測(cè)控電路課設(shè)電子稱設(shè)計(jì)

1、xx大學(xué)課 程 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書學(xué)生姓名： 學(xué) 號(hào)： 學(xué) 院： 專 業(yè)： 題 目： 指導(dǎo)教師: 年月日課 程 設(shè) 計(jì) 任 務(wù) 書1設(shè)計(jì)目的：針對(duì)電子線路課程要求，對(duì)學(xué)生進(jìn)行實(shí)用型電子線路設(shè)計(jì)、安裝、調(diào)試等各環(huán)節(jié)的綜合性訓(xùn)練，培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用課程中所學(xué)的理論與實(shí)踐緊密結(jié)合，獨(dú)立地解決實(shí)際問(wèn)題的能力。2設(shè)計(jì)內(nèi)容和要求（包括原始數(shù)據(jù)、技術(shù)參數(shù)、條件、設(shè)計(jì)要求等）：設(shè)計(jì)內(nèi)容: 設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字電子秤，組裝及調(diào)試各單元電路及系統(tǒng)電路，用數(shù)字表顯示稱重結(jié)果。設(shè)計(jì)要求及技術(shù)指標(biāo)： 測(cè)量范圍：01.999kg、019.99kg、0199.9kg； 用數(shù)字顯示被測(cè)重量，小數(shù)點(diǎn)位置對(duì)應(yīng)不同的量程顯示。3設(shè)計(jì)工作任務(wù)及工

2、作量的要求包括課程設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書(論文)、圖紙、實(shí)物樣品等：1 電路原理圖.2 仿真結(jié)果.3 課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書. 目 錄一、設(shè)計(jì)方案簡(jiǎn)介 06 設(shè)計(jì)內(nèi)容、設(shè)計(jì)要求、軟件學(xué)習(xí)、實(shí)驗(yàn)流程圖、電路系統(tǒng)概述、實(shí)驗(yàn)電路結(jié)構(gòu)及分塊原理二、設(shè)計(jì)條件及主要參數(shù)表 09 傳感器系統(tǒng)、放大系統(tǒng)、模數(shù)轉(zhuǎn)換及顯示系統(tǒng)三、設(shè)計(jì)主要參數(shù)計(jì)算 10 各部分工作原理圖四、設(shè)計(jì)結(jié)果 12五、設(shè)計(jì)評(píng)述 13 心得體會(huì)六、參考文獻(xiàn) 14 參考相關(guān)資料一、設(shè)計(jì)方案簡(jiǎn)介數(shù)字電子稱通過(guò)傳感器將被測(cè)物體的重量轉(zhuǎn)換成模擬的電壓信號(hào)，較小的電壓信號(hào)通過(guò)應(yīng)用放大系統(tǒng)進(jìn)行準(zhǔn)確、線性的放大，以滿足模數(shù)轉(zhuǎn)換器對(duì)輸入信號(hào)電平的要求。放大電路采用四運(yùn)放集成

3、電路lm324中的三個(gè)運(yùn)放組成的儀表用放大電路。儀表用放大器具備足夠大的放大倍數(shù)、高輸入電阻和高共模抑制比的特點(diǎn)。放大后的模擬電壓信號(hào)經(jīng)過(guò)模數(shù)轉(zhuǎn)換電路變成數(shù)字量，模數(shù)轉(zhuǎn)換電路采用模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片7107實(shí)現(xiàn)。然后把數(shù)字信號(hào)輸送到顯示電路中去，最后由顯示電路顯示出測(cè)量結(jié)果，顯示電路采用四塊分立的七段led顯示電路進(jìn)行顯示。本設(shè)計(jì)中通過(guò)改變放大電路的增益，從而達(dá)到轉(zhuǎn)換量程的目的。由于被測(cè)物體的重量相差較大，根據(jù)不同的側(cè)重范圍要求，需對(duì)量程進(jìn)行切換。1、 設(shè)計(jì)內(nèi)容（1） 制作一個(gè)具有數(shù)字顯示功能的數(shù)字電子稱；（2） 調(diào)試數(shù)字電子稱的歌單元電路及系統(tǒng)電路；（3） 掌握數(shù)字電路的設(shè)計(jì)、組裝與調(diào)試方法；（4）

