by the single-chip microcomputer to control. measuring the weight of the body parts from potential simulation pressure sensor and a/d converter component, plus display unit, a

4、nd total price calculation and display unit, times embodies electronic filling points in the advanced automation is largely meet the application requirements.keywords： sst89e564rd a/d converter bcd conversion led display, keyboard input method目 錄第一章 緒論11.1引言11.1.1選題背景和意義11.1.2電子秤發(fā)展及結(jié)果21.1.3本論文的研究內(nèi)容及

5、結(jié)構(gòu)安排51.1.4本設(shè)計(jì)的任務(wù)和主要內(nèi)容51.1.5基本工作原理及原理框圖6第二章 硬件的設(shè)計(jì)72.1 傳感器的選擇72.1.1 電阻應(yīng)變式傳感器的組成以及原理72.1.2 電阻應(yīng)變式傳感器的測量電路82.1.3 三運(yùn)放大電路92.1.4 adc0809 a/d轉(zhuǎn)換器102.1.5 adc0809的內(nèi)部邏輯結(jié)構(gòu)：102.1.6 adc0809應(yīng)用說明：122.1.7 led顯示電路設(shè)計(jì)122.1.8 led顯示器結(jié)構(gòu)與原理132.1.9 led顯示器與顯示方式152.1.10總體工作電路原理圖16第三章 軟件的設(shè)計(jì)18第四章 總 結(jié)20致 謝21參考文獻(xiàn)：22附錄1：原理圖23附錄2：元器件

6、清單24江西理工大學(xué)2011屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）第一章 緒論 本課程設(shè)計(jì)的電子秤以單片機(jī)為主要部件，利用全橋測量原理，通過對電路輸出電壓和標(biāo)準(zhǔn)重量的線性關(guān)系，建立具體的數(shù)學(xué)模型，將電壓量綱（v）改為重量綱（g）即成為一臺(tái)原始電子秤。其中測量電路中最主要的元器件就是電阻應(yīng)變式傳感器。電阻應(yīng)變式傳感器是傳感器中應(yīng)用最多的一種，本設(shè)計(jì)采用全橋測量電路，使系統(tǒng)產(chǎn)生的誤差更小，輸出的數(shù)據(jù)更精確。而三運(yùn)放大電路的作用就是把傳感器輸出的微弱的模擬信號(hào)進(jìn)行一定倍數(shù)的放大，以滿足a/d轉(zhuǎn)換器對輸入信號(hào)電平的要求。adc0809 a/d轉(zhuǎn)換的作用是把模擬信號(hào)轉(zhuǎn)變成數(shù)字信號(hào)，進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，然后把數(shù)字信號(hào)輸送到顯示

7、電路中去，最后由顯示電路顯示出測量結(jié)果。1.1引言 在我們生活中經(jīng)常都需要測量物體的重量，于是我們就用到稱，但是隨著社會(huì)的進(jìn)步、科學(xué)的發(fā)展，我們對其要求操作方便、易于識(shí)別。隨著計(jì)量技術(shù)和電子技術(shù)的發(fā)展，傳統(tǒng)純機(jī)械結(jié)構(gòu)的桿秤、臺(tái)秤、磅秤等稱量工具漸漸淘汰，電子稱量裝置電子秤、電子天平等以其準(zhǔn)確、快速、方便、顯示直觀等諸多優(yōu)點(diǎn)而受到人們的青睞。電子秤向提高精度和降低成本方向發(fā)展的趨勢引起了低成本、高性能模擬信號(hào)處理器件需求的增加。通過分析近年來電子衡器產(chǎn)品的發(fā)展情況及國內(nèi)外市場的需求，電子衡器總的發(fā)展趨勢是小型化、模塊化、集成化、智能化；其技術(shù)性能趨向是效率高、準(zhǔn)確度高、穩(wěn)定性高、可靠性高；其功能

8、趨向是稱量計(jì)量的控制信息和非控制信息并重的“智能化”功能；其應(yīng)用性能趨向于綜合性和組合性。1.1.1選題背景和意義 稱重自古以來就是被人們所重視，作為一種計(jì)量手段，應(yīng)用于工農(nóng)業(yè)、科研、交通、內(nèi)外貿(mào)易等各個(gè)領(lǐng)域，與人民的生活緊密聯(lián)系。電子秤是電子衡器的一種，衡器是國家法定計(jì)量工具，是好、國計(jì)民生、個(gè)國防建設(shè)、科學(xué)研究、內(nèi)外貿(mào)易不可缺少的計(jì)量設(shè)備，衡器產(chǎn)品技術(shù)水平的高低，將直接影響各行各業(yè)的現(xiàn)代化水平和社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益的提高。稱重裝置不僅是提供重量數(shù)據(jù)的單體儀表，而且作為工業(yè)控制系統(tǒng)和商業(yè)管理系統(tǒng)的一個(gè)組成部分，推進(jìn)了工業(yè)生產(chǎn)的自動(dòng)化和管理的現(xiàn)代化，它起到了縮短作業(yè)時(shí)間、改善操作條件、降低能源和材料的

