51單片機自動供料課程設(shè)計---基于單片機的自動控制供料系統(tǒng)

1、<p>　　基于單片機的自動控制供料系統(tǒng)</p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　隨著微電子技術(shù)的應(yīng)用，現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中機器生產(chǎn)供料基本由微電腦智能控制，在本設(shè)計中將智能化、自動化、人性化用在了自動供料的控制系統(tǒng)中。本系統(tǒng)主要由單片機來控制，測量物體重量部分由稱重傳感器及A/D轉(zhuǎn)換器組成，加上顯示單元，此外流水線部分由電機控制履帶具備

2、了、功耗低、系統(tǒng)設(shè)計簡單、自動化程度高等特點。</p><p>　　本題目要求設(shè)計基于單片機控制的送料機自動控制供料系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成。主要設(shè)計以AT89S52實現(xiàn)生產(chǎn)過程控制的硬件與軟件的設(shè)計。以AT89S52為控制核心的控制系統(tǒng)，設(shè)計過程中主要包含輸入信號使用壓力傳感器采信號，對采集來的信號進行適當(dāng)放大后對信號進行處理的模塊，單片機信號處理模塊有A/D信號轉(zhuǎn)換后送入單片機AT89S52進行控制，信號輸出模塊有用D

3、/A轉(zhuǎn)換出電壓來控制電機的轉(zhuǎn)速，并用單片機控制LCD顯示單片機輸入和輸出信息的顯示模塊。</p><p>　　關(guān)鍵詞 AT89S52，稱重傳感器，A/D轉(zhuǎn)換器，LCD顯示器</p><p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　第一章 緒論1</b></p><p>　　1

4、.1設(shè)計背景和研究意義1</p><p>　　1.2自動送料控制系統(tǒng)的工作原理及技術(shù)要求1</p><p>　　1.3 系統(tǒng)的主要技術(shù)參數(shù)2</p><p>　　1.4 系統(tǒng)設(shè)計方案的選擇2</p><p>　　1.4．1方案一分析2</p><p>　　1.4．2方案二分析2</p>&

5、lt;p>　　第二章 系統(tǒng)總體設(shè)計3</p><p>　　2.1 控制器部分4</p><p>　　2.2 數(shù)據(jù)采集部分4</p><p>　　2.2.1 傳感器的選擇4</p><p>　　2.2.2放大電路選擇7</p><p>　　2.2.3 A/D轉(zhuǎn)換器的選擇9</p><

6、;p>　　2.3顯示電路部分的選擇11</p><p>　　第三章 硬件電路設(shè)計11</p><p>　　3.1 AT89S52的最小系統(tǒng)電路12</p><p>　　3.1.1單片機芯片AT89S52介紹12</p><p>　　3.1.2.單片機管腳說明13</p><p>　　3.1.3 AT89

7、S52的最小系統(tǒng)電路構(gòu)成15</p><p>　　3.2 數(shù)據(jù)采集部分電路設(shè)計15</p><p>　　3.2.1 傳感器和其外圍以及放大電路設(shè)計15</p><p>　　3.2.2 A/D轉(zhuǎn)換芯片與AT89S52單片機接口電路設(shè)計18</p><p>　　3.2.3 測量算法19</p><p>　　3.

8、3顯示電路與AT89S52單片機接口電路設(shè)計19</p><p>　　第四章 系統(tǒng)軟件設(shè)計21</p><p>　　4.1主程序設(shè)計22</p><p>　　4.2 子程序設(shè)計22</p><p>　　4.2.1 A/D轉(zhuǎn)換啟動及數(shù)據(jù)讀取程序設(shè)計22</p><p>　　4.2.2 D/A轉(zhuǎn)換啟動23<

9、;/p><p><b>　　設(shè)計總結(jié)23</b></p><p><b>　　致 謝24</b></p><p><b>　　參考文獻24</b></p><p><b>　　附 錄25</b></p><p><

10、b>　　第一章 緒論 </b></p><p>　　1.1設(shè)計背景和研究意義</p><p>　　在我國的鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)、私營企業(yè)，由于受資金管理等方面的限制，一般送料絕大多數(shù)是采用人工手送料，且缺乏保護裝置，造成勞動強度大，效率低，事故發(fā)生大等特點。</p><p>　　隨著科技信息科技的迅猛、市場經(jīng)濟的高速發(fā)展，國內(nèi)、國際市場競爭日益激烈，產(chǎn)品更新

11、更快，尤其是隨著高新科技的日新月異，產(chǎn)品的類型、工藝外形越來越復(fù)雜，精度越來越高，再加上企業(yè)經(jīng)營與發(fā)展必會面對勞工的短越、人工成本上要節(jié)省化、合理化與自動化的發(fā)展趨向！傳統(tǒng)的手工送料已經(jīng)不能滿足要求，這時自動送料機就應(yīng)運而生，在今天現(xiàn)代的科學(xué)領(lǐng)域中送料機就是用于專門粒料，粉料，片狀料等材料的自動化，數(shù)控化，精確化的輸送系統(tǒng)，是無論是輕工業(yè)還是重工業(yè)都不可缺少的設(shè)備。</p><p>　　近年來，由于單片機控制技術(shù)

12、、檢測技術(shù)及電子技術(shù)的飛速發(fā)展，作為輔助裝置的送料系統(tǒng)自動化水平也需要越來越高。提高自動化的水平不僅可以提高效率、產(chǎn)品的質(zhì)量同時也能保證人工的身體安全。而單片機就是實現(xiàn)控制的重要關(guān)節(jié)，單片機是一種集成在電路芯片，是采用超大規(guī)模集成電路技術(shù)把具有數(shù)據(jù)處理能力的中央處理器CPU隨機存儲器RAM、只讀存儲器ROM、多種I/O口和中斷系統(tǒng)、定時器/計時器等功能。</p><p>　　綜上所述，在本著節(jié)約資本、降低成本、提

13、高生產(chǎn)效率，保證人員身體安全的科學(xué)人性化管理的方針下對送料進行自動化管理。采用單片機為核心的自動控制技術(shù)來實現(xiàn)，這樣就可以在不購買新設(shè)備的基礎(chǔ)上對舊設(shè)備進行自動化改良，這不僅提高了工作的效率，使整個過程又快又節(jié)約資本。</p><p>　　1.2自動送料控制系統(tǒng)的工作原理及技術(shù)要求</p><p>　　以AT89S52實現(xiàn)生產(chǎn)過程控制的硬件與軟件的設(shè)計。以AT89S52為控制核心的控制系統(tǒng)

14、，設(shè)計過程中主要包含輸入信號使用壓力傳感器采集的信號，對采集來的信號進行適當(dāng)放大濾去無用信號對信號進行處理的模塊，A/D信號轉(zhuǎn)換模塊，轉(zhuǎn)換后送入單片機AT89S52進行控制，信號輸出模塊用D/A轉(zhuǎn)換出電壓來控制電機的轉(zhuǎn)速并加功率放大電路用于驅(qū)動電機，并用單片機控制LCD顯示單片機輸入和輸出信息的顯示模塊。</p><p>　　1.3 系統(tǒng)的主要技術(shù)參數(shù)</p><p>　　(1)用一臺電