4、 熟悉集成電路7107的使用方法；（5） 采用電阻應(yīng)變式傳感器；2、 設(shè)計(jì)要求(1)測(cè)量范圍：01.999kg、019.99kg、0199.9kg(2)用數(shù)字顯示被測(cè)重量，小數(shù)點(diǎn)位置對(duì)應(yīng)不同的量程顯示。3、protel軟件學(xué)習(xí)：（1）首先建立一個(gè)專用文件夾，用以集中存放相關(guān)電路設(shè)計(jì)文件，便于管理；（2）當(dāng)直接雙擊“protel99se”圖標(biāo)后，進(jìn)入第一層“design explorer”設(shè)計(jì)管理器窗口； （3）在這個(gè)窗口中，可對(duì)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫(kù)建立等操作，首先要建立一個(gè)新的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫(kù)。點(diǎn)擊file/new命令出現(xiàn)建立新的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫(kù)路徑對(duì)話框；（4）建立設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫(kù)后，就要建立需要的各種電路設(shè)計(jì)文件。在

5、進(jìn)入一個(gè)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫(kù)后，執(zhí)行file/new命令后彈出新文檔對(duì)話框，選擇要增加文件類型后單擊ok，新建電路設(shè)計(jì)文件及添加到了設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫(kù)中。（5）文件的操作。在設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)管理窗口中，在選擇電路設(shè)計(jì)文件上單擊右鍵后，彈出快捷菜單，可對(duì)其文件進(jìn)行操作。（6）當(dāng)建立電路文件后可對(duì)其進(jìn)行電路設(shè)計(jì)（編輯）工作，即雙擊電路原理圖文件就進(jìn)入了電路原理圖編輯窗口；（7）放置元件。在電路原理圖編輯窗口放置電子元件。首先要裝入需要的數(shù)據(jù)元件庫(kù)，操作方法：?jiǎn)螕粼O(shè)計(jì)數(shù)據(jù)管理窗口中的browse sch中的 libraris命令進(jìn)入元件庫(kù)和元件管理器，然后單擊 add/remove按鈕，選擇design explorer 9

6、9selibrarysch路徑，再選擇所用的元件庫(kù)文件，單擊add按鈕增加到元件庫(kù)管理器，單擊ok，就可以看到選擇的元件庫(kù)已裝到元件庫(kù)管理器窗口中。（8）當(dāng)元件管理器裝入元件庫(kù)后就可以放置元件，在元件瀏覽區(qū)中，用鼠標(biāo)左鍵單擊要放置的元件，然后單擊元件瀏覽區(qū)中的place按鈕，鼠標(biāo)上便附加了光標(biāo)和浮動(dòng)的被選中元件。把光標(biāo)移動(dòng)到要放置的位置后，單擊左鍵，這個(gè)元件就放置好了。在放置元件的過(guò)程如要轉(zhuǎn)動(dòng)元件方向，按一次空格鍵元件就逆時(shí)針轉(zhuǎn)90。（9）布線。選擇所需要的連線工具將電路連接起來(lái)。（10）編輯元件的屬性（元件名、封裝、參數(shù)等），鼠標(biāo)左鍵雙擊要編輯元件，就彈出選中元件屬性設(shè)置對(duì)話窗口，根據(jù)需要對(duì)