9、消耗、提高產(chǎn)品質(zhì)量以及加強(qiáng)企業(yè)管理、改善經(jīng)營管理等諸多方面的作用。稱重裝置的應(yīng)用以普及到國民經(jīng)濟(jì)各個(gè)領(lǐng)域，取得了顯著的經(jīng)濟(jì)效益。電子秤的稱重技術(shù)中的一種新型儀表，廣泛應(yīng)用于各種場合。電子秤與機(jī)械城比較有體積小、重量輕、結(jié)構(gòu)簡單、價(jià)格低、實(shí)用價(jià)值強(qiáng)、維護(hù)方便等特點(diǎn)，可在各種工作環(huán)境，重量信號(hào)可遠(yuǎn)傳，易于實(shí)現(xiàn)重量顯示數(shù)字化，易于計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程自動(dòng)化，提高生產(chǎn)效率。因此，承重技術(shù)的研究和衡器工業(yè)的發(fā)展各國都很重視。50年代中期電子技術(shù)的滲入推動(dòng)了衡器制造業(yè)的發(fā)展。60年代初期出現(xiàn)機(jī)電結(jié)合式電子衡器以來，隨著時(shí)代科技的迅猛發(fā)展，微電子和計(jì)算機(jī)等現(xiàn)代電子技術(shù)的成就給傳統(tǒng)電子測量與儀器帶來了巨大

10、的沖擊和革命性的影響。經(jīng)過40多年的不段完善，衡器技術(shù)也在不斷的進(jìn)步和提高。從世界水平看，衡器技術(shù)已經(jīng)經(jīng)歷了四個(gè)階段，從傳統(tǒng)的全部機(jī)械元器件組成的機(jī)械稱到電子線路代替部分機(jī)械元器件的機(jī)電結(jié)合稱，再從集成電路式到目前單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的電子計(jì)價(jià)秤。我國電子衡器從最初的機(jī)電結(jié)合型發(fā)展到現(xiàn)在的全電子型和數(shù)字智能型?，F(xiàn)今電子衡器制造技術(shù)及應(yīng)用得到了新發(fā)展；電子稱重技術(shù)從靜態(tài)到動(dòng)態(tài)的發(fā)展；計(jì)量方法從模擬測量向數(shù)字測量發(fā)展；測量特點(diǎn)從單測量向多參數(shù)測量發(fā)展。常規(guī)的測試儀器儀表和控制裝置被更加先進(jìn)的智能儀器所替代，使得傳統(tǒng)的電子測量儀器在遠(yuǎn)離、功能、精度和自動(dòng)化水平定向方面發(fā)生了巨大的變化，并相應(yīng)的出現(xiàn)了各種各

11、樣的智能儀器控制系統(tǒng),使得科學(xué)實(shí)驗(yàn)和應(yīng)用工程飛自動(dòng)化程度等到了顯著提高。1.1.2電子秤發(fā)展及結(jié)果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(mào)易結(jié)算和保護(hù)廣大消費(fèi)者的利益，所以為世界各國政府普遍關(guān)注和重視，并被確定為國家強(qiáng)制管理的法制計(jì)量器具。電子衡器是自動(dòng)化稱重控制和貿(mào)易計(jì)量的重要手段，對加強(qiáng)企業(yè)管理、嚴(yán)格生產(chǎn)、貿(mào)易結(jié)算、交通運(yùn)輸、港口計(jì)量和科學(xué)研究都起到了重要作用。電子衡器具有反應(yīng)速度快，測量范圍廣、應(yīng)用面廣、結(jié)構(gòu)簡單、使用操作方便、信號(hào)遠(yuǎn)傳、便于計(jì)算機(jī)控制等特點(diǎn)。被廣泛應(yīng)用于煤炭、石油、化工、電力、輕工、冶金、礦山、交通運(yùn)輸、港口、建筑、機(jī)械制造和國防等各個(gè)領(lǐng)域。一、現(xiàn)狀

12、 50年代中期電子技術(shù)的滲入推動(dòng)了衡器制造業(yè)的發(fā)展。60年代初期出現(xiàn)機(jī)電結(jié)合式電子衡器以來，經(jīng)過40多年的不斷改進(jìn)與完善，我國電子衡器從最初的機(jī)電結(jié)合型發(fā)展到現(xiàn)在的全電子型和數(shù)字智能型。我國電子衡器的技術(shù)裝備和檢測試驗(yàn)手段基本達(dá)到國際90年代中期的水平。電子衡器制造技術(shù)及應(yīng)用得到了新發(fā)展。電子稱重技術(shù)從靜態(tài)稱重向動(dòng)態(tài)稱重發(fā)展：計(jì)量方法從模擬測量向數(shù)字測量發(fā)展；測量特點(diǎn)從單參數(shù)測量向多參數(shù)測量發(fā)展，特別是對快速稱重和動(dòng)態(tài)稱重的研究與應(yīng)用。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(dá)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(jìn)、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