15、機控制兩條生產(chǎn)線。</p><p>　　(2)能檢測物料的重量送到單片機檢測，并顯示重量。(3)信號調(diào)試工作。</p><p>　　1.4 系統(tǒng)設(shè)計方案的選擇</p><p>　　1.4．2方案二分析</p><p>　　用壓力傳感器檢測物料的壓力信號采用OP07放大器進行信號放大，但放大倍數(shù)和信號顯示正常，在AD轉(zhuǎn)化處理時會有較小的誤差。

16、AD轉(zhuǎn)化時要對AD進行500KHZ的時鐘脈沖，用單片機的30管腳ALE產(chǎn)生2M信號要分頻給AD，我采用74系列161加74ls00計數(shù)器分頻方波有毛刺，進入單片機時重量轉(zhuǎn)化，在顯示正常，其次經(jīng)OP07放大后功率放大不夠，在后級加三極管實現(xiàn)電流放大。因此在驅(qū)動電機是電壓和電流能滿足要求。達到物料和電機控制的效果。如圖所示：</p><p>　　圖1.1方案硬件設(shè)計二</p><p>　　這種

17、設(shè)計方案的優(yōu)點在于：電路設(shè)計簡單信號調(diào)理難度小，精確度較高控制電機。滿足系統(tǒng)的控制。因此這種方案予以采納。第二種方案為本設(shè)計的最終方案。 </p><p>　　第二章 系統(tǒng)總體設(shè)計</p><p>　　按照本設(shè)計功能的要求，系統(tǒng)由4個部分組成：控制器部分、測量部分、數(shù)據(jù)顯示部分、和電路電源部分，系統(tǒng)設(shè)計總體方案框圖如圖1.2所示。</p><p>　　圖2.1設(shè)計

18、思路框圖</p><p>　　測量部分是利用稱重傳感器檢測壓力信號，得到微弱的電信號（本設(shè)計為電壓信號），而后經(jīng)處理電路（如濾波電路，差動放大電路，）處理后，送A/D轉(zhuǎn)換器，將模擬量轉(zhuǎn)化為數(shù)字量輸出。控制器部分接受來自A/D轉(zhuǎn)換器輸出的數(shù)字信號，經(jīng)過復(fù)雜的運算，將數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為物體的實際重量信號，并將其顯示在液晶屏上。同時對數(shù)據(jù)進行處理后進行D/A轉(zhuǎn)換驅(qū)動電機控制其轉(zhuǎn)速。</p><p>

19、<b>　　2.1 控制器部分</b></p><p>　　本設(shè)計由于要求必須使用單片機作為系統(tǒng)的主控制器,而且以單片機為主控制器的設(shè)計，可以容易地將計算機技術(shù)和測量控制技術(shù)結(jié)合在一起，組成新型的只需要改變軟件程序就可以更新?lián)Q代的“智能化測量控制系統(tǒng)”。這種新型的在測量過程自動化、測量結(jié)果的數(shù)據(jù)處理以及功能的多樣化方面，都取得了巨大的進展。</p><p>　　再則由

20、于系統(tǒng)沒有其它高標(biāo)準(zhǔn)的要求，又考慮到本設(shè)計中程序部分比較大，根據(jù)總體方案設(shè)計的分析，設(shè)計這樣一個簡單的的系統(tǒng)，可以選用帶EPROM的單片機，由于應(yīng)用程序不大，應(yīng)用程序直接存儲在片內(nèi)，不用在外部擴展存儲器，這樣電路也可簡化。INTEL公司的8051和8751都可使用，在這里選用ATMENL生產(chǎn)的AT89SXX系列單片機。AT89SXX系列與MCS-51相比有兩大優(yōu)勢：第一，片內(nèi)存儲器采用閃速存儲器，使程序?qū)懭敫臃奖悖坏诙?，提供了更小尺?/p>

21、的芯片，使整個硬件電路體積更小。此外價格低廉、性能比較穩(wěn)定的MCPU，具有8K×8ROM、256×8RAM、2個16位定時計數(shù)器、4個8位I/O接口。這些配置能夠很好地實現(xiàn)本儀器的測量和控制要求</p><p>　　最后我們最終選擇了AT89S52這個比較常用的單片機來實現(xiàn)系統(tǒng)的功能要求。AT89S52內(nèi)部帶有4KB*2的程序存儲器，基本上已經(jīng)能夠滿足我們的需要。</p><

22、;p>　　2.2 數(shù)據(jù)采集部分</p><p>　　數(shù)據(jù)采集部分主要包括稱重傳感器、處理電路和A/D轉(zhuǎn)換電路，因此對于這部分的論證主要分三方面</p><p>　　2.2.1 傳感器的選擇</p><p>　　在設(shè)計中,傳感器是一個十分重要的元件,因此對傳感器的選擇也顯的特別的重要,不僅要注意其量程和參數(shù),還有考慮到與其相配置的各種電路的設(shè)計的難以程度和設(shè)計性

23、價比等等.</p><p>　　傳感器量程的選擇可依據(jù)秤的最大稱量值、選用傳感器的個數(shù)、秤體的自重、可能產(chǎn)生的最大偏載及動載等因素綜合評價來確定。一般來說，傳感器的量程越接近分配到每個傳感器的載荷，其稱量的準(zhǔn)確度就越高。但在實際使用時，由于加在傳感器上的載荷除被稱物體外，還存在秤體自重、皮重、偏載及振動沖擊等載荷，因此選用傳感器量程時，要考慮諸多方面的因素，保證傳感器的安全和壽命。傳感器量程的計算公式是在充分考慮

24、到影響秤體的各個因素后，經(jīng)過大量的實驗而確定的。其公式如下：</p><p>　　C＝K0×K1×K2×K3×(Wmax＋W)/N （2.1）</p><p>　　C—單個傳感器的額定量程；W—秤體自重；Wmax—被稱物體凈重的最大值；N—秤體所采用支撐點的數(shù)量；K0—保險系數(shù)，一般取值在1.2～1.3之間；K1—沖

25、擊系數(shù)；K2—秤體的重心偏移系數(shù)；K3—風(fēng)壓系數(shù)。本設(shè)計要求稱重范圍0～5kg，重量誤差不大于0.01kg，根據(jù)傳感器量程計算公式（2.1）可知：</p><p>　　C＝1.25×1×1.03×1×（20＋1.9）／1 (2-2)</p><p><b>　　＝9.01205</b></p><p&

26、gt;　　為保證電子秤稱量結(jié)果的準(zhǔn)確度，克服傳感器在低量程段線性度差的缺點。傳感器的量程應(yīng)根據(jù)皮帶秤的最大流量來選擇。在實際工作中，要求稱重傳感器的有效量程在20%～80%之間，線性好，精度高。重量誤差應(yīng)控制在±0.01Kg，又考慮到秤臺自重、振動和沖擊分量，還要避免超重?fù)p壞傳感器，根據(jù)式2.1的計算結(jié)果，所以我們確定傳感器的額定載荷為7.5Kg，允許過載為150%F.S，精度為0.05%，最大量程時誤差0.01kg，可以滿足