7、元件屬性進(jìn)行設(shè)置。（11）電器規(guī)則檢查，主要是檢查元件之間的相互連接。單擊菜單tool/erc,啟動(dòng)電氣規(guī)則檢查設(shè)置對(duì)話框窗口，單擊ok按鈕就開始進(jìn)行檢查。（12）元件報(bào)告表的產(chǎn)生，點(diǎn)擊菜單report/bill of material，啟動(dòng)元件生成表，點(diǎn)擊next系統(tǒng)將生成元件報(bào)告表文件 。（13）生成網(wǎng)絡(luò)表。啟動(dòng)建立網(wǎng)絡(luò)表菜單design/create netlist后出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)表設(shè)置對(duì)話框窗口，設(shè)置好后點(diǎn)擊ok，即生成網(wǎng)絡(luò)表格文件。4實(shí)驗(yàn)流程圖電阻應(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5電路系統(tǒng)概述：（1）利用由電阻應(yīng)變式傳感器組成的測(cè)量電路測(cè)出物體的重量信號(hào)。（2

8、）由放大器電路把傳感器輸出的微弱電壓信號(hào)進(jìn)行一定倍數(shù)的放大，放大后的電壓信號(hào)送到模數(shù)轉(zhuǎn)換電路中。（3）由模數(shù)轉(zhuǎn)換電路把接收到的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，傳送到顯示電路。（4）由電路顯示數(shù)據(jù)。6、實(shí)驗(yàn)電路結(jié)構(gòu)及分塊原理由于本實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)要求可將實(shí)驗(yàn)電路基本分為四個(gè)組成部分，即傳感器、放大電路、模數(shù)轉(zhuǎn)換器、顯示電路和切換量程系統(tǒng)。 數(shù)字電子秤的原理框圖如下所示:二、設(shè)計(jì)條件及主要參數(shù)表根據(jù)實(shí)驗(yàn)的組成部分，我們分以下四個(gè)部分進(jìn)行介紹：一傳感器 電子秤傳感器的測(cè)量電路通常使用電橋測(cè)量電路，它將應(yīng)變阻值的變化轉(zhuǎn)換為電壓或電流的變化，這就是可用的輸出信號(hào)。 電橋電路有四個(gè)電阻組成，如下圖所示： 電子秤的傳感器在

9、不加負(fù)荷時(shí)，橋路的電阻應(yīng)平衡，也就是電橋初始平衡狀態(tài)輸出應(yīng)為零。但實(shí)際上橋路各臂阻值不可能絕對(duì)相同，接觸電阻及導(dǎo)線電阻也有差異，致使輸出不為零。因此必須設(shè)置調(diào)零電路使初始狀態(tài)達(dá)到平衡，即輸出為零。二放大系統(tǒng)電子秤的放大系統(tǒng)是把傳感器輸出的弱信號(hào)放大，放大的信號(hào)應(yīng)能滿足模數(shù)轉(zhuǎn)換的要求，該系統(tǒng)使用的模數(shù)轉(zhuǎn)換的輸入量是應(yīng)是0到1.999v。為了測(cè)量準(zhǔn)確，放大系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)保證輸入級(jí)是高阻，輸出級(jí)是低阻，系統(tǒng)應(yīng)具有很高的抑制共模干擾的能力，系統(tǒng)的放大倍數(shù)應(yīng)根據(jù)被測(cè)物體的重量對(duì)應(yīng)傳感器的輸出量，然后把傳感器的輸出量按一定的比例相應(yīng)放大，如果測(cè)量的重量相差較遠(yuǎn)，可以設(shè)置量程轉(zhuǎn)換來(lái)切換量程，切換量程，切換量程