13、少、功能不全、穩(wěn)定性和可靠性較差等。二、發(fā)展趨勢 通過分析近年來電子衡器產(chǎn)品的發(fā)展情況及國內(nèi)外市場的需求，電子衡器總的發(fā)展趨勢是小型化、模塊化、集成化、智能化；其技術(shù)性能趨向是速率高、準(zhǔn)確度高、穩(wěn)定性高、可靠性高；其功能趨向是稱重計(jì)量的控制信息和非控制信息并重的“智能化”功能；其應(yīng)用性能趨向于綜合性和組合性。1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(tái)秤結(jié)構(gòu)充分體現(xiàn)了小薄輕的發(fā)展方向。對于低容量的電子平臺(tái)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(nèi)，形成低外形的秤體結(jié)構(gòu)，稱重傳感器的數(shù)量和位置由秤的額定載荷

14、和力學(xué)要求計(jì)算決定。鋼板或鋁板就是秤體的臺(tái)面，稱重傳感器既是傳感元件，又是承力支點(diǎn)，極大地減化了秤體結(jié)構(gòu)，減少了活動(dòng)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(tái)秤、電子地上衡，已經(jīng)出現(xiàn)了采用方形或長方形閉合截面的薄壁型鋼，并聯(lián)排隊(duì)列焊接成一個(gè)整體的竹排式結(jié)構(gòu)的秤體，4個(gè)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(nèi)，安裝在稱重傳感器承力點(diǎn)上的固定支承就是秤體的承力支點(diǎn)，既減化了承力傳力機(jī)構(gòu)，又節(jié)省了秤體高度，這是一種很有發(fā)展前途的秤體結(jié)構(gòu)。對于大型電子平臺(tái)秤，可利用有限單元法進(jìn)行等強(qiáng)度和剛度計(jì)算，采用抗彎剛度大的型材和輕型波紋夾心鋼板等。2.模塊化對于大型

15、或超大型的承載器結(jié)構(gòu)，如大型靜動(dòng)態(tài)電子汽車衡等，已開始采用幾種長度的標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)的模塊，經(jīng)過分體組合，而產(chǎn)生新的品種和規(guī)格。以（5、6、7）m長的同寬度3種標(biāo)準(zhǔn)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(jié)構(gòu)。當(dāng)然在實(shí)際應(yīng)用中，根據(jù)各行業(yè)用戶的需要，選擇其中10余種常用的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格即可。這種模塊化的分體式秤體結(jié)構(gòu)，不僅提高了產(chǎn)品的通用性、互換性和可靠性，而且也大大地提高了生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。同時(shí)還降低了成本，增強(qiáng)了企業(yè)的市場競爭能力。3.集成化對于某些品種和結(jié)構(gòu)的電子衡器，例如小型電子平臺(tái)秤、專用秤、便攜式靜動(dòng)態(tài)電子輪軸秤、靜動(dòng)態(tài)電子軌道衡等，都

16、可以實(shí)現(xiàn)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(dòng)態(tài)電子輪軸秤，多用硬鋁合金厚板制成。其結(jié)構(gòu)原理是經(jīng)過固溶熱處理強(qiáng)化的鋁合金板，或通過在4個(gè)角上鉆孔和銑槽分別形成4個(gè)懸臂梁型稱重傳感器；或在鋁合金板的底面銑出多個(gè)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(tái)面又是一個(gè)大板式稱重傳感器。以后者結(jié)構(gòu)的10t便攜式動(dòng)態(tài)電子輪軸秤為例，其尺寸為 720mm550mm32mm，重量約為23kg。4.智能化 電子衡器的稱重顯示控制器與電子計(jì)算機(jī)組合，利用電子計(jì)算機(jī)的智能來增加稱重顯示控制器的功能。

17、使電子衡器在原有功能的基礎(chǔ)上，增加推理、判斷、自診斷、自適應(yīng)、自組織等功能，這就是當(dāng)今市場上采用微機(jī)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。5.綜合性 電子稱重技術(shù)的發(fā)展規(guī)律就是不斷的加強(qiáng)基礎(chǔ)研究并擴(kuò)大應(yīng)用，擴(kuò)展新技術(shù)領(lǐng)域，向相鄰學(xué)科和行業(yè)滲透，綜合各種技術(shù)去解決稱重計(jì)量、自動(dòng)控制、信息處理等問題。例如在流量計(jì)量專業(yè)，如果按照傳統(tǒng)的理論和方法建造一套標(biāo)準(zhǔn)大流量測量系統(tǒng)，價(jià)格相當(dāng)昂貴。如果采用稱重法即質(zhì)量流量法，只要將重量和時(shí)間測量準(zhǔn)確，大流量的測量問題就迎刃而解了。對某些商用電子計(jì)價(jià)秤而言，只具備稱重、計(jì)價(jià)、顯示、打印功能還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，現(xiàn)代商業(yè)系統(tǒng)還要求它能提供