27、本系統(tǒng)的精度要求.</p><p>　　綜合考慮,本設(shè)計采用SP20C-G501電阻應(yīng)變式傳感器,其最大量程為7.5 Kg.稱重傳感器由組合式S型梁結(jié)構(gòu)及金屬箔式應(yīng)變計構(gòu)成，具有過載保護裝置。由于惠斯登電橋具諸如抑制溫度變化的影響，抑制干擾，補償方便等優(yōu)點，所以該傳感器測量精度高、溫度特性好、工作穩(wěn)定等優(yōu)點，廣泛用于各種結(jié)構(gòu)的動、靜態(tài)測量及各種電子秤的一次儀表。該稱重傳感器主要由彈性體、電阻應(yīng)變片電纜線等組成，其

28、工作原理如圖2.2所示： </p><p>　　表2.1 壓力傳感器主要技術(shù)指標(biāo)</p><p>　　其測量原理：用應(yīng)變片測量時，將其粘貼在彈性體上。當(dāng)彈性體受力變形時，應(yīng)變片的敏感柵也隨同變形，其電阻值發(fā)生相應(yīng)變化，通過轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換為電壓或電流的變化。由于內(nèi)部線路采用惠更斯電橋，當(dāng)彈性體承受載荷產(chǎn)生變形時，輸出信號電壓可由下式給出： </p><p><

29、;b>　?。?-3）</b></p><p>　　2.2.2放大電路選擇</p><p>　　稱重傳感器輸出電壓振幅范圍0～20mV。而A/D轉(zhuǎn)換的輸入電壓要求為0～5V，因此放大環(huán)節(jié)要有100倍左右的增益。對放大環(huán)節(jié)的要求是增益可調(diào)的（70～150倍），根據(jù)本設(shè)計的實際情況增益設(shè)為120倍即可，零點和增益的溫度漂移和時間漂移極小。按照輸入電壓20mV，分辨率20000碼

30、的情況，漂移要小于1µV。由于其具有極低的失調(diào)電壓的溫漂和時漂（±1µV），從而保證了放大環(huán)節(jié)對零點漂移的要求。殘余的一點漂移依靠軟件的自動零點跟蹤來徹底解決。穩(wěn)定的增益量可以保證其負(fù)反饋回路的穩(wěn)定性，并且最好選用高阻值的電阻和多圈電位器。</p><p>　　由2.2.1中稱重傳感器的稱量原理可知，電阻應(yīng)變片組成的傳感器是把機械應(yīng)變轉(zhuǎn)換成ΔR/R，而應(yīng)變電阻的變化一般都很微小，例如

31、傳感器的應(yīng)變片電阻值120Ω，靈敏系數(shù) K=2，彈性體在額定載荷作用下產(chǎn)生的應(yīng)變?yōu)?000ε，應(yīng)變電阻相對變化量為：</p><p>　　ΔR/R = K×ε= 2×1000×10－6 =0.002 （2-4）</p><p>　　由式2-3可以看出電阻變化只有0.24Ω，其電阻變化率只有0.2%。這樣小的電阻變化既難以直接精確測量

32、，又不便直接處理。因此，必須采用轉(zhuǎn)換電路，把應(yīng)變計的ΔR/R變化轉(zhuǎn)換成電壓或電流變化，但是這個電壓或電流信號很小，需要增加增益放大電路來把這個電壓或電流信號轉(zhuǎn)換成可以被A/D轉(zhuǎn)換芯片接收的信號。在前級處理電路部分，我們考慮可以采用以下幾種方案：</p><p>　　方案一、利用普通低溫漂運算放大器構(gòu)成前級處理電路；</p><p>　　普通低溫漂運算放大器構(gòu)成多級放大器會引入大量噪聲。由于

33、A/D轉(zhuǎn)換器需要很高的精度，所以幾毫伏的干擾信號就會直接影響最后的測量精度。所以，此種方案不宜采用。</p><p>　　方案二、主要由高精度低漂移運算放大器構(gòu)成差動放大器，而構(gòu)成的前級處理電路；差動放大器具有高輸入阻抗，增益高的特點，可以利用普通運放(如OP07)做成一個差動放大器。其設(shè)計電路如圖2.3所示：</p><p>　　方案（三）：采用專用儀表放大器，如：INA126，INA1

34、21等構(gòu)成前級處理電路。下面舉例用INA128儀用儀表放大器來實現(xiàn)。</p><p>　　圖2.3利用普通運放設(shè)計的差動放大器</p><p>　　一般說來，集成化儀用放大器具有很高的共模抑制比和輸入阻抗，因而在傳統(tǒng)的電路設(shè)計中都是把集成化儀器放大器作為前置放大器。然而，絕大多數(shù)的集成化儀器放大器，特別是集成化儀器放大器，它們的共模抑制比與增益相關(guān)：增益越高，共模抑制比越大。而集成化儀器放

35、大器作為心電前置放大器時，由于極化電壓的存在，前置放大器的增益只能在幾十倍以內(nèi)，這就使得集成化儀器放大器作為前置放大器時的共模抑制比不可能很高。有學(xué)者試圖在前置放大器的輸入端加上隔直電容（高通網(wǎng)絡(luò)）來避免極化電壓使高增益的前置放大器進入飽和狀態(tài)，但由于信號源的內(nèi)阻高，且兩輸入端不平衡，隔直電容（高通網(wǎng)絡(luò)）使等共模干擾轉(zhuǎn)變?yōu)椴钅８蓴_，結(jié)果適得其反，嚴(yán)重地?fù)p害了放大器的性能。 為了實現(xiàn)信號的放大，設(shè)計電路如下：</p>&l

36、t;p>　　圖2.4 采用INA128設(shè)計的放大電路</p><p>　　(1) 前級采用運放A1和A2組成并聯(lián)型差動放大器。理論上不難證明，在運算放大器為理想的情況下，并聯(lián)型差動放大器的輸入阻抗為無窮大，共模抑制比也為無窮大。更值得一提的是，在理論上并聯(lián)型差動放大器的共模抑制比與電路的外圍電阻的精度和阻值無關(guān)。 </p><p>　　(2) 阻容耦合電路放在由并聯(lián)型差動放大器構(gòu)

37、成的前級放大器和由儀器放大器構(gòu)成的后級放大器之間，這樣可為后級儀器放大器提高增益，進而提高電路的共模抑制比提供了條件。同時，由于前置放大器的輸出阻抗很低，同時又采用共模驅(qū)動技術(shù)，避免了阻容耦合電路中的阻、容元件參數(shù)不對稱（匹配）導(dǎo)致的共模干擾轉(zhuǎn)換成差模干擾的情況發(fā)生。 </p><p>　　(3) 后級電路采用廉價的儀器放大器，將雙端信號轉(zhuǎn)換為單端信號輸出。由于阻容耦合電路的隔直作用，后級的儀器放大器可以做到很高