10、電路有手動(dòng)和自動(dòng)兩種。三模數(shù)轉(zhuǎn)換及顯示系統(tǒng)傳感器的輸出信號(hào)放大后，通過(guò)模數(shù)轉(zhuǎn)換器把模擬量轉(zhuǎn)換成數(shù)字量。該數(shù)字量由顯示器顯示。由于大規(guī)模集成電路的廣泛應(yīng)用，3又1/2位和4又1/2位a/d轉(zhuǎn)換以運(yùn)用于各種測(cè)量系統(tǒng)。顯示系統(tǒng)有由發(fā)光二極管（led）組成的和液晶顯示屏（lcd）型的。四led顯示器結(jié)構(gòu)與原理led顯示塊是由發(fā)光二極管顯示字段的顯示器件。在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中通常使用的是七段led。這種顯示塊有共陰極與共陽(yáng)極兩種。共陰極led顯示塊的發(fā)光二極管陰極共地。當(dāng)某個(gè)發(fā)光二極管的陽(yáng)極為高電平時(shí)，發(fā)光二極管點(diǎn)亮；共陽(yáng)極led顯示塊的發(fā)光二極管陽(yáng)極并接。三、設(shè)計(jì)主要參數(shù)計(jì)算各部分工作原理圖一放大系統(tǒng)原

11、理圖 圖 1 加入量程功能的儀表用放大電路圖2 放大電路的調(diào)零電路二模數(shù)轉(zhuǎn)換原理圖圖 3 7107a/d轉(zhuǎn)換器外接電路圖三總體工作原理圖圖4 總體工作電路原理圖四、設(shè)計(jì)結(jié)果設(shè)計(jì)仿真結(jié)果pcb板如下所示:五、設(shè)計(jì)評(píng)述 數(shù)字電子秤課程設(shè)計(jì)心得 這次課程設(shè)計(jì)的主要任務(wù)是設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字電子秤，組裝及調(diào)試各單元電路及系統(tǒng)電路，用數(shù)字表顯示稱重結(jié)果。 回顧起此次課程設(shè)計(jì)，至今我仍感慨頗多，可以說(shuō)，這次課程設(shè)計(jì)比較不容易，因?yàn)楹芏鄡?nèi)容還未進(jìn)行學(xué)習(xí)，但是可以學(xué)到很多很多的東西，同時(shí)不僅可以鞏固了以前所學(xué)過(guò)的知識(shí)，而且學(xué)到了很多在書本上所沒有學(xué)到過(guò)的知識(shí)。這次設(shè)計(jì)使自己有機(jī)會(huì)使用到原來(lái)所學(xué)知識(shí)，并且可以有更深的認(rèn)

12、識(shí)，可以時(shí)候收獲不小。 在設(shè)計(jì)的過(guò)程中可以說(shuō)得是困難重重，這畢竟是第一次做數(shù)電課程設(shè)計(jì)，難免會(huì)遇到過(guò)各種各樣的問(wèn)題，設(shè)計(jì)的過(guò)程中我發(fā)現(xiàn)了自己的不足之處，對(duì)以前所學(xué)過(guò)的知識(shí)理解得不夠深刻，掌握得不夠牢固。也提醒自己要更加努力學(xué)習(xí)來(lái)擴(kuò)充自己的知識(shí)。通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)，我對(duì)于相關(guān)軟件的使用有了進(jìn)一步的了解。同時(shí)，我們還通過(guò)查閱相關(guān)資料、請(qǐng)教指導(dǎo)老師和小組討論等方式，對(duì)設(shè)計(jì)電路進(jìn)行性能考證。利用protel軟件設(shè)計(jì)好的電路圖在計(jì)算機(jī)上畫出來(lái)，并對(duì)其進(jìn)行仿真，得到仿真正確結(jié)果。同時(shí)上機(jī)能力也得到了提高。在課程設(shè)計(jì)中最重要的就是團(tuán)隊(duì)精神，我們四個(gè)人一組共同做一個(gè)題目，在查找資料，使用軟件等過(guò)程中一起思考，遇到困難的時(shí)候大家一起想解決的辦法。我們知道自己還有很多的不足和很多需要學(xué)習(xí)的東西，我們相信通過(guò)我們共同的努力，在未來(lái)的課程等方面會(huì)有更大的進(jìn)步，不斷提高自己的能力。 六、參考文獻(xiàn)1