班級：機電七班
姓名；王冬冬
學號；1003110728
引言：本課程設計的電子秤以微控制器為主要部件，利用全橋測量原理，通過對電路輸出電壓和標準重量的線性關係，建立具體的數學模型，將電壓量綱（v）改為重量綱（g）即成為一台原始電子秤。其中測量電路中最主要的元器件就是電阻應變式感測器。
電阻應變式感測器是感測器中應用最多的一種，本設計採用全橋測量電路，使系統產生的誤差更小，輸出的資料更精確。而三運放大電路的作用就是把感測器輸出的微弱的模擬訊號進行一定倍數的放大，以滿足a/d轉換器對輸入訊號電平的要求。adc0809 a/d轉換的作用是把模擬訊號轉變成數碼訊號，進行模數轉換，然後把數碼訊號輸送到顯示電路中去，最後由顯示電路顯示出測量結果。
本設計由以下幾部分組成：電阻應變感測器、訊號放大器、模數轉換、微控制器、顯示器。其流程圖如圖1所示。
圖1 電子稱的流程圖
由電阻應變式感測器感受被測物體的質量，通過電橋輸出電壓訊號，通過放大電路將輸出訊號放大，而後送入a/d轉換單元進行模數轉換，將轉換後的數碼訊號送給微控制器；微控制器接收資料後，對資料進行處理，將其轉換為對應的重量資訊，送液晶顯示模組進行顯示。微控制器同時也可以進行去皮調零操作，因此微控制器還需查尋鍵盤是否有輸入，執行相應的功能。
電阻應變式感測器是將被測量的力，通過它產生的金屬彈性變形轉換成電阻變化的元件。由電阻應變片和測量線路兩部分組成。電阻應變片產生的誤差，主要**於溫度的影響，本設計主要在實驗室內進行，溫度的影響暫不處理。
電阻應變式感測器結構圖如圖2所示。
圖2 電阻應變式感測器結構圖
在電橋測量電路中，將一對變化相反的應變片接入電橋一臂，另一臂接兩個相同的阻值作為基準值；當橋臂電阻初始值r1＝r2＝r3＝r4=350時平衡，其變化值為δr1＝δr2＝δr3＝δr4=d時，其橋路輸出電壓uout與d成正比。
2.2放大電路硬體設計
由於感測器輸出的訊號比較微弱，必須通過乙個放大器對其進行放大，才能滿足a/d轉換器對輸入訊號電平的要求。本設計中選用由三運放構成的具有高輸入阻抗，高共模抑制比的儀表放大器作為前級，再接乙個反相比例放大器作為后級輸出。另外，儀表放大電路中電阻rw1可用於微調放大倍數；而後級放大器原接地端現在通過rw2接入一電壓值，可以對輸出電平進行平移。
放大電路圖如圖3所示。
圖3 感測器輸出訊號放大電路圖
1．微控制器最小系統
對51系列微控制器來說,最小系統一般應該包括微控制器、晶振電路和復位電路。微控制器的最小系統電路圖如圖4所示。
圖4 微控制器最小系統電路圖
復位電路:由電容串聯電阻構成,一般c取10u,r取8.2k.當然也有其他取法的,原則就是要讓rc組合可以在rst腳上產生不少於2個機週期的高電平。
晶振電路:典型的晶振取11.0592mhz(因為可以準確地得到9600波特率和19200波特率,用於有串列埠通訊的場合)/12mhz(產生精確的us級時歇,方便定時操作)。
2.模數轉換與微控制器介面
adc0809是帶有8位a/d轉換器、8路多路開關以及微處理機相容的控制邏輯的cmos元件。它是逐次逼近式a/d轉換器，可以和微控制器直接介面。
（1） 引腳說明：
adc0809的引腳圖如圖5所示。
圖5 adc0809引腳圖
in0－in7：8條模擬量輸入通道，要求訊號單極性，電壓範圍是0－5v；
位址輸入和控制線：4條
數字量輸出及控制線：11條
clk為時鐘輸入訊號線：所需時鐘訊號必須由外界提供；
vref（＋），vref（－）：參考電壓輸入。
（2）工作過程：
st為轉換啟動訊號，當st上跳沿時，所有內部暫存器清零；下跳沿時，開始進行a/d轉換；在轉換期間，st應保持低電平。eoc為轉換結束訊號。當eoc為高電平時，表明轉換結束。
oe為輸出允許訊號，用於控制三條輸出鎖存器向微控制器輸出轉換得到的資料。oe＝1，輸出轉換得到的資料；oe＝0，輸出資料線呈高阻狀態。d7－d0為數字量輸出線。
（3）介面電路：
介面電路電路圖如圖6所示。
圖6 介面電路圖
adc0809的時鐘由51 ale訊號給出；
數字量輸出和51 p0口直接相接；
位址控制線同樣使用p0口，用一片74373鎖存位址，然後連入adda~addc，373的使能由51 ale控制；
adc0809各個使能端們由p2.0和讀寫標誌口共同控制，任意寫乙個數時允許ad ale並啟動轉換（ad start端）；讀入時應該使ad讀埠使能（ad enable端）；
數字量傳輸使用中斷方式，將ad eoc接入51 int0，轉換完成後可以觸發51執行中斷程式。
這樣連線的adc由於使用51 p2.0口和ad in0，位址應該是0xfef8；實際使用的實驗箱中有唯一位址解碼器，位址為0xcfa0；另外，實驗箱部分電路已經連好，包括51最小系統和ad、顯示輸出的必要連線，vref也已經連為5v不能改變。
