基于单片机的智能电子秤的设计

摘要:伴随着科技的发展,当代智能仪表慢慢取代了传统式仪表。使计量检定仪表在品质避开、作用、精确度,以及自动化水平等水准在一定层面上面形成了转变,但是同时做为规范称重器材和产品质量检验仪表,智能化电子磅还在领域里已开始逐渐主要表现出你检测的精确,且计量检定速度更快,有利于进行检测及管理等主要特点,而且也开始慢慢取代了传统的机器金融杠杆评定量表,并因此慢慢演化而形成了现阶段世界各国质量检验行业主流产品。文中中定制的电子磅系统软件,以AT89S52型单片微式计算机为基本元素,外场还附以称重的集成电路、标示电源电路、报案集成电路、电脑键盘电源电路、时钟电路等,组成一个称重自动控制系统的集成电路板。用C语言完成了软件开发需求,而称重集成电路则是由零点五桥传感器组成。由于称重感应器供应的关键电力能源是模拟量输入,因此数据用电量范畴比较小而无法达到能通过A/D变换接收到的用电量范畴。因此在送A/D变换之前,就必须要先并对进行前面拓展、整形美容过虑等处理方式。然后,A/D变换的成效才可以转到数据单片机设计中进行信息资源管理并且表示。其资料显示一部分应用液晶显示屏,成本费用低且能够很好地进行所需的作用。大家所使用的电子秤尽管是一种非常简单的智能仪表,但应用它可以深层次的了解智能仪表工作原理与它优异的特性。

 关键词:SP20C-G501;AT89S52;称重感应器;A/D切换器;LCD显示器

第1章绪论

  1.1研究背景

智能电子秤在当代社会发展运用十分普遍,工业化生产、农业和日常日常生活及其科学研究等都要秤的称重机器设备,在当代社会发展日常日常生活之中发挥了必不可少的重要意义。另一方面,因为电子设备技术性的普及,当代电子磅慢慢替代了传统机械秤。已经从60新世纪机械设备型的融合发展成21世纪初彻底电子型和优秀全智能。当代电子磅已是与传感技术、电子科技和数据分析技术等相结合的新式智能测量仪器,与传统机械秤对比,当代电子磅已是重量较轻、体型小、成本费用低、构造简约、运作稳定、检修简易、经济实用的当代社会,大家自我要求基于对身型要求和对身体问题的高度关注,智能化电子磅表以其能迅速直接地体现本人重量和身体状况,现如今越来越流行,成为了家家户户的最基本日常生活用品,但是人们通常是在规定电子秤精确的与此同时,也期望其轻量、智能化系统。

智能电子秤的主要特征有开机自主置零、自主去皮置零、交/直流稳压电源供电系统、数码屏表明等称重信息。除此之外,还提供了称重总计表明、计量检定作用、计量秤分捡作用、动态性称重作用、信息查看表明、质量控制报案作用等。可以选择输入端口或输出接口:RS-232电脑服务器、打印机接口,根据联接大屏显示器全透明开放信息。电子台秤称重时间标准精确度高、迅速、应用简单,对称重信息形象化显眼,降低了人们识别视觉效果误差导致的各类不正确。作用不一样,电子秤的有效性也不尽相同。电子磅还可以分成称重电子磅、记数电子秤、防水电子磅、防爆型电子秤、高精密电子磅。称重电子秤广泛应用于物流企业管理计量检定、物流企业、货品回收、金属制品加工等,在30KG-500KG范围之内计量货品,一般设定在地面。防水电子磅适用有一定防水要求的地区,如:食品企业、电子行业、水产行业、化工制造行业等,有一定防水耐腐蚀特征的地区。防爆型电子秤是专门针对石油化工设备、诊疗、货运物流等高线爆炸性物质和爆炸性粉尘烟尘自然环境量身定做的独特称重设备。高精密电子磅智能电子台秤:关键运用产品研发、化工厂、工程建筑、质量检验、质量控制等。