18、各種銷售信息，把稱重與管理自動(dòng)化緊密結(jié)合，使稱重、計(jì)價(jià)、進(jìn)庫、銷售管理一體化，實(shí)現(xiàn)管理自動(dòng)化。這就要求電子計(jì)價(jià)秤能與電子計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng)，把稱重系統(tǒng)與計(jì)算機(jī)系統(tǒng)組成一個(gè)完整的綜合控制系統(tǒng)。6.組合性 在工業(yè)稱重計(jì)量過程或工藝流程中，不少稱重計(jì)量系統(tǒng)還要求具有可組合性，即測量范圍等可以任意設(shè)定；硬件能夠依據(jù)一定的工作條件和環(huán)境作某些調(diào)整，硬件功能向軟件方向發(fā)展；軟件能按一定的程序進(jìn)行修改和擴(kuò)展；輸入輸出數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)處理設(shè)備進(jìn)行通信。1.1.3本論文的研究內(nèi)容及結(jié)構(gòu)安排 首先是通過壓力傳感器采集到被測物體的重量并將其轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)。輸出電壓信號(hào)通過很小，

19、需要通過前端信號(hào)處理電路進(jìn)行準(zhǔn)確的線性放大。放大后的模擬電壓信號(hào)經(jīng)過v/f轉(zhuǎn)化成電路轉(zhuǎn)換成數(shù)字量被送入到主控電路的單片機(jī)中，再經(jīng)過單片機(jī)控譯碼顯示器，從而顯示出被測物體的重量。按照設(shè)計(jì)的基本需要分為三大模塊，數(shù)據(jù)采集模塊、控制器模塊、人機(jī)交互界面模塊。其中數(shù)據(jù)采集模塊于壓力傳感器、信號(hào)的前級(jí)處理和v/f轉(zhuǎn)換部分組成。轉(zhuǎn)化后的數(shù)字信號(hào)送給控制器處理。于控制器完成對該數(shù)字量的處理，驅(qū)動(dòng)顯示模塊完成人機(jī)間的信息交換。 最后，對本次研究課題的主要工作及結(jié)果得出了總結(jié)與討論，并指出兩人本次研究工作中存在的不足和發(fā)現(xiàn)的一些問題。1.1.4本設(shè)計(jì)的任務(wù)和主要內(nèi)容設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容如下：1) 運(yùn)用電阻應(yīng)變式傳感器

20、并采用全橋測量電路2) 設(shè)計(jì)一款電子秤，用led液晶顯示器顯示被稱物體的質(zhì)量3) 電路由全橋測量電橋，三運(yùn)放大電路，a/d轉(zhuǎn)換電路，led顯示電路4) 寫出詳細(xì)的實(shí)驗(yàn)報(bào)告1.1.5基本工作原理及原理框圖基本工作原理框圖如下：傳感器三運(yùn)放大器adc0809 a/d轉(zhuǎn)換器80318155led顯示器圖 1.2-1 基本工作原理框圖電路方框圖如下：電阻應(yīng)變式傳感器輸出信號(hào)三運(yùn)放大電路放大信號(hào)顯示電路a/d轉(zhuǎn)換電路圖1.2-2 電路方框圖第二章 硬件的設(shè)計(jì)2.1 傳感器的選擇2.1.1 電阻應(yīng)變式傳感器的組成以及原理電阻應(yīng)變式傳感器是將被測量的力，通過它產(chǎn)生的金屬彈性變形轉(zhuǎn)換成電阻變化的元件。由電阻應(yīng)

21、變片和測量線路兩部分組成。常用的電阻應(yīng)變片有兩種：電阻絲應(yīng)變片和半導(dǎo)體應(yīng)變片，本設(shè)計(jì)中采用的是電阻絲應(yīng)變片，為獲得高電阻值，電阻絲排成網(wǎng)狀，并貼在絕緣的基片上，電阻絲兩端引出導(dǎo)線，線柵上面粘有覆蓋層，起保護(hù)作用。電阻應(yīng)變片也會(huì)有誤差，產(chǎn)生的因素很多，所以測量時(shí)我們一定要注意，其中溫度的影響最重要，環(huán)境溫度影響電阻值變化的原因主要是：a. 電阻絲溫度系數(shù)引起的。b. 電阻絲與被測元件材料的線膨脹系數(shù)的不同引起的。對于因溫度變化對橋接零點(diǎn)和輸出，靈敏度的影響，即使采用同一批應(yīng)變片，也會(huì)因應(yīng)變片之間稍有溫度特性之差而引起誤差，所以對要求精度較高的傳感器，必須進(jìn)行溫度補(bǔ)償，解決的方法是在被粘貼的基片上