38、的增益，進而得到很高的共模抑制比。 </p><p>　　從理論上計算整個電路的共模抑制比為： </p><p><b>　　圖2.5</b></p><p>　　式中：CMRTotal或CMRRTotal－放大器的總共模抑制比；CMR1－第一級放大器的共模抑制比；CMR2或CMRR2－第二級放大器的共模抑制比；A1d、A1c、A2d和A2c－

39、分別為第一級放大器和第二級放大器的差模增益和共模增益。 </p><p>　　經(jīng)過實際測量，圖2.4所示的電路采用圖中所給出的參數(shù)時，電路的共模抑制比在120dB以上。</p><p>　　有以上分析以及基于電子秤的要求精確度不是很高，所以選擇由普通放大器所組成的差動放大器作為本設(shè)計的信號放大電路。</p><p>　　2.2.3 A/D轉(zhuǎn)換器的選擇</p&g

40、t;<p>　　A/D轉(zhuǎn)換部分是整個設(shè)計的關(guān)鍵，這一部分處理不好，會使得整個設(shè)計毫無意義。目前，世界上有多種類型的ADC，有傳統(tǒng)的并行、逐次逼近型、積分型ADC，也有近年來新發(fā)展起來的∑-Δ型和流水線型ADC，多種類型的ADC各有其優(yōu)缺點并能滿足不同的具體應(yīng)用要求。目前， ADC集成電路主要有以下幾種類型：</p><p>　　(1)并行比較A/D轉(zhuǎn)換器：如ADC0808、 ADC0809等 。并行

41、比較ADC是現(xiàn)今速度最快的模/數(shù)轉(zhuǎn)換器，采樣速率在1GSPS以上，通常稱為“閃爍式”ADC。它由電阻分壓器、比較器、緩沖器及編碼器四種分組成。這種結(jié)構(gòu)的ADC所有位的轉(zhuǎn)換同時完成，其轉(zhuǎn)換時間主取決于比較器的開關(guān)速度、編碼器的傳輸時間延遲等。缺點是：并行比較式A/D轉(zhuǎn)換的抗干擾能力差，由于工藝限制，其分辨率一般不高于8位，因此并行比較式A/D只適合于數(shù)字示波器等轉(zhuǎn)換速度較快的儀器中，不適合本系統(tǒng)。</p><p>

42、　　(2) 逐次逼近型A/D轉(zhuǎn)換器：如：ADS7805、ADS7804等。逐次逼近型ADC是應(yīng)用非常廣泛的模/數(shù)轉(zhuǎn)換方法，這一類型ADC的優(yōu)點：高速，采樣速率可達 1MSPS；與其它ADC相比，功耗相當(dāng)?shù)停辉诜直媛实陀?2位時，價格較低。缺點：在高于14位分辨率情況下，價格較高；傳感器產(chǎn)生的信號在進行模/數(shù)轉(zhuǎn)換之前需要進行調(diào)理，包括增益級和濾波，這樣會明顯增加成本。</p><p>　　(3)積分型A/D轉(zhuǎn)換器：

43、如：ICL7135、ICL7109、ICL1549、MC14433等。積分型ADC又稱為雙斜率或多斜率ADC，是應(yīng)用比較廣泛的一類轉(zhuǎn)換器。它的基本原理是通過兩次積分將輸入的模擬電壓轉(zhuǎn)換成與其平均值成正比的時間間隔。與此同時，在此時間間隔內(nèi)利用計數(shù)器對時鐘脈沖進行計數(shù)，從而實現(xiàn)A/D轉(zhuǎn)換。積分型ADC兩次積分的時間都是利用同一個時鐘發(fā)生器和計數(shù)器來確定，因此所得到的表達式與時鐘頻率無關(guān)，其轉(zhuǎn)換精度只取決于參考電壓VR。此外，由于輸入端采用

44、了積分器，所以對交流噪聲的干擾有很強的抑制能力。若把積分器定時積分的時間取為工頻信號的整數(shù)倍，可把由工頻噪聲引起的誤差減小到最小，從而有效地抑制電網(wǎng)的工頻干擾。這類ADC主要應(yīng)用于低速、精密測量等領(lǐng)域，如數(shù)字電壓表。其優(yōu)點是：分辨率高，可達22位；功耗低、成本低。缺點是：轉(zhuǎn)換速率低，轉(zhuǎn)換速率在12位時為100～300SPS。     (4)壓頻變換型ADC：其優(yōu)點是：精度高、價格較低、功

45、耗較低。缺點是：類似于積分型ADC，其轉(zhuǎn)換速率受到限制，12位時為100～300SPS。 </p><p>　　考慮到本系統(tǒng)中對物體重量的測量和使用的場合，精度要求不是很苛刻，轉(zhuǎn)換速率要求也不高，而雙積分型A/D轉(zhuǎn)換器精度高，具有精確的差分輸入，重要的是輸入阻抗高（大于），可自動調(diào)零，有超量程信號輸出，全部輸出于TTL電平兼容。且雙積分型A/D轉(zhuǎn)換器具有很強的抗干擾能力。對正負(fù)對稱的工頻干擾信

46、號積分為零，所以對50Hz的工頻干擾抑制能力較強，對高于工頻干擾（例如噪聲電壓）已有良好的濾波作用。只要干擾電壓的平均值為零，對輸出就不產(chǎn)生影響。尤其對本系統(tǒng)，緩慢變化的</p><p>　　壓力信號，很容易受到工頻信號的影響。 </p><p>　　根據(jù)系統(tǒng)的精度要求以及綜合的分析其優(yōu)點和缺點，本設(shè)計采用了D/A轉(zhuǎn)換器ADC0809和DAC0832。 </p><p&

47、gt;　　2.3顯示電路部分的選擇</p><p>　　基于單片機的自動控制供料系統(tǒng)。顯示部分的組成有以下兩種方案可供選擇：一是LED數(shù)碼管顯示，而是LCD液晶顯示兩種選擇。LCD液晶顯示是一種級低功耗顯示器，所以本設(shè)計采用LCD1602液晶顯示。</p><p><b>　　第三章硬件電路設(shè)計</b></p><p>　　根據(jù)設(shè)計要求與設(shè)計思

48、路，此電路由一塊AT89S52、信號放大、AD轉(zhuǎn)化、DA轉(zhuǎn)化、電機驅(qū)動、12位LCD顯示器電路。</p><p>　　圖3.1硬件電路設(shè)計框圖</p><p>　　在本系統(tǒng)中用于稱量的主要器件是稱重傳感器（一次變換元件），稱重傳感器在受到壓力或拉力時會產(chǎn)生電信號，受到不同壓力或拉力是產(chǎn)生的電信號也隨著變化，而且</p><p>　　力與電信號的關(guān)系一般為線性關(guān)系。&

49、lt;/p><p>　　由于稱重傳感器一般的輸出范圍為0～20mV，對A/D轉(zhuǎn)換或單片機的工作參數(shù)來說不能使A/D轉(zhuǎn)換和單片機正常工作，所以需要對輸出的信號進行放大。由于傳感器輸出的為模擬信號，所以需要對其進行A/D轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號以便單片機接收。單片機根據(jù)稱重傳感器輸出的電信號和速度傳感器輸出的速度信號計算出物體的重量。</p><p>　　在本系統(tǒng)中，硬件電路的構(gòu)成主要有以下幾部分： AT8