 1.2国内外研究背景

在中国,智能化电子磅技术早已经历过漫长快速地发展,关键偏重于传统式产业和行业。数百年前,中国一直以机械秤为主导,直至上个世纪90时代,中国的电子磅技术出现了天崩地裂的转型,在电子磅行业实现了“手动自动、用设备换电子产品”的重要信息革命。电子磅技术转型后,我们国家的电子磅技术从以前的机器耦合式,逐渐发展到现代化的全电子秤式,其技术武器装备生产制造安全巡检方式已取得优秀水准,电子磅生产制造技术的优秀技术也完成了高质量飞越。如果在称重层面获得一定进度,从过去静止不动称重向挪动称重的衔接发展,从过去虚似测算向数据计量发展,从过去单主要参数计量检定向多参数计量发展,尤其是在快速称重和挪动称重机器的开发和研发等多个方面,在称重仪器设备、称重软件信息动态性称重层面。

可是却全球加工制造业资本主义国家的角度来看,在我国和世界电子秤产业商品质与量存在一定差别,这一差别表现在科技实力和技术不足领跑、技术武器装备落伍、销售市场发展能力不够、产品种类单一,没法明显得到品质的可靠性和稳定性从中国电子磅产业市场发展的角度看,最重要的是遭受技术的牵制。由于,不论是中国市场或是销售市场,我国现阶段的电子磅产业链技术成分都是在降低,关键发展销售市场都是中低档销售市场,也在一定程度上牵制了中国电子磅产业市场的开拓。因而,中国的电子磅工业生产若想在中国行业获得一席之地,在全球市场中造成竞争能力,中国的电子磅生产厂家需要以高新科技为主导,以创新商品技术和生产制造技术的专业水准为切入点,使中国的电子磅技术成分做到国际性水准,能够更好地开拓在中国行业领域全球金融市场影响力。将来电子秤的发展,很有可能能从以下几方面体现出来。(一)智能化数字化智能数字称重系统软件一般由智能化数字传感器和数据接线箱构成,是二十一世纪称重技术这个概念。)二)网络化信息称重自动控制系统经济一体化,伴随着电子计算机技术的发展进度快速,当代计算机技术、机械设备等都广泛用于电子秤的称重自动控制系统及系统总线技术。(三)电子秤构造微型化、模块化设计。与传统电子设备秤对比,现阶段电子设备秤规格小、身高矮、体重轻是当前发展的态势。称重小一点电子磅能选轻巧或纤薄的称重零件,不但大大提升了企业的生产制造效率和效果,并且有利于控制成本,为公司发展引入大量资产,为公司发展进一步开拓市场造就强有力的机遇等。(四)信息技术产业中多用途和集成化电子磅的一种体现,除开电子磅必须具备充足精确的称重作用外,还必须具备监控功能、电子计算机报案作用、数据信息扫描功能、网络数据统计分析与管理的功能等。

第2章系统方案设计

  2.1主芯片的选择

本设计方案选择应用AT89S52单片机做为主板芯片。该新式单片机是通过TMEL有限责任公司开发的新式快速、小功率极强抗干扰性新式数据单片机,指令代码均与传统五十一单片机适配,其中还有8 k字节的程序存储器和512byte的数据存储器,内部结构也有4K的EEPROM存储芯片,并且其研发简易,具备线上编译程序作用,不开启类似STC89C51的12v VPP编程高压。

 2.2显示器的选择

在这样一个设计里务必表明数据和汉字,因此显示屏还可以选择液晶显示屏。液晶显示屏主要是由出自紫水晶联社的一百二十八*六十四个中国汉字显示器JLX12864G-086-PC表明文本信息。该显示设备只做为一般的图象式液晶显示模块选用,还具备JLX-GB2312库IC,根据库IC立即载入内部结构库的点阵式信息并键入LCD推动IC来达到中国汉字表明。