22、采用適當(dāng)溫度系數(shù)的自動(dòng)補(bǔ)償片，并從外部對它加以適當(dāng)?shù)难a(bǔ)償。非線性誤差是傳感器特性中最重要的一點(diǎn)。產(chǎn)生非線性誤差的原因很多，一般來說主要是由結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)決定，通過線性補(bǔ)償，也可得到改善。滯后和蠕變是關(guān)于應(yīng)變片及粘合劑的誤差。由于粘合劑為高分子材料，其特性隨溫度變化較大，所以稱重傳感器必須在規(guī)定的溫度范圍內(nèi)使用。圖1.2-3應(yīng)變式傳感器安裝示意圖全橋測量電路中，將受力性質(zhì)相同的兩應(yīng)變片接入電橋?qū)?，?dāng)應(yīng)變片初始阻值：r1r2r3r4，其變化值r1r2r3r4時(shí)，其橋路輸出電壓uoutke。其輸出靈敏度比半橋又提高了一倍，非線性誤差和溫度誤差均得到改善。2.1.2 電阻應(yīng)變式傳感器的測量電路常規(guī)的電阻應(yīng)

23、變片k值很小，約為2，機(jī)械應(yīng)變度約為0.0000010.001，所以，電阻應(yīng)變片的電阻變化范圍為0.00050.1歐姆。所以測量電路應(yīng)當(dāng)能精確測量出很小的電阻變化，在電阻應(yīng)變傳感器中做常用的是橋式測量電路。 橋式測量電路有四個(gè)電阻，其中任何一個(gè)都可以是電阻應(yīng)變片電阻，電橋的一個(gè)對角線接入工作電壓u，另一個(gè)對角線為輸出電壓uo。其特點(diǎn)是：當(dāng)四個(gè)橋臂電阻達(dá)到相應(yīng)的關(guān)系時(shí)，電橋輸出為零，或則就有電壓輸出，可利用靈敏檢流計(jì)來測量，所以電橋能夠精確地測量微小的電阻變化。 測量電路是電子秤設(shè)計(jì)電路中是一個(gè)重要的環(huán)節(jié)，我們在制作的過程中應(yīng)盡量選擇好元件，調(diào)整好測量的范圍的精確度，以避免減小測量數(shù)據(jù)的誤差。r

24、w1圖 1.2-4 全橋測量電橋圖圖 1.2-5 三運(yùn)放大電路結(jié)構(gòu)圖它由電阻應(yīng)變片電阻r1、r2、r3、r4組成測量電橋，r1r2r3r4350，加熱絲阻值為50左右，測量電橋的電源由穩(wěn)壓電源uin供給。將差動(dòng)放大器調(diào)零，合上電源開關(guān)，調(diào)節(jié)電橋平衡電位rw1，使數(shù)顯表顯示0.00v。將10只標(biāo)準(zhǔn)砝碼全部置于傳感器的托盤上，調(diào)節(jié)電位器rw3（增益即滿量程調(diào)節(jié)）使數(shù)顯表顯示為0.200v(2v檔測量)或0.200v。拿去托盤上的所有砝碼，調(diào)節(jié)電位器r w4（零位調(diào)節(jié)）使數(shù)顯表顯示為0.0000v。重復(fù)2、3步驟的標(biāo)定過程，一直到精確為止，把電壓量綱v改為重量綱g，就可以稱重。成為一臺(tái)原始的電子秤。

25、2.1.3 三運(yùn)放大電路本次課程設(shè)計(jì)中，需要一個(gè)放大電路，我們將采用三運(yùn)放大電路，主要的元件就是三運(yùn)放大器。在許多需要用a/d轉(zhuǎn)換和數(shù)字采集的單片機(jī)系統(tǒng)中，多數(shù)情況下，傳感器輸出的模擬信號(hào)都很微弱，必須通過一個(gè)模擬放大器對其進(jìn)行一定倍數(shù)的放大，才能滿足a/d轉(zhuǎn)換器對輸入信號(hào)電平的要求，在此情況下，就必須選擇一種符合要求的放大器。 圖 1.2-6 三運(yùn)放大電路結(jié)構(gòu)圖2.1.4 adc0809 a/d轉(zhuǎn)換器adc0809是帶有8位a/d轉(zhuǎn)換器、8路多路開關(guān)以及微處理機(jī)兼容的控制邏輯的cmos組件。它是逐次逼近式a/d轉(zhuǎn)換器，可以和單片機(jī)直接接口。 2.1.5 adc0809的內(nèi)部邏輯結(jié)構(gòu)：由上圖可