50、9C52的最小系統(tǒng)構(gòu)成、電源電路、數(shù)據(jù)采集、人-機交換電路等。</p><p>　　3.1 AT89S52的最小系統(tǒng)電路</p><p>　　3.1.1單片機芯片AT89S52介紹</p><p>　　單片機采用MCS-51系列單片機。由ATMEL公司生產(chǎn)的AT89S52是一種低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8K 在系統(tǒng)可編程Flash 存儲器。使用Atme

51、l 公司高密度非易失性存儲器技術(shù)制造，與工業(yè)80C51 產(chǎn)品指令和引腳完全兼容。在單芯片上，擁有靈巧的8 位CPU 和在線系統(tǒng)可編程Flash，使得AT89S52為眾多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高靈活、有效的解決方案。AT89S52具有以下標(biāo)準(zhǔn)功能： 8k字節(jié)Flash，256字節(jié)RAM，32 位I/O 口線，看門狗定時器，2 個數(shù)據(jù)指針，三個16 位定時器/計數(shù)器，一個6向量2級中斷結(jié)構(gòu)，全雙工串行口，片內(nèi)晶振及時鐘電路。空閑模式下，CP

52、U停止工作，允許RAM、定時器/計數(shù)器、串口、中斷繼續(xù)工作。掉電保護方式下，RAM內(nèi)容被保存，振蕩器被凍結(jié)，單片機一切工作停止，直到下一個中斷或硬件復(fù)位為止。而且，它還具有一個看門狗（WDT）定時/計數(shù)器，如果程序沒有正常工作，就會強制整個系統(tǒng)復(fù)位，還可以在程序陷入死循環(huán)的時候，讓單片機復(fù)位而不用整個系統(tǒng)斷電，從而保護你的硬件電路。</p><p>　　AT89S52有40個引腳，32個外部雙向輸入/輸出（I/O

53、）端口，同時內(nèi)含2個外中斷口，2個16位可編程定時計數(shù)器,2個全雙工串行通信口，片上Flash允許程序存儲器在系統(tǒng)可編程，亦適于常規(guī)編程器。其將通用的微處理器和Flash存儲器結(jié)合在一起，特別是可反復(fù)擦寫的Flash存儲器可有效地降低開發(fā)成本。其芯片引腳圖如上圖所示。</p><p>　　圖3.2 AT89S52引腳圖</p><p>　　3.1.2.單片機管腳說明</p>

54、<p><b>　　VCC：供電電壓。</b></p><p><b>　　GND：接地。</b></p><p>　　P0口：P0口為一個8位漏級開路雙向I/O口，每腳可吸收8TTL門流。當(dāng)P1口的管腳第一次寫1時，被定義為高阻輸入。P0能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲器，它可以被定義為數(shù)據(jù)/地址的第八位。在FIASH編程時，P0 口作為原碼

55、輸入口，當(dāng)FIASH進行校驗時，P0輸出原碼，此時P0外部必須被拉高。</p><p>　　P1口：P1口是一個內(nèi)部提供上拉電阻的8位雙向I/O口，P1口緩沖器能接收輸出4TTL門電流。P1口管腳寫入1后，被內(nèi)部上拉為高，可用作輸入，P1口被外部下拉為低電平時，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故。在FLASH編程和校驗時，P1口作為第八位地址接收。 </p><p>　　P2口：P2口為一

56、個內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口，P2口緩沖器可接收，輸出4個TTL門電流，當(dāng)P2口被寫“1”時，其管腳被內(nèi)部上拉電阻拉高，且作為輸入。并因此作為輸入時，P2口的管腳被外部拉低，將輸出電流。這是由于內(nèi)部上拉的緣故。P2口當(dāng)用于外部程序存儲器或16位地址外部數(shù)據(jù)存儲器進行存取時，P2口輸出地址的高八位。在給出地址“1”時，它利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢，當(dāng)對外部八位地址數(shù)據(jù)存儲器進行讀寫時，P2口輸出其特殊功能寄存器的內(nèi)容。P2口在FLASH編程和校

57、驗時接收高八位地址信號和控制信號。</p><p>　　P3口：P3口管腳是8個帶內(nèi)部上拉電阻的雙向I/O口，可接收輸出4個TTL門電流。當(dāng)P3口寫入“1”后，它們被內(nèi)部上拉為高電平，并用作輸入。作為輸入，由于外部下拉為低電平，P3口將輸出電流（ILL）這是由于上拉的緣故。</p><p>　　P3口也可作為AT89S52的一些特殊功能口，如下表所示：</p><p&g

58、t;　　表3.3 P3.0口引腳功能表</p><p>　　P3口同時為閃爍編程和編程校驗接收一些控制信號。</p><p>　　RST：復(fù)位輸入。當(dāng)振蕩器復(fù)位器件時，要保持RST腳兩個機器周期的高電平時間。</p><p>　　ALE/PROG：當(dāng)訪問外部存儲器時，地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的地位字節(jié)。在FLASH編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。在平時，

59、ALE端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號，此頻率為振蕩器頻率的1/6。因此它可用作對外部輸出的脈沖或用于定時目的。然而要注意的是：每當(dāng)用作外部數(shù)據(jù)存儲器時，將跳過一個ALE脈沖。如想禁止ALE的輸出可在SFR8EH地址上置0。此時， ALE只有在執(zhí)行MOVX，MOVC指令是ALE才起作用。另外，該引腳被略微拉高。如果微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài)ALE禁止，置位無效。</p><p>　　/PSEN：外部程序存儲器的選通信

60、號。在由外部程序存儲器取指期間，每個機器周期兩次/PSEN有效。但在訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時，這兩次有效的/PSEN信號將不出現(xiàn)。</p><p>　　/EA/VPP：當(dāng)/EA保持低電平時，則在此期間外部程序存儲器（0000H-FFFFH），不管是否有內(nèi)部程序存儲器。注意加密方式1時，/EA將內(nèi)部鎖定為RESET；當(dāng)/EA端保持高電平時，此間內(nèi)部程序存儲器。在FLASH編程期間，此引腳也用于施加12V編程電源（VPP

61、）。</p><p>　　XTAL1：反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時鐘工作電路的輸入。</p><p>　　XTAL2：來自反向振蕩器的輸出。</p><p>　　3.1.3 AT89S52的最小系統(tǒng)電路構(gòu)成</p><p>　　AT89S52單片機的最小系統(tǒng)由時鐘電路、復(fù)位電路、電源電路及單片機構(gòu)成。單片機的時鐘信號用來提供單片機片內(nèi)各種操作