如前所述,按照实际必须,应用JLX12864G-086-PC显示器实现了设计方案。

 2.3压力传感器的选择

压力传感器主要是用于检验液态与空气中间压力感应器。与其它感应器十分相似,但是当压力传感器功效时,它会把压力转换为电子信号开展传送。依据结构与基本原理,可以分为:地应力式、压阻式、电容传感器、高压线路式、震动式压力传感器等。此外,也有银电式、光纤线式、超音波型压力传感器等。该产品通常采用电阻应变型压力传感器。电阻应变型感应器商品主要是由隔振器、电阻应变仪、赔偿电阻及机壳等构成,依据条件设置权限各种各样作用种类。弹性体材料在遭遇检测的力后出现反映,其表层残留的摩擦阻力和应变仪一起造成地应力。电流量应变仪能将变化量转换成电阻系数的转变,所以可以计算能力、工作压力、转距、偏移、瞬时速度、环境温度等各类量。

总的来说,范围包括10Kg,但能选择精密度为0.01%的电阻应变型电流传感器。

 2.4A/D转换器的选择

因为A/D变流器采用的是上海关键技术的集成电路芯片发明专利,因此使用了HX711。是为了精密工业元技术专业开发出来的A/D变流器芯片。与同类的别的芯片对比,该芯片内嵌了可调稳压电源、芯片内数字时钟温度感应器和其它同类产品芯片所需要的外场集成电路芯片等,具备集成化程序流程高、速度更快、抗干扰性强等特点。能够降低电子磅整个设备的产品成本,整个设备性能和稳定性也进一步提高。该芯片与尾MCU芯片中间连接和编程比较简单,各种各样管理数据均由管脚传送,不用对芯片中辅助存储器开展编程。输出挑选开关也可以随意考虑在配管a或配管b上,传送到内嵌的低噪音可编程信号增强器上。配管a的可编程增益值为128或64。相对应的满度差动保护输入信号震幅分别为20或土40mV。管道b具有一定的六十四增益值,用以控制参数的精确测量。芯片内供电系统的可调稳压电源能够随时为外界感应器和芯片内的沟通/D交换置手机供电系统,系统软件电路板上并没有额外模拟电源。

2.5人机交互模块的选择

因为原定制的电子秤具备键入、去皮、擦掉等一系列功能,如果一个按钮与此同时适用一个功能,就需要应用单独的按钮;如果一个按钮与此同时占有一个I/O端口号,则按钮与此同时占有单片机因而,我考虑应用矩阵键盘做为输出设备。组4*4的矩阵键盘基本可以包括电子秤基本上所需要的实际操作功能。将按钮的两个头按行线与列线次序相互连接,并把每一个行线与列线传送到单片机的I/O端口号。那样,通过编程测算,就能知道哪一个按钮被按下。这也使得编程全过程更复杂和繁杂,但能省掉单片机的诸多I/O端口。

2.6总体设计方案

本控制系统采用了AT89S52单片机用作控制系统内核,采用模块化设计。操作系统的主要硬件与软件构成部分。包含最少电脑操作系统控制模块和数据采集。单片机芯片构成部分基本上增强了外接存贮器,收集单位主要是由液位传感器、信息内容预备处理全过程及AD转换单位等构成。手机软件一部分应用单片机c语言进行其控制系统设计的所有构成部分的功能,具备最基本负荷操纵功能和展示一部分产品发票功能,还具备负载报案功能,与此同时服务器资源充裕,有利于完成比较小的系统软件功能。

图2.1电子秤系统原理框图

79bedf1d2bf1f750774579726dfd9f03  第3章系统硬件电路设计

本定制的简单装修电子秤以单片微机为主体元器件,选用全桥测试原理,打造了简单装修电子秤,其精确测量电路中最重要的组件是电流量应变式传感器。因为本设计方案用了全桥精确测量电路,系统软件所产生的电流量误差小,输出标值也更精确。双运放大电路的重要作用是以适度的倍数变大从感应器输出细微数字信号,以适应A/D转化器的键入信息水准的必须。HX711A/D转化器的重要作用是将数字信号转换成标值信息,经模型转换后,将数据信息发送到检验电路,最终表明电路标示检验结果。