26、知，adc0809由一個(gè)8路模擬開關(guān)、一個(gè)地址鎖存與譯碼器、一個(gè)a/d轉(zhuǎn)換器和一個(gè)三態(tài)輸出鎖存器組成。多路開關(guān)可選通8個(gè)模擬通道，允許8路模擬量分時(shí)輸入，共用a/d轉(zhuǎn)換器進(jìn)行轉(zhuǎn)換。三態(tài)輸出鎖器用于鎖存a/d轉(zhuǎn)換完的數(shù)字量，當(dāng)oe端為高電平時(shí)，才可以從三態(tài)輸出鎖存器取走轉(zhuǎn)換完的數(shù)據(jù)。 2.1.6引腳結(jié)構(gòu)：in0in7：8條模擬量輸入通道 adc0809對輸入模擬量要求：信號(hào)單極性，電壓范圍是05v，若信號(hào)太小，必須進(jìn)行放大；輸入的模擬量在轉(zhuǎn)換過程中應(yīng)該保持不變，如若模擬量變化太快，則需在輸入前增加采樣保持電路。 地址輸入和控制線：4條 ale為地址鎖存允許輸入線，高電平有效。當(dāng)ale線為高電平時(shí)

27、，地址鎖存與譯碼器將a，b，c三條地址線的地址信號(hào)進(jìn)行鎖存，經(jīng)譯碼后被選中的通道的模擬量進(jìn)轉(zhuǎn)換器進(jìn)行轉(zhuǎn)換。a，b和c為地址輸入線，用于選通in0in7上的一路模擬量輸入。通道選擇表如下表所示。 cba選擇的通道000in0001in1010in2011in3100in4101in5110in6111in7數(shù)字量輸出及控制線：11條 st為轉(zhuǎn)換啟動(dòng)信號(hào)：當(dāng)st上跳沿時(shí)，所有內(nèi)部寄存器清零；下跳沿時(shí)，開始進(jìn)行a/d轉(zhuǎn)換；在轉(zhuǎn)換期間，st應(yīng)保持低電平。eoc為轉(zhuǎn)換結(jié)束信號(hào)。當(dāng)eoc為高電平時(shí)，表明轉(zhuǎn)換結(jié)束；否則，表明正在進(jìn)行a/d轉(zhuǎn)換。oe為輸出允許信號(hào)，用于控制三條輸出鎖存器向單片機(jī)輸出轉(zhuǎn)換得到的

28、數(shù)據(jù)。oe1，輸出轉(zhuǎn)換得到的數(shù)據(jù)；oe0，輸出數(shù)據(jù)線呈高阻狀態(tài)。d7d0為數(shù)字量輸出線。 clk為時(shí)鐘輸入信號(hào)線：因adc0809的內(nèi)部沒有時(shí)鐘電路，所需時(shí)鐘信號(hào)必須由外界提供，通常使用頻率為500khz， vref（），vref（）為參考電壓輸入。 2.1.6 adc0809應(yīng)用說明：1) adc0809內(nèi)部帶有輸出鎖存器，可以與8031直接相連。 2) 初始化時(shí)，使st和oe信號(hào)全為低電平。 3) 送要轉(zhuǎn)換的哪一通道的地址到a，b，c端口上。 4) 在st端給出一個(gè)至少有100ns寬的正脈沖信號(hào)。 5) 是否轉(zhuǎn)換完畢，我們根據(jù)eoc信號(hào)來判斷。 6) 當(dāng)eoc變?yōu)楦唠娖綍r(shí)，這時(shí)給oe為高電

29、平，轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)就輸出給單片機(jī)了。 2.1.7 led顯示電路設(shè)計(jì)2.1.8 led顯示器結(jié)構(gòu)與原理（一）led顯示器結(jié)構(gòu)與反射罩的七個(gè)反射腔互相對位的印刷電路板上，每個(gè)反射腔底部的中心位置就是led芯片。在裝反射罩前，用壓焊方法在芯片和印刷電路上相應(yīng)金屬條之間連好30m的硅鋁絲或金屬引線，在反射罩基本的半導(dǎo)體數(shù)碼管是由七個(gè)條狀發(fā)光二極管芯片按圖12排列而成的?？蓪?shí)現(xiàn)09的顯示。其具體結(jié)構(gòu)有“反射罩式”、“條形七段式”及“單片集成式多位數(shù)字式”等 （1） 反射罩式數(shù)碼管一般用白色塑料做成帶反射腔的七段式外殼，將單個(gè)led貼在內(nèi)滴入環(huán)氧樹脂，再把帶有芯片的印刷電路板與反射罩對位粘合，然后固化。 反

30、射罩式數(shù)碼管的封裝方式有空封和實(shí)封兩種。實(shí)封方式采用散射劑和染料的環(huán)氧樹脂，較多地用于一位或雙位器件。空封方式是在上方蓋上濾波片和勻光膜，為提高器件的可靠性，必須在芯片和底板上涂以透明絕緣膠，這還可以提高光效率。這種方式一般用于四位以上的數(shù)字顯示（或符號(hào)顯示）。 （2）條形七段式數(shù)碼管屬于混合封裝形式。它是把做好管芯的磷化鎵或磷化鎵圓片，劃成內(nèi)含一只或數(shù)只led發(fā)光條，然后把同樣的七條粘在日字形“可伐”框上，用壓焊工藝連好內(nèi)引線，再用環(huán)氧樹脂包封起來。 （3）單片集成式多位數(shù)字顯示器是在發(fā)光材料基片上（大圓片），利用集成電路工藝制作出大量七段數(shù)字顯示圖形，通過劃片把合格芯片選出，對位貼在印刷電