62、的時間基準(zhǔn)，復(fù)位操作則使單片機的片內(nèi)電路初始化，使單片機從一種確定的初態(tài)開始運行。</p><p>　　單片機的時鐘信號通常用兩種電路形式得到：內(nèi)部振蕩方式和外部振蕩方式。在引腳XTAL1和XTAL2外接晶體振蕩器(簡稱晶振)或陶瓷諧振器，就構(gòu)成了內(nèi)部振蕩方式。由于單片機內(nèi)部有一個高增益反相放大器，當(dāng)外接晶振后，就構(gòu)成了自激振蕩器并產(chǎn)生振蕩時鐘脈沖。</p><p>　　當(dāng)MCS-5l系列

63、單片機的復(fù)位引腳RST(全稱RESET)出現(xiàn)2個機器周期以上的高電平時，單片機就執(zhí)行復(fù)位操作。如果RST持續(xù)為高電平，單片機就處于循環(huán)復(fù)位狀態(tài)。根據(jù)應(yīng)用的要求，復(fù)位操作通常有兩種基本形式：上電復(fù)位和上電或開關(guān)復(fù)位。上電復(fù)位要求接通電源后，自動實現(xiàn)復(fù)位操作。</p><p>　　上電或開關(guān)復(fù)位要求電源接通后，單片機自動復(fù)位，并且在單片機運行期間，用開關(guān)操作也能使單片機復(fù)位。單片機的復(fù)位操作使單片機進入初始化狀態(tài)，其

64、中包括使程序計數(shù)器PC＝0000H，這表明程序從0000H地址單元開始執(zhí)行。</p><p>　　系統(tǒng)復(fù)位是任何微機系統(tǒng)執(zhí)行的第一步，使整個控制芯片回到默認(rèn)的硬件狀態(tài)下。51單片機的復(fù)位是由RESET引腳來控制的，此引腳與高電平相接超過24個振蕩周期后，51單片機即進入芯片內(nèi)部復(fù)位狀態(tài)，而且一直在此狀態(tài)下等待，直到RESET引腳轉(zhuǎn)為低電平后，才檢查EA引腳是高電平或低電平，若為高電平則執(zhí)行芯片內(nèi)部的程序代碼，若為

65、低電平便會執(zhí)行外部程序。</p><p>　　3.2 數(shù)據(jù)采集部分電路設(shè)計</p><p>　　數(shù)據(jù)采集部分電路包括傳感器輸出信號放大電路、A/D轉(zhuǎn)換器與單片機接口電路。</p><p>　　3.2.1 傳感器和其外圍以及放大電路設(shè)計</p><p>　　傳感器實際上是一種將質(zhì)量信號轉(zhuǎn)變?yōu)榭蓽y量的電信號輸出的裝置。用傳感器首先要考慮傳感器所處

66、的實際工作環(huán)境，這點對正確使用傳感器至關(guān)重要，它關(guān)系到傳感器能否正常工作以及它的安全和使用壽命，乃至整個衡器的可靠性和安全性。因此傳感器外圍電路的抗干擾能力是數(shù)據(jù)采集部分電路設(shè)計的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。</p><p>　　傳感器檢測電路的功能是把電阻應(yīng)變片的電阻變化轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷狠敵?，由于惠斯登電橋具有很多?yōu)點，如可以抑制溫度變化的影響，可以抑制側(cè)向力干擾，可以比較方便的解決稱重傳感器的補償問題等，又因為全橋式等臂電橋的靈敏度

67、最高，各臂參數(shù)一致，各種干擾的影響容易相互抵消，所以在本設(shè)計中選用最終方案我們選擇的是上海開沐自動化有限公司生產(chǎn)的NS-TH1系列稱重傳感器，額定載荷20Kg，該稱重傳感器均采用全橋式等臂電橋。</p><p>　　由于傳感器輸出的電壓信號很小，是mV級的電壓信號，因此為了提高系統(tǒng)的抗干擾能力，在傳感器外圍電路的設(shè)計過程中，增加了由普通運放設(shè)計的差動放大器增益調(diào)節(jié)電阻Rg選用10K 電阻，是為了滿足系統(tǒng)抗干擾的要

68、求而設(shè)計。其電路圖如3.4所示。</p><p>　　圖3.4傳感器和其外圍電路圖</p><p>　　這是一個電阻應(yīng)變片式稱重傳感器，將電阻應(yīng)變片貼在金屬的彈性體（即力敏感器）上，并連接成一差動全橋電路。電阻應(yīng)變片實心軸沿軸向線應(yīng)變?yōu)椋?lt;/p><p><b>　?。?-1）</b></p><p>　　實心軸沿圓周向

69、線應(yīng)變?yōu)椋?lt;/p><p><b>　?。?-2）</b></p><p>　　金屬材料的電阻相對變化公式為：</p><p><b>　　(3-3)</b></p><p>　　把3-1、3-1代入3-3可以得到其輸出電壓為：</p><p><b>　　(3-4

70、)</b></p><p>　　其中F為壓力（即重物重量）A為受力面積E為彈性材料的彈性模量。如果在電阻的兩側(cè)都加入應(yīng)變片，則其輸出為</p><p><b>　　(3-5)</b></p><p>　　SP20C-G501的輸出電壓為1-5V相應(yīng)壓力為1-50KPa。供電電流變動會直接影響傳感器的輸出電壓，因此希望電流變動要小。此

71、外，增大或減小驅(qū)動電流可調(diào)整輸出電壓，但電流過小，輸出電壓降低同時抗噪聲能力減弱；電流過大，會使傳感器發(fā)熱等，將對傳感器特性影響加大。因此在電路中使用1mA的驅(qū)動電流。即使用的電流為1mA左右。電路中，采用通用運算放大器LM324，由穩(wěn)態(tài)二極管VS提供2.5V的輸出電壓經(jīng)電阻R2和R3分壓得到基準(zhǔn)電壓，作為運放A1輸入電壓，并供給1mA的電流。傳感器的驅(qū)動電流流過基準(zhǔn)電阻R4，其上的壓降等于輸入電壓。</p><p&

72、gt;　　R13和R14為失調(diào)電壓的溫度補償電阻，阻值選擇500k-1.5M。輸入采用高輸入阻抗的差動輸入方式，再有差動放大器電路進行放大，輸出1-5V的電壓。RP2用于調(diào)整電路輸入的靈敏度，RP1用于失調(diào)電壓的調(diào)整，調(diào)整時，壓力為0KPa時輸出電壓為1V，調(diào)整RP1，當(dāng)壓力為達到20Kg的力時，輸出電壓為5V即可。</p><p>　　而有式(3-5)得三運放放大電路的輸出信號與輸入信號的關(guān)系式為：</p

73、><p><b>　　(3-6)</b></p><p>　　通過上式可以看出，放大系數(shù)為</p><p><b>　　(3-7)</b></p><p>　　代入數(shù)值可以計算出，其放大系數(shù)在70～150之間，完全符合設(shè)計要求。</p><p>　　有(3-6)可以得到電橋輸入電

74、壓U0與被測重量x成正比，即</p><p><b>　　（3-8）</b></p><p>　　式中：——電橋的電源電壓</p><p><b>　　——傳感器系數(shù)</b></p><p>　　3.2.2 A/D轉(zhuǎn)換芯片與AT89S52單片機接口電路設(shè)計</p><p>　