3.1AT89S52单片机的设计

  3.1.1单片机芯片AT89S52介绍

片式微型机自动控制系统使用了工业生产MCS-51系列单片微型计算机软件技术性。由ATMEL有限责任公司开发研制出我国电子制造AT89S52系列产品,是一种低能耗、高效率相对较高的CMOS八位嵌装式数据单片机设计mcu,并具有八K个在设备里的可编程Flash存储器。运用XAtmel公司的密度高的非可失性存储器工艺技术和生产制造,与X电子制造业的80C51商品命令与插口彻底相溶。在单轴晶体片材,还加了更灵活多变的8个CPU及其线上自动控制系统里的高可编程FlaSh技术性,让AT89S52可以为各种各样内嵌式操纵运用的控制板,完成更高弹力、更高效的计划方案。AT89S52还具备以下几个标准特点:8k字节Flash,256个随机存储器存储器,32条I/O口线,看门狗1记时器,2个数据表针,3个十六名/计量秤,1个6角度的二次中断控制模块,全双工串行接口,片内晶振电路立即钟控传输线路。在空余前提下,虽然CPU早已停止了管理方面,但还是可以表明RAM、记时器/计算方式、串口通信、中断等设施不断实行。掉电保护的最重要方式是,尽管RAM数据信号被照顾,但温度感应器却冻结,自动化机器人的所有实际操作停止,直至下一次实际操作中止或硬件修复进行。与此同时,它还具有一种看门狗1式(WDT)的按时/电子计数器,一旦程序无法正常工作的时候,它也会强制将全套系统恢复,还可以在程序进入到无限循环的最后一刻,使智能机器人恢复工作而非总体系统软件断电,为此确保你硬件电路。

AT89S52一共用了四十个端子,并拥有了三十二个外接的双重进/出(I/O)端口号,之中涵盖了二个外接的中断端口号,另外还有2个16字节数的操作流程式电子计数器,此外还有二个全双工连接起来型的结构串行通讯接口,片材的Flash可将程序流程存储器在处理器中可编程的,亦适用于一般编程设计器。是把那时候常用微控制器和Flash存储器都融合到了一块,特别是可以数次可读写的Flash存储器可以更有效节省了成本费。其芯片引脚图如下图3.1所显示。

图3.1 AT89S52引脚图

1cc9ad9e5df843af7c506520ad7cac86  3.1.2单片机管脚说明

VCC:供电电压。

GND:接地。

P0端口:P0端口是8位泄露级别释放出来双向I/O端口,每一个脚都很有可能被吸入TTL门流。p第一次写上一口曲别针处时,被确定为高阻进口的。p零端口也可以用于外界程序流程数据存储器,但也可能设计成内部结构数/位第8位。在FIASH编程中,P0端口将会作为源码的入口或导出端口。当FIASH执行检查时,P0端口向源码给出的数据,但P0端口的外部数据信息也必定比较高。

P1端口:P1端口是内部结构具备上拉电阻的8位双向I/O机器设备,可以用P1端口的缓冲区域给予来承担TTL栅极电压。键入1个p管脚后,根据内部构造提高到髙压时,可用作入口,但p管脚外部的下降至低电频时,立即做为电压供电系统。这也是被内部构造提高的缘故。在程序编写和认证FLASH时,将p一口用以第8个详细地址端口。

P2端口:P2端口是一个含上拉电阻的8路双向I/O系统软件,其作用在调节P2端口缓存后仍然可以用。具备4个TTL栅极电压,但P2端口为'1'调整至时,根据内嵌上拉电阻,其介质波导升高,变成输入电流。此外,键入后,P2端口的管脚还会往上降低,出入口电压为。有可能是内嵌往上拉因素导致的。P2端口方式就是外界程序流程存储装置的16位详细地址实现对数据存储芯片的浏览后,P2端口给予区域的最大8位信息。要求区域的'1'并且,也可以用其自带的往上拉插口来姿势,而且在可以载入外界8位地址的数据存储芯片以后,P2端口也可以用别的插口去进行局部变量动作。此外,p二口查验在FLASH程序编写时接收的最大8位详细地址要求和控制信号。

