文档介绍：绪论
概述
随着时代科技的迅猛发展,微电子学和计算机等现代电子技术的成就给传统的电子测量与仪器带来了巨大的冲击和革命性的影响。常规的测试仪器仪表和控制装置被更先进的智能仪器所取代,使得传统的电子测量仪器在远离、功能、精度及自动化水平定方面发生了巨大变化,并相应的出现了各种各样的智能仪器控制系统,使得科学实验和应用工程的自动化程度得以显著提高。
作为重量测量仪器,智能电子秤在各行各业开始显现其测量准确,测量速度快,易于实时测量和监控的巨大优点,并开始逐渐取代传统型的机械杠杆测量称,成为测量领域的主流产品。
本文设计的电子秤以单片机为主要部件,用汇编语言进行软件设计,硬件则以半桥传感器为主,测量0~500g电子秤,随时可改变上限阈值,并达到阈值报警的功能。称重传感器输出的电量是模拟量,数值比较小达不到A/D转换接收的电压范围。所以送A/D转换之前要对其进行前端放大、整形滤波等处理。然后,A/D转换的结果才能送单片机进行数据处理并显示。其数据显示部分采用LCD显示,成本低且能很好地实现所要求的功能。
本次课设完成的电子秤的主要优点是:
1、实时测量与监控。
2、阈值修改与重设功能。
3、超值报警功能。
4、测量精度高。
5、显示速度快、准确。
本文设计的电子秤虽然是一个极其简单的智能仪器,但是通过它可以更深入的了解智能仪器的工作原理以及其优异的性能。
本文的主要内容
本文分为五章,第一章主要介绍课题的产生背景和本文讲述的主要内容;第二章主要方案的论证,包括任务的分析实现、硬件和软件的方案设计;第三章详细介绍半桥电子秤的硬件设计;第四章讲述半桥电子秤的软件设计;第五章主要论述调试与分析过程。
第2章方案论证
半桥电子秤的任务分析与实现
利用《CSY-2000传感器与检测技术实验台》中的电阻应变片式传感器实验模板完成称重的传感器部分。在传感器的输出端连接放大电路以及滤波整形电路,得到所要的在0~5V之间的信号。
本设计主要利用单片机实验箱(含A/D转换)、单片机仿真器等对传感器输出量进行A/D转换、数据处理、显示,并利用单片机控制蜂鸣器,实现超值报警功能。其中,A/D转换采用ADC0809,键盘/显示采用8279,。
技术指标:(1) 。(2)测重范围:0~500g。
方框图如下:
ROM
89C52 单片机
ADC0809
放大滤波电路
LCD显示
时钟电路
半桥传感器
键盘电路
键盘电路
8279
复位电路
报警电路
测重物
电源
图2-1 硬件原理框图
由于电阻丝在外力作用下发生机械变形时,其电阻值发生变化,从而引起电压发生变化,即电桥的输出电压反映了相应的受力状态。利用半桥传感器测应力的变化,可以间接的测量物体的质量。传感器测出的信号经过放大电路、整形滤波电路进入A/D放大器、单片机,最后通过单片机运行软件程序进行计算,最后送交LCD显示器显示。原理框图如图2-1所示。
首先由图2-2了解电子秤的构成:
图2-2 电子秤的构成原理图
根据任务的要求,半桥电子秤的硬件部分分成以下几个部分:
:用半桥传感器和振动台实现从非电量(质量)到电量(电压)的转换即。
:主要指由双运放组成的运算放大电路。由于半桥传感器的输出电压比较小,只有几个毫伏,而A/D转换器要求的电压在0V-5V之间,而放大电路的增益是可调的,故运用运算放大电路将电压信号放大到所要求的的范围。
传感器的输出信号,在实验条件下会产生噪声,为了避免干扰消除噪声,就需要滤波电路。
:计算机所能处理的是二进制的数字量,而传感器经过放大器出来的信号是模拟量,计算机不能处理,所以需要一个A/D转换电路完成从模拟量到数字量的转换。
:采集的信号要进行显示,阈值要进行比较等都要经过单片机的处理。单片机主要完成数据处理,使显示值与称重值对应。同时对键盘输入阈值进行显示并与A/D值比较,控制蜂鸣器进行报警。
:阈值设定与称重值显示。
:在所秤质量超过设定阈值时,报警电路工作,蜂鸣器报警。
应变式传感器半桥式连接图2-3:
图2-3 应变式传感器半桥式连接图
半桥电子秤的软件方案设计
根据模块化设计程序的思想设计程序,其中包括:监控子程序的设计、数据处理子程序的设计、数据采集子程序的设计、键盘扫描子程序的设计、显示子程序的设计、报警子程序的设计几大部分。
监控程序实时监测测量值的范围,若超出阈值