75、　AD0808是美國Analog Device公司生產(chǎn)的8位單片A/D轉(zhuǎn)換器。它采用逐次逼近型的A/D轉(zhuǎn)換器，它包括一個8位的模數(shù)轉(zhuǎn)換器，一個8通道的模數(shù)轉(zhuǎn)換開關(guān)和與微控制器兼容的控制邏輯8通道轉(zhuǎn)換開關(guān)具有鎖存功能，可對8路模擬信號進行分時轉(zhuǎn)換，其引腳圖如下:</p><p>　　圖3.5ADC0808管腳圖</p><p>　　ADC0808有3根控制線，邏輯控制輸入信號有：</p

76、><p>　　IN0-IN7：8路輸入信號模擬量輸入端口。</p><p>　　START,ALE：START為啟動控制輸入端口，ALE位地址鎖存控制信號端口。</p><p>　　EOC,OE：EOC為信號轉(zhuǎn)換結(jié)束脈沖輸出端，OE為輸出允許控制端口其電平由低變高時輸出信號。</p><p>　　RF+,RF-,Vcc，GND：RF+,RF-為參

77、考電壓輸入，Vcc為電壓輸入，GND為接地。</p><p>　　3.2.3 測量算法</p><p>　　A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果D與被測量x存在以下關(guān)系：</p><p><b>　?。?-9）</b></p><p>　　式中：S——傳感器及其測量電路的靈敏度（即被測量X轉(zhuǎn)換成電壓U的轉(zhuǎn)換系數(shù)）</p>&l

78、t;p>　　K——放大器的放大倍數(shù)</p><p>　　——A/D轉(zhuǎn)換器滿量程輸入電壓</p><p>　　——A/D轉(zhuǎn)換器滿量程輸出數(shù)字</p><p>　　而被測量X總是以其測量數(shù)字N和測量單位x1表示</p><p><b>　?。?-10）</b></p><p>　　將式（3-10

79、）代入（3-9）得</p><p><b>　?。?-11）</b></p><p>　　由上式可見只要滿足以下條件</p><p><b>　?。?-12）</b></p><p>　　就可以使A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果D與被測量x的數(shù)值N相等，即D=N，在這種情況下將A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果作為被測量的數(shù)值傳送到顯示

80、器顯示出來。</p><p>　　3.3顯示電路與AT89S52單片機接口電路設(shè)計</p><p>　　在2.3顯示電路論證中，本設(shè)計采用是LCD顯示。在LCD驅(qū)動時，需在段電極和公共電極上施加交流電壓。若只在電極上施加DC電壓時，液晶本身發(fā)生劣化。液晶驅(qū)動方式包括靜態(tài)驅(qū)動、動態(tài)驅(qū)動等驅(qū)動方式。(1)靜態(tài)驅(qū)動  　　所有的段都有獨立的驅(qū)動電路，表示段電極與公共電極之間連續(xù)施加

81、電壓。它適合于簡單控制的LCD。 (2)多路驅(qū)動方式  　　構(gòu)成矩陣電極，公共端數(shù)為n，按照1/n的時序分別依次驅(qū)動公共端，與該驅(qū)動時序相對應(yīng)，對所有的段信號電極作選擇驅(qū)動。這種方式適合于比較復(fù)雜控制的LCD。 在多路驅(qū)動方式中，像素可分為選擇點、半選擇點和非選擇點。為了提高顯示的對比度和降低串?dāng)_，應(yīng)合理選擇占空比（duty）和偏壓(bias)。 　　施加在LCD上所表示的ON和OFF時的

82、電壓有效值與占空比和偏壓的關(guān)系如下： 　　Vo:LCD驅(qū)動電壓  　　N:占空比(1/N)  　　a:偏壓(1/a) 　　多路驅(qū)動方式可分為點反轉(zhuǎn)驅(qū)動和幀反轉(zhuǎn)驅(qū)動。點反轉(zhuǎn)驅(qū)動適合于低占空比應(yīng)用，它在各段數(shù)據(jù)輸出時，將數(shù)據(jù)反轉(zhuǎn)。幀反轉(zhuǎn)驅(qū)動適合于高占空比應(yīng)用，它在各幀輸出時，將數(shù)據(jù)反轉(zhuǎn)。 　　對于多灰度和彩色顯示的</p><p><b>　　圖3

83、.6液晶連接</b></p><p>　　第四章 系統(tǒng)軟件設(shè)計</p><p>　　程序設(shè)計是一件復(fù)雜的工作，為了把復(fù)雜的工作條理化，就要有相應(yīng)的步驟和方法。其步驟可概括為以下三點：</p><p>　　(1) 分析系統(tǒng)控制要求，確定算法：對復(fù)雜的問題進行具體的分析，找出合理的計算方法及適當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，從而確定編寫程序的步驟。這是能否編制出高質(zhì)量程序的關(guān)

84、鍵。</p><p>　　(2) 根據(jù)算法畫流程圖：畫程序框圖可以把算法和解題步驟逐步具體化，以減少出錯的可能性。</p><p>　　(3)編寫程序：根據(jù)程序框圖所表示的算法和步驟，選用適當(dāng)?shù)闹噶钆帕衅饋?，?gòu)成一個有機的整體，即程序。</p><p>　　程序數(shù)據(jù)的一種理想方法是結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計方法。結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計是對利用到的控制結(jié)構(gòu)類程序做適當(dāng)?shù)南拗?，特別是限制轉(zhuǎn)

85、向語句(或指令)的使用，從而控制了程序的復(fù)雜性，力求程序的上、下文順序與執(zhí)行流程保持一致性，使程序易讀易理解，減少邏輯錯誤和易于修改、調(diào)試。根據(jù)系統(tǒng)的控制任務(wù)，本系統(tǒng)的軟件設(shè)計主要由主程序、初始化程序、顯示子程序、數(shù)據(jù)采集子程序和延時程序等組成。</p><p><b>　　4.1主程序設(shè)計</b></p><p>　　圖4.1 系統(tǒng)主程序流程圖</p>

86、<p><b>　　4.2 子程序設(shè)計</b></p><p>　　系統(tǒng)子程序主要包括A/D轉(zhuǎn)換啟動及數(shù)據(jù)讀取程序設(shè)計、顯示程序設(shè)計、以及中斷程序設(shè)計等。</p><p>　　4.2.1 A/D轉(zhuǎn)換啟動及數(shù)據(jù)讀取程序設(shè)計</p><p>　　A/D轉(zhuǎn)換子程序主要是指在系統(tǒng)開始運行時，把稱重傳感器傳遞過來的模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號并傳遞

87、到單片機所涉及到的程序設(shè)計。設(shè)計流程圖如圖2-3所示。</p><p>　　圖4.2 A/D轉(zhuǎn)換啟動及數(shù)據(jù)讀取程序流程圖</p><p>　　4.2.2 D/A轉(zhuǎn)換啟動</p><p>　　本設(shè)計DAC0832采用直通方式連接單片機數(shù)據(jù)直接從P0口讀出進行DA轉(zhuǎn)化，因此本設(shè)計不需要用程序控制，只要正常啟動DA0832就好了。</p><p>

