數(shù)字電子稱的設(shè)計(jì)完美版

1、-. z航空航天大學(xué)課 程 設(shè) 計(jì)說明書數(shù)字電子稱的設(shè)計(jì)班級(jí) * 學(xué) 生 姓 名 指 導(dǎo) 教 師胡乃瑞 航空航天大學(xué)課 程 設(shè) 計(jì) 任 務(wù) 書課 程 名 稱 電子技術(shù)綜合課程設(shè)計(jì) 課程設(shè)計(jì)題目數(shù)字電子稱的設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)的容及要求：一、設(shè)計(jì)說明與技術(shù)指標(biāo)設(shè)計(jì)一個(gè)一個(gè)具有數(shù)字顯示功能的數(shù)字電子稱，具體技術(shù)要求如下：1測(cè)量圍00.99kg00.99V11.99kg11.99V。2用3位數(shù)碼管顯示測(cè)量結(jié)果 。3直流電源輸出的微弱信號(hào)作為該系統(tǒng)的輸入信號(hào)。4發(fā)揮局部：設(shè)計(jì)測(cè)量量程，進(jìn)一步擴(kuò)大測(cè)量量程和減小測(cè)量誤差。二、設(shè)計(jì)要求1在選擇器件時(shí)，應(yīng)考慮本錢。2根據(jù)技術(shù)指標(biāo)，通過分析計(jì)算確定電路和元器件參數(shù)。3

2、畫出電路原理圖元器件標(biāo)準(zhǔn)化，電路圖規(guī)化。三、實(shí)驗(yàn)要求1根據(jù)技術(shù)指標(biāo)制定實(shí)驗(yàn)方案；驗(yàn)證所設(shè)計(jì)的電路，用multisim軟件仿真。2進(jìn)展實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理和分析。四、推薦參考資料1. 童詩白，華成英主編模擬電子技術(shù)根底M：高等教育，2006年五、按照要求撰寫課程設(shè)計(jì)報(bào)告成績?cè)u(píng)定表：序號(hào)評(píng)定工程評(píng)分成績1設(shè)計(jì)方案正確，具有可行性，創(chuàng)新性15分2設(shè)計(jì)結(jié)果可信例如：系統(tǒng)分析、仿真結(jié)果15分3態(tài)度認(rèn)真，遵守紀(jì)律15分4設(shè)計(jì)報(bào)告的規(guī)化、參考文獻(xiàn)充分不少于5篇25分5辯論30分總分最終評(píng)定成績以優(yōu)、良、中、及格、不及格評(píng)定指導(dǎo)教師簽字： 年 月 日一概述電子秤是日常生活中常用的電子衡器，廣泛應(yīng)用于超市、大中型商場(chǎng)、

3、物流配送中心。電子秤在構(gòu)造和原理上取代了以杠桿平衡為原理的傳統(tǒng)機(jī)械式稱量工具。相比傳統(tǒng)的機(jī)械式稱量工具，電子秤具有稱量精度高、裝機(jī)體積小、應(yīng)用圍廣、易于操作使用等優(yōu)點(diǎn)，在外形布局、工作原理、構(gòu)造和材料上都是全新的計(jì)量衡器。目前市場(chǎng)上使用的稱量工具，或者是構(gòu)造復(fù)雜，或者運(yùn)行不可靠，且本錢高，精度穩(wěn)定性不好，調(diào)整時(shí)間長，易損壞，維修困難，裝機(jī)容量大，能源消耗大，生產(chǎn)本錢高。而且目前市場(chǎng)上電子秤產(chǎn)品的整體水平不高，局部小型企業(yè)產(chǎn)品質(zhì)量差且技術(shù)力量薄弱，設(shè)備不全，缺乏產(chǎn)品的開發(fā)能力，產(chǎn)品質(zhì)量在低水平徘徊。因此，有針對(duì)性地開發(fā)出一套有實(shí)用價(jià)值的電子秤系統(tǒng)，從技術(shù)上克制上述諸多缺點(diǎn)，改善電子秤系統(tǒng)在應(yīng)用中