31、路板上，用壓焊工藝引出引線，再在上面蓋上“魚眼透鏡”外殼。它們適用于小型數(shù)字儀表中。 （4）符號(hào)管、米字管的制作方式與數(shù)碼管類似。 （5）矩陣管也可采用類似于單片集成式多位數(shù)字顯示器工藝方法制作。 （二）led顯示器分類（1）按字高分：筆畫顯示器字高最小有1mm（單片集成式多位數(shù)碼管字高一般在23mm）。其他類型筆畫顯示器最高可達(dá)12.7mm（0.5英寸）甚至達(dá)數(shù)百mm。 （2）按顏色分有紅、橙、黃、綠等數(shù)種。 （3）按結(jié)構(gòu)分，有反射罩式、單條七段式及單片集成式。 （4）從各發(fā)光段電極連接方式分有共陽極和共陰極兩種。 （三）led顯示器的參數(shù)由于led顯示器是以led為基礎(chǔ)的，所以它的光、電特

32、性及極限參數(shù)意義大部分與發(fā)光二極管的相同。但由于led顯示器內(nèi)含多個(gè)發(fā)光二極管，所以需有如下特殊參數(shù)： 1發(fā)光強(qiáng)度比 由于數(shù)碼管各段在同樣的驅(qū)動(dòng)電壓時(shí)，各段正向電流不相同，所以各段發(fā)光強(qiáng)度不同。所有段的發(fā)光強(qiáng)度值中最大值與最小值之比為發(fā)光強(qiáng)度比。比值可以在1.52.3間，最大不能超過2.5。 2脈沖正向電流 若筆畫顯示器每段典型正向直流工作電流為if，則在脈沖下，正向電流可以遠(yuǎn)大于if。脈沖占空比越小，脈沖正向電流可以越大。 單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中使用的顯示器主要有發(fā)光二極管顯示器，簡稱led。液晶顯示器，簡稱lcd；前者價(jià)廉，配置靈活，與單片機(jī)接口方便；后者可進(jìn)行圖形顯示，但接口比較復(fù)雜，成本也較

33、高。 所以我們只講解led顯示器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和工作原理 。在單片機(jī)中通常使用七段led，一般來說，七段led用七段發(fā)光二極管構(gòu)成顯示數(shù)據(jù)和符號(hào)的字型，另外還要用一段發(fā)光二極管來顯示小數(shù)點(diǎn)，這種顯示器有共陰，和共陽兩種。 一位顯示器由八個(gè)發(fā)光二極管組成。當(dāng)在某段發(fā)光二極管施加一定的正向電壓時(shí),該段所對應(yīng)的筆劃即被點(diǎn)亮；不加正向電壓則暗。 為了保護(hù)各段led不被損壞，需外加限流電阻。不管是共陰極led還是共陽極led，他們的8段排列順序都是一樣的，這8段的名字分別為a段b段c段d段e段f段g段和dp段2.1.9 led顯示器與顯示方式在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中使用led顯示塊構(gòu)成n位led顯示器。n位led

34、顯示器有n根位選線和8*n根段選線。根據(jù)顯示方式不同，位選線與段選線的連接方法不同。段選線控制字符選擇，位選線控制顯示位的亮，暗。led顯示器有靜態(tài)顯示與動(dòng)態(tài)顯示兩種方式。我們使用的為動(dòng)態(tài)顯示 led動(dòng)態(tài)顯示方式。 在多位led顯示時(shí)，為了簡化電路，降低成本，將所有位的段選線并聯(lián)在一起，由一個(gè)8位i/o口控制，而共陰極點(diǎn)或共陽極點(diǎn)分別由響應(yīng)的i/o口線控制。圖 2.4-1led顯示電路圖2.1.1.1總體工作電路原理圖第三章 軟件的設(shè)計(jì)adc0809通道in0地址 7ff8h8155 pa口地址 7f01h pb口地址 7f02h flag bit 7fh org 0000h ajmp mai

35、n org 0013h ajmp int1main： setb it1 setb ea setb ex1 lcall ad_sort lcall bcd_sort lcall disled lcall delay_lo ajmp mainad_sort: mov r0,#60h setr flag movx dptr,#7ff8h movx dptr,await: jb flag,wait retint1: movx a,dptr mov r0,a clr flag ret1dlsled: mov r3,#01h mov a,r3loop: mov dptr,#7f01h movx dptr,

36、a inc dptr mov a,r0 add a,#0dh movc a,a+pcdir1: movx dptr,a lcall tim2 inc r0 mov a,r3 jb acc.1,loop1 rl a mov r3,a ajmp looploop1: rettim2: mov r7,#04hdlt1: mov r6,#ffhdlt2: djnz r6,dlt2 djnz r7,dlt1 retbcd_sort: mov a,r0 rl a mov b,#10h div ab mov r0,b inc r0 mov r0,aretdelay_lo:push 0push 1push 2