88、<b>　　設(shè)計總結(jié)</b></p><p>　　隨著集成電路和計算機技術(shù)的迅速發(fā)展，使電子檢測的整體水平發(fā)生巨大變化，傳統(tǒng)的檢測逐步的被智能儀器所取代。智能儀器的核心部件是單片機，因其極高的性價比得到廣泛的應(yīng)用與發(fā)展，從而加快了智能儀器的發(fā)展。而傳感器作為測控系統(tǒng)中對象信息的入口，越來越受到人們的關(guān)注。傳感器好比人體“五官”的工程模擬物，它是一種能將特定的被測量信息（物理量、化學(xué)量、生物量

89、等）按一定規(guī)律轉(zhuǎn)換成某種可用信號輸出的器件或裝置本次檢測系統(tǒng)的設(shè)計就是在以上儀器的基礎(chǔ)上設(shè)計而成的。因</p><p>　　此，只有充分了解有關(guān)智能儀器、單片機、傳感器以及各部分之間的關(guān)系才能達到要求。</p><p>　　首先是傳感器的精密度，它將直接影響本設(shè)計準(zhǔn)確度。實驗時由于傳感器發(fā)出的信號不是很穩(wěn)定，所以誤差很大。如果使用精密度較高的傳感器，效果會好的多。</p>&

90、lt;p>　　其次是數(shù)據(jù)采集處理階段，此階段是對傳感器發(fā)出的信號進行量化、采集，主要分為信號放大、采集，然后進行A/D轉(zhuǎn)換。該階段需注意的地方是對傳感器輸出的信號進行放大時，應(yīng)選取合適的運算放大電路。最好是預(yù)先計算好應(yīng)放大的倍數(shù)，以便選取。還有就是進行數(shù)據(jù)處理時，選取適當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)轉(zhuǎn)換系數(shù)，使輸出滿足量</p><p><b>　　參考文獻</b></p><p>

91、　　[1]趙茂泰 智能儀器原理及應(yīng)用[M].北京：電子工業(yè)出版社.2004： </p><p>　　[2]張毅剛 MCS-51單片機應(yīng)用設(shè)計[M].哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社.2003： </p><p>　　[3]賈伯年,俞樸.傳感器技術(shù)[M].東南大學(xué)出版社.2000： </p><p>　　[4]單成祥 傳感器理論設(shè)計基礎(chǔ)及其應(yīng)用[M].北京：國防工業(yè)出版社

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93、t;<p>　　[8]李群芳 單片機微型計算機與接口技術(shù)[M].電子工業(yè)出版社.</p><p>　　[9]周立功 單片機實驗與實踐[M].北京航空航天大學(xué)出版社.2004.6</p><p>　　[10]全國大學(xué)生電子設(shè)計競賽組委會.全國大學(xué)生電子設(shè)計競賽獲獎作品匯編[J].北京理工大學(xué)出版社.2005.11</p><p>　　[11]何立民 單片

94、機高級教材[M].北京：航空航天大學(xué)出版社.2000</p><p>　　[12]童詩白,華成英 模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)[M]. 北京：北京高等教育出社.2001</p><p>　　[13]程林 超省電型電子秤的設(shè)計方案[J].福建：福建省計量科學(xué)技術(shù)研究所. 2008.3</p><p>　　[14] Leoj.scanlon:“Assembly Langu

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96、//www.zdh.net.cn/</p><p><b>　　附 錄</b></p><p><b>　　附錄1 系統(tǒng)總圖</b></p><p><b>　　附錄2 主程序清單</b></p><p>　　#include< 11.h ></p>

97、;<p>　　extern unsigned long sum=0; </p><p>　　static unsigned long x=2550;</p><p>　　void main()</p><p><b>　　{</b></p><p>　　uchar m,n;</p><

98、;p>　　uchar process(void);</p><p>　　lcd_init( ); //LCD1602顯示初始化</p><p>　　//PWM定時器初始化</p><p><b>　　while(1)</b></p><p><b>　　{</b><

99、;/p><p>　　sum=(long)adc(); //sum最大值為2550</p><p>　　n = process( );</p><p>　　display( );</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p>

100、;<p>　　uchar process(void)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　unsigned long int y;</p><p><b>　　//重量處理</b></p><p>　　if(zhongliang[11] != sum/1000%

101、10+48) zhongliang[11] = sum/1000%10+48;</p><p>　　if(zhongliang[12] != sum/100%10+48) zhongliang[12] = sum/100%10+48;</p><p>　　if(zhongliang[13]!= sum/10%10+48) zhongliang[13] = sum/10%10+48

102、;</p><p>　　if(zhongliang[14]!= sum%10+48) zhongliang[14] = sum%10+48;</p><p>　　//*********電機轉(zhuǎn)速********//</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　自定義函數(shù)：</

103、b></p><p>　　/*******************************************************************</p><p>　　* 描述： </p><p>　　* LCD1602可以

104、分為8位和4位控制方式，8位控制方式是用D0-D7數(shù)據(jù)線 </p><p>　　* 來傳送控制命令及數(shù)據(jù)。4位控制方式是用D4-D7數(shù)據(jù)線來傳送控制命令 </p><p>　　* 據(jù)，再送出低4位數(shù)據(jù)?？梢怨?jié)省單片機的4根端口線。 </p><p>　　*

105、 </p><p>　　* 及數(shù)據(jù)。使用4位數(shù)據(jù)線做控制時，需要分兩次來傳送，先送出高4位數(shù) </p><p>　　*******************************************************************/</p><p>　　#inclu

106、de < reg52.h ></p><p>　　#include < intrins.h ></p><p>　　#define uchar unsigned char</p><p>　　#define uint unsigned int</p><p>　　sbit LCD_RS = P2^0;

107、 </p><p>　　sbit LCD_RW = P2^1;</p><p>　　sbit LCD_EN = P2^2;</p><p>　　extern uchar zhongliang[ ] = {"weight: g"}; //從cdis1[8]開始</p><p>　　ext

108、ern uchar zhankongbi[ ] = {"zhuanshu: "}; //cdis2[12][13]</p><p>　　/**********************************************************</p><p>　　* 5us 延時子程序</p><p>　　*****

109、*****************************************************/</p><p>　　void delayNOP()</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　_nop_();</b></p><p><b>　　_n

110、op_();</b></p><p><b>　　_nop_();</b></p><p><b>　　_nop_();</b></p><p><b>　　_nop_();</b></p><p><b>　　}</b></p>

111、<p>　　/**********************************************************</p><p><b>　　* 延時子程序</b></p><p>　　**********************************************************/</p><p&

112、gt;　　void delay(unsigned char ms)</p><p>　　{while(ms--)</p><p>　　{unsigned char i;</p><p>　　for(i = 0; i< 250; i++) </p><p><b>　　{</b></p>&

113、lt;p>　　_nop_(); //執(zhí)行一條_nop_()指令為一個機器周期</p><p><b>　　_nop_();</b></p><p><b>　　_nop_();</b></p><p><b>　　_nop_();</b></p><p><

114、;b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　/**********************************************************</p><p>　　* 檢查LCD忙