4、的缺乏之處，具有現(xiàn)實(shí)意義。從20世紀(jì)70年代開場(chǎng)，在世界圍掀起了一股電子秤熱，各先進(jìn)工業(yè)國都很重視傳感技術(shù)和電子秤的研究、開發(fā)和生產(chǎn)。傳感技術(shù)已經(jīng)成為重要的現(xiàn)代科技領(lǐng)域，電子秤及其系統(tǒng)生產(chǎn)已經(jīng)成為了重要的新興行業(yè)。我國生產(chǎn)的電子秤產(chǎn)品主要是屬于靜態(tài)衡器電子秤，在計(jì)量要求、功能和外形上已經(jīng)到達(dá)了國外同類產(chǎn)品的先進(jìn)水平，而且在價(jià)格上又低于國外的同類產(chǎn)品，具有較好的出口潛力；但動(dòng)態(tài)衡器電子秤，與國外的同類產(chǎn)品還有一定的差距，尤其是在動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性上存在較大的距離，我國進(jìn)口的電子秤大多數(shù)就是這類產(chǎn)品。我國的電子衡量器要想打入國際市場(chǎng)，參與國際競(jìng)爭(zhēng)。這就要求企業(yè)必須以技術(shù)為先導(dǎo)、以質(zhì)量為中心、以管理為根底，

5、努力提高制造技術(shù)與制造工藝水平，穩(wěn)定產(chǎn)品的質(zhì)量，增強(qiáng)國際市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。二方案論證電子秤采用現(xiàn)代傳感器技術(shù)、電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)一體化的電子稱量裝置，才能滿足并解決現(xiàn)實(shí)生活中提出的快速、準(zhǔn)確、連續(xù)、自動(dòng)稱量要求，同時(shí)有效地消除人為誤差，使之更符合法制計(jì)量管理和工業(yè)生產(chǎn)過程控制的應(yīng)用要求。電路原理框圖：可調(diào)電阻模擬信號(hào)輸入通過A/D轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制信號(hào)輸入譯碼由LED輸出與8位數(shù)值比擬器比擬，并將相等的結(jié)果輸出電路設(shè)計(jì) 1.運(yùn)放電路模塊圖1 運(yùn)放電路本設(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

6、號(hào)都很微弱，必須通過一個(gè)模擬放大器對(duì)其進(jìn)展一定倍數(shù)的放大，才能滿足A/D轉(zhuǎn)換器對(duì)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。 2.數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊圖2 A/D轉(zhuǎn)換器數(shù)模轉(zhuǎn)換器即A/D轉(zhuǎn)換器，或簡稱ADC，通常是指一個(gè)將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字信號(hào)的電子元件。A/D轉(zhuǎn)換一般要經(jīng)過采樣、保持、量化及編碼4個(gè)過程。模數(shù)轉(zhuǎn)換過程包括量化和編碼。量化是將模擬信號(hào)量程分成許多離散量級(jí)，并確定輸入信號(hào)所屬的量級(jí)。編碼是對(duì)每一量級(jí)分配唯一的數(shù)字碼，并確定與輸入信號(hào)相對(duì)應(yīng)的代碼。ADC類型繁多，在此，以ADC0808為例進(jìn)展設(shè)計(jì)分析。ADC0808芯片共有28只引腳呈對(duì)稱排列，相應(yīng)引腳名稱和功能，如表

7、3-1所示： 表3-1 ADC0808各引腳功能引腳名稱功能描述IN0IN78路模擬輸入，通過3根地址譯碼線ADDA、ADDB、ADDC來選通一路。ADDA、ADDB、ADDC模擬通道選擇地址信號(hào)，ADDA為低位，ADDC為高位。VR(+)、VR(-)正、負(fù)參考電壓輸入端ALE地址鎖存允許信號(hào)，高電平有效。STARTA/D轉(zhuǎn)換啟動(dòng)信號(hào)，正脈沖有效。CLOCK接時(shí)鐘脈沖OE數(shù)據(jù)輸出允許信號(hào)，輸入，高電平有效。當(dāng)A/D轉(zhuǎn)換完畢時(shí)，此端輸入一個(gè)高電平，才能翻開輸出三態(tài)門，輸出數(shù)字量。EOCA/D轉(zhuǎn)換完畢信號(hào)，輸出，當(dāng)A/D轉(zhuǎn)換完畢時(shí)，此端輸出一個(gè)高電平轉(zhuǎn)換期間一直為低電平。D0D7A/D轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)