37、mov 0,#01h;delay_lo1:mov 1,#00hdelay_lo2:mov 2,#0b2h; djnz 2,$ djnz 1,delay_lo2 djnz 0,delay_lo1 pop 2 pop 1 pop 0 ret end第四章 總 結(jié)在這次課程設(shè)計(jì)中，通過對“數(shù)字電子秤”的設(shè)計(jì)、安裝以及調(diào)試，我從中學(xué)到了不少知識(shí)。在做這個(gè)題目的過程中，我和搭檔一起查資料、學(xué)習(xí)、設(shè)計(jì)。本次實(shí)踐中，進(jìn)一部加深了我對平時(shí)所學(xué)理論知識(shí)的理解和掌握，也了解到要把學(xué)到的知識(shí)用于實(shí)踐中，不只重視理論，要考慮學(xué)到的東西能用在那方面，例如我正開始學(xué)微機(jī)原理，我發(fā)現(xiàn)電路主機(jī)本上都是由我們以前學(xué)過的集成邏輯

38、電路組成。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)培養(yǎng)了我的自學(xué)能力和獨(dú)立找出問題、分析問題的能力和動(dòng)手能力。在本次設(shè)計(jì)中，我學(xué)到了做任何事情都要有耐心，電路焊好并不代表你已經(jīng)成功了，測試也是一個(gè)很重要的階段。在測試的過程，我掌握了一些電路調(diào)試的方法和一般規(guī)律，同時(shí)也掌握了如何來檢查和排除設(shè)計(jì)中的所遇到的一些常見故障。不是電路在電腦上能仿真出來連接到電路板上就能測試成功，可能在設(shè)計(jì)的過程中要不斷修改方案。致 謝 大學(xué)三年生活即將結(jié)束，回顧這幾年歷程，老師們給了我們很多指導(dǎo)和幫助。他們嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)，優(yōu)良的作風(fēng)和敬業(yè)的態(tài)度，為我們樹立了為人師表的典范。在此，我對所有教過我的老師表示感謝，你們傳授的專業(yè)知識(shí)是我不斷成長的源泉也是

39、完成本論文的基礎(chǔ)，祝你們身體健康，工作順利！ 通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)不僅提高了我獨(dú)立思考問題解決問題的能力而且培養(yǎng)了認(rèn)真嚴(yán)謹(jǐn)，一絲不茍的學(xué)習(xí)態(tài)度。由于經(jīng)驗(yàn)匱乏，能力有限，設(shè)計(jì)中難免有考慮不周全的地方，希望各位老師多加指教。 在多年的學(xué)習(xí)生活中，還得到了許多學(xué)院領(lǐng)導(dǎo)、系領(lǐng)導(dǎo)和老師的熱情關(guān)心和幫助。最后，向所有關(guān)心和幫助過我的領(lǐng)導(dǎo)、老師、同學(xué)和朋友表示由衷的謝意！衷心地感謝在百忙之中評閱我的設(shè)計(jì)（論文）的各位老師參考文獻(xiàn)：【1】王毓銀.數(shù)字電路邏輯設(shè)計(jì).北京:高等教育出版社.2005【2】彭介華.電子技術(shù)課程設(shè)計(jì).北京：高等教育出版社.2003.【3】謝自美.電子線路設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)測試(第二版) .武漢： 華

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42、pacitorc3rad-0.3cap1capacitorc4rad-0.3cap1capacitorc5rad-0.3cap1capacitorc6rad-0.3cap1polarized capacitor (radial)c7rb7.6-15cap pol11polarized capacitor (radial)c8rb7.6-15cap pol11polarized capacitor (radial)c9rb7.6-15cap pol11polarized capacitor (radial)c10rb7.6-15cap pol11capacitorc11rad-0.3cap1ca

43、pacitorc12rad-0.3cap1capacitorc13rad-0.3cap1polarized capacitor (radial)c14rb7.6-15cap pol11polarized capacitor (radial)c15rb7.6-15cap pol11capacitorc16rad-0.3cap1capacitorc17rad-0.3cap1polarized capacitor (radial)c18rb7.6-15cap pol11polarized capacitor (radial)c19rb7.6-15cap pol11polarized capacito

44、r (radial)c20rb7.6-15cap pol11capacitorc21rad-0.3cap1capacitorc22rad-0.3cap1full wave diode bridged2e-bip-p4/d10bridge11full wave diode bridged3e-bip-p4/d10bridge11default dioded4dso-c2/x3.3diode1default dioded5dso-c2/x3.3diode1default dioded6dso-c2/x3.3diode1default dioded7dso-c2/x3.3diode1typical red gaas ledds1led-1led11typical red gaas ledds2led-1led11header, 2-pin, right anglej1hdr1x2hheader 2h