adc0809由乙個8路模擬開關、乙個位址鎖存與解碼器、乙個a/d轉換器和乙個三態輸出鎖存器組成。多路開關可選通8個模擬通道，允許8路模擬量分時輸入，共用a/d轉換器進行轉換。三態輸出鎖器用於鎖存a/d轉換完的數字量，當oe端為高電平時，才可以從三態輸出鎖存器取走轉換完的資料。
adc0809對輸入模擬量要求：訊號單極性，電壓範圍是0－5v，若訊號太小，必須進行放大；輸入的模擬量在轉換過程中應該保持不變，如若模擬量變化太快，則需在輸入前增加取樣保持電路。
3.顯示輸出單元與微控制器介面
利用8279鍵盤顯示介面電路和實驗箱上提供的數碼顯示，可以完成該功能。利用8279可實現對鍵盤/顯示器的自動掃瞄，以減輕cpu的負擔，且具有顯示穩定、程式簡單、不會出現誤動作等特點。8279操作命令字較多，根據需要來靈活使用。
實驗箱中數碼顯示位址為0xcfe8，將七段顯示編碼送入即可；顯示控制單元位址為0xcfe9，可以控制輸出到哪一位數碼顯示塊上。在微控制器應用系統中使用led顯示塊構成n位led顯示器。n位led顯示器有n根位選線和8*n根段選線。
根據顯示方式不同，位選線與段選線的連線方法不同。段選線控制字元選擇，位選線控制顯示位的亮，暗。
led顯示器有靜態顯示與動態顯示兩種方式。我們使用的為動態顯示 led動態顯示方式。
4.去皮/清零鍵與微控制器的介面
將一手動控制的高低電平訊號（手動單脈衝）送入微控制器p1.0口，通知微控制器進行去皮操作。
1.總體硬體原理圖如圖7所示。
圖7 總體硬體原理圖
感測器輸入：選擇乙個合適的電橋基準電壓，感測器電橋輸出電壓為300.50mv~301.
45mv，對應0~20g重物，平均每克變動不到0.1mv；由於它的變動範圍很小，因而設計300mv的偏移量，不讓其在0 mv上下變動，以減少運放零漂的影響。
輸出到ad：adc0809的vref在實驗箱內已經設定為5v，因而其解析度約為5v/256=20mv。
這樣，訊號的放大倍數應該在200~400左右。為了使輸出更準確，使用+/-15v電源給整合運放供電，最後採用分壓電阻使其符合0~5v的ad輸入。根據選取的引數值以及rw1所調的阻值1k，總的放大倍數為25/1*47/5.
1*33/10*1/3=253。
放上秤盤，調節rw2，使放大器輸出約為0.5v。這時放上重物200g，放大器輸出約2.
7v左右。根據放大器輸出電壓對應的數字值，以及重物重量（輸出顯示值），可以確定它們的關係。如表1所示。
表1 數字量值和重量顯示的關係表
微控制器程式主要是輸出顯示和去皮清零兩大部分。輸出顯示時需要做乘法運算，同時換成相應的十進位制數；去皮/清零時需要根據操作者的指示預存乙個數碼訊號。設計的程式如下。
#include
#include
#define led_dat xbyte[0xcfe8]
#define led_ctl xbyte[0xcfe9]
#define ad_port xbyte[0xcfa0]
unsigned char table1=; /*0-9 */
unsigned char resig=0,renow=0,vbase=0;
void display_byte(unsigned char loc,unsigned char dat)
/*將ad轉換的數字值處理並顯示為十進位制*/
void delay(unsigned int t)
void main(void)
{ led_ctl = 0xd1;//init
while((led_ctl&0x80)==0x80);
led_ctl = 0x31;
電子稱設計方案
電子秤的應用系統是由硬體和軟體所組成。硬體指微控制器 擴充套件的儲存器 擴充套件的輸入輸出裝置等部分 軟體是各種工作程式的總稱。硬體和軟體只有緊密配合 協調一致，才能提高系統的效能 比。從一開始設計硬體時，就應考慮相應軟體的設計方法，而軟體設計是根據硬體原理和系統的功能要求進行的。一 基本要求 1 ...
電子稱試卷
姓名 電子秤工試題 一 填空 每空1分共30分 1 所有吊鉤稱秤體在開機時，應先 裝天線 後 開機 在關機時應先 關機 後 拆天線 以免損壞無線系統。2 對於行車稱在校磅或計量時，取皮重和毛重時一定要在 同一高度 這樣才能避免鋼絲繩的高度和張角影響計量。3 使用中檢驗的最大允許誤差是首次檢定最大允許...
電子稱的設計與製作
3 壓力感測器的壓力特性 應變片可以把應變的變化轉換為電阻的變化.為了顯示和記錄應變的大小，還需把電阻的變化再轉化為電壓或電流的變化.最常用的測量電路為電橋電路.由應變片組成的全橋測量電路如圖2所示，當應變片受到壓力作用時，引起彈性體的變形，使得貼上在彈性體上的電阻應受片r1 r4的阻值發生變化，電...