8、輸出端，為三態(tài)可控輸出，故可直接和微處理器數(shù)據(jù)線連接。8位排列順序是D7為最高位，D0為最低位。SOC輸入一個(gè)電壓為6V頻率為100kHz的脈沖，EOC可接低電平可懸空。3.量程控制模塊圖3 計(jì)數(shù)器于比擬器 兩個(gè)4位數(shù)的比擬是從A的最高位A3和B的最高位B3進(jìn)展比擬，如果它們不相等，則該位的比擬結(jié)果可以作為兩數(shù)的比擬結(jié)果。假設(shè)最高位A3B3，則再比擬次高位A2和B2，余類推。顯然，如果兩數(shù)相等，則，比擬步驟必須進(jìn)展到最低位才能得到結(jié)果。 真值表見表3-2所示中的輸入變量包括A3與B3、A2與B2、A1與B1、A0與B0的比擬結(jié)果。其中A和B是另外兩個(gè)低位數(shù)，SAB、SAB和SA=B是它們的比擬

9、結(jié)果。設(shè)置低位數(shù)比擬結(jié)果輸入端是為了能與其他數(shù)值比擬器連接，以便組成位數(shù)更多的數(shù)值比擬器。表3-2 74LS83D芯片真值表輸入輸出C0 A0 A1 A2 A3 B0 B1 B2 B3S0 S1 S2 S3 C4邏輯電平L L H L H H L L HH H L L H高電平有效低電平有效01 0 1 0 1 1 0 1 0 1 0 0 1 0 1 1 01 1 0 00 0 1 1104.譯碼驅(qū)動(dòng)顯示模塊圖4 數(shù)碼管顯示這種同步可預(yù)置十進(jìn)計(jì)數(shù)器是由四個(gè)D型觸發(fā)器和假設(shè)干個(gè)門電路構(gòu)成，部有超前進(jìn)位，具有計(jì)數(shù)、置數(shù)、制止、直接異步清零等功能。對(duì)所有觸發(fā)器同時(shí)加上時(shí)鐘，使得當(dāng)計(jì)數(shù)使能輸入和部門發(fā)

10、出指令時(shí)輸出變化彼此協(xié)調(diào)一致而實(shí)現(xiàn)同步工作。這種工作方式消除了非同步脈沖時(shí)鐘計(jì)數(shù)器中常有的輸出計(jì)數(shù)尖峰。緩沖時(shí)鐘輸入將在時(shí)鐘輸入上升沿觸發(fā)四個(gè)觸發(fā)器。這種計(jì)數(shù)器是可全編程的，即輸出可預(yù)置到任何電平。當(dāng)預(yù)置是同步時(shí)，在置數(shù)輸入上將建立一低電平，制止計(jì)數(shù)，并在下一個(gè)時(shí)鐘之后不管使能輸入是何電平，輸出都與建立數(shù)據(jù)一致。去除是異步的直接清零，不管時(shí)鐘輸入、置數(shù)輸入、使能輸入為何電平，去除輸入端的低電平把所有四個(gè)觸發(fā)器的輸出直接置為低電平。超前進(jìn)位電路無須另加門，即可級(jí)聯(lián)出n位同步應(yīng)用的計(jì)數(shù)器。它是借助于兩個(gè)計(jì)數(shù)使能輸入和一個(gè)動(dòng)態(tài)進(jìn)位輸出來實(shí)現(xiàn)的。兩個(gè)計(jì)數(shù)使能輸入ENP和ENT計(jì)數(shù)時(shí)必須是高電平，且輸入

11、ENT必須正反應(yīng)，以便使能動(dòng)態(tài)進(jìn)位輸出。因而被使能的動(dòng)態(tài)進(jìn)位輸出將產(chǎn)生一個(gè)高電平輸出脈沖，其寬度近似等于QA輸出高電平。此高電平溢出進(jìn)位脈沖可用來使能其后的各個(gè)串聯(lián)級(jí)。使能ENP和ENT輸入的跳變不受時(shí)鐘輸入的影響。表3-3 74LS160D引腳功能表RCO進(jìn)位輸出端CLK時(shí)鐘輸入端CLR異步清零端上升沿有效ENP計(jì)數(shù)控制端ENT計(jì)數(shù)控制端ABCD并行數(shù)據(jù)輸入端LODA同步并行置入控制端QAQD輸出端仿真測(cè)試 1.當(dāng)開關(guān)在00.99kg00.99V量程時(shí)的仿真圖 將單刀雙擲開關(guān)置于00.99kg量程，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器來模仿將重物放在數(shù)字電子稱上，數(shù)碼管會(huì)顯示出相應(yīng)數(shù)字。2.當(dāng)開關(guān)在11.99kg

12、11.99V量程時(shí)的仿真圖 將單刀雙擲開關(guān)置于11.99kg量程，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器來模仿將重物放在數(shù)字電子稱上，數(shù)碼管會(huì)顯示出相應(yīng)數(shù)字。結(jié)論通過這次課設(shè)，我感觸頗多，受益匪淺。對(duì)multisim軟件的應(yīng)用，公式編輯器的應(yīng)用，還有一些根本的word的根本操作有了更加深入的了解。自己動(dòng)手，認(rèn)真思考，解決了現(xiàn)實(shí)生活中的實(shí)際的問題，讓我非常有成就感。這期間遇到了很多問題，但是經(jīng)過和同學(xué)們的討論研究以及以及查找相關(guān)資料最終把問題解決了，同時(shí)也暴露了自己哪方面知識(shí)有欠缺，我深深感受到平時(shí)學(xué)東西要扎扎實(shí)實(shí)，這樣用到的時(shí)候就不用再去翻書，以節(jié)省時(shí)間。通過這個(gè)課設(shè)，我對(duì)電子也有了更多的了解，更多的認(rèn)識(shí)，我發(fā)現(xiàn)科技

13、真的是無所不能，只要我們肯努力去做，我們也會(huì)變得很強(qiáng)大，很充實(shí)。在此次課程設(shè)計(jì)中，對(duì)我們所學(xué)的電路和數(shù)字邏輯的知識(shí)進(jìn)展了一次總結(jié)性的復(fù)習(xí)，特別是對(duì)ADC及比擬器74LS83D的功能及應(yīng)用有了更深一步的了解。在本次課程設(shè)計(jì)中，我花了大量的時(shí)間和精力進(jìn)展資料查閱和調(diào)試電路板，結(jié)合自己所學(xué)，認(rèn)真解決每一個(gè)功能模塊中遇到的問題。但是還是沒有得到實(shí)驗(yàn)的理想結(jié)果，甚至可以說離試驗(yàn)結(jié)果差的很遠(yuǎn)。在設(shè)計(jì)各個(gè)功能模塊之前，我查找了許多資料但是都沒有找到符合要求的實(shí)驗(yàn)原理圖，而且有好幾個(gè)圖原本已經(jīng)畫好了，但是在仿真的時(shí)候都得不到結(jié)果?？傊?，在這次課程實(shí)際中，我學(xué)會(huì)了怎樣把自己所學(xué)的書本知識(shí)應(yīng)用到實(shí)處。看到自己設(shè)計(jì)

14、的功能電路能在仿真軟件中運(yùn)行、調(diào)試好的電路正確運(yùn)行，我有了很大的成就感。另外，通過具體的操作，我掌握了各個(gè)功能模塊的接口設(shè)計(jì)方法，無論是在設(shè)計(jì)思想還是在動(dòng)手能力上都有了很大的提高。此次實(shí)驗(yàn)完成了數(shù)字電子稱的量程轉(zhuǎn)換功能以及數(shù)字顯示功能，但是在量程的圍上并沒有到達(dá)實(shí)驗(yàn)的要求，并沒有在那個(gè)圍。針對(duì)這個(gè)問題我改了好久，但是始終沒有調(diào)試出所需要的結(jié)果，盡管自己努力了好久但還是沒有調(diào)出來，所以這次的實(shí)驗(yàn)真的很失敗。參考文獻(xiàn)1 童詩白,華成英主編模擬電子技術(shù)根底M：高等教育，20062 閻石主編數(shù)字電子技術(shù)M：高等教育，20063 康光華主編電子技術(shù)根底M：高等教育，20004 余孟嘗.數(shù)字電子技術(shù)根底簡明教程第二版M：高等教育，2006.125 科林等.TTL高速CMOS手冊(cè)M：電子工業(yè)，2004.56 余凱等.常用集成電路實(shí)用手冊(cè)M：電子工業(yè)，2006.17 余凱等.常用集成電路實(shí)用手冊(cè)續(xù)集M：電子工業(yè)，2008.18 邱寄帆等.數(shù)字電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)與綜合實(shí)訓(xùn)M：人們郵電，2005.