P3端口:应用P3插口管脚,给予8个双向I/O设备及4个与此同时接纳的TTL栅极的电压,当中8个双向I/O机器设备具备往上拉电压。p3端口信号为'1'时,电压向里升到最大电压,因其为键入,往外降低最低电压,p3端口时的最高级导出电压(ILL)便是拉升的主要原因。p3口时是让程序编写和流程查验闪烁的最后控制信息。

RST:校准键入。藕合震子校准设备时,保证RST脚2个时钟周期的最高值时长

ALE/PROG:选用附近存储器后,将详细地址锁存里的键入输出电平做为锁存详细地址输入中的真实的位置键入输出电平。在FLASH系统中,管脚一部分用来给予程序流程差分信号。一般,从ALE侧以指定工作频率周期性地给予正脉冲输出信息内容,该次数也大约为温度感应器信号频率六分之一。因而,还可以为外界优秀人才给予正常单脉冲,做到整点报时的效果。可是,使用了附近数据存储器后,会跳至下一个ALE单脉冲。终止时,ALE的伤害值在SFR8EH详细地址也为零。这时,ALE事实上应用MOVX,MOVC使用ALE后工作中。此外,假定这一针角略微被拖起。假如微控制器依然在运作或ALE已停止,则该集将遗失。

/PSEN:外界程序流程存储器的选通讯号。当表针偏向外界程序存储器时,每一个服务器周期时间将开启全部2个/PSEN信息。从内电子计算机存储器获得的外部数据信息内容存储器时,对这两台服务器不会有高效的/PSEN信息。

/ea/VPP:(假如ea处在低电压自然环境,将自动在这里时间范围给予外界维护(0000H-FFFFH))。换句话说,什么事都不做的情形下是不是储存内部结构。留意数据加密方式的同歩时,/EA的结构情况会自动锁定在RESET上。/EA侧处在最大电压的状态下,在其中的端口为内部结构程序存储器。应用FLASH计算机语言时,此插口可用于给予12v程序编写开关电源(VPP)。

XTAL1:反方向震动放大仪的入口和内部的数字时钟工作中电源的入口。

XTAL2:来源于反方向震荡器的导出。

 3.1.3AT89S52的最小系统电路构成

AT89S52单片机的最低控制器由时钟智能管理系统、报案智能管理系统、供电系统智能管理系统和单片机构成。单片机的一刻信息内容用以做为此系统片内全部姿势的一刻基本,而复位姿势则把此系统的片内初始设置,使单片机控制器在一个确立的初态下开始运作。

单片机的时钟信息内容一般用二个关键电源电路种类进行:内部结构振动模式和外场震荡多形式。当端子XTAL一和XTAL二都外置晶振电路(又被称为晶振电路)或瓷器共振器时,也就会形成内部震动工作模式。再或者由于当一些片式的或者小型的电脑内,有很多功率放大正反面相内嵌式集成电路芯片,外置晶振电路时,它就会产生内嵌的谐振电路式器及造成震荡的时间钟单脉冲。

当MCS-51系统软件单片机的复位插口RST(全名RESET)形成了二个设备周期时间里的最高电平后,微型机便展开了恢复计算。而一旦RST不断为高电平,则微型机控制器便保持着循环系统的工作环境。依照所使用的必须,恢复姿势一般分为二个关键种类:上海电力学院恢复与上电源开关恢复。上海电力学院恢复在连上开关电源时,将进行恢复姿势。

上开关电源或开关的复位成为开关电源接入时,将片式微型机全自动复位,但当单片机正常的工作的时候,用开关的控制方法也可以使片式微型机复位。单片机的复位姿势就是指单片机的复位操控,而这其中的使程为<br>序电子计数器PC,0H,这也就意味着程序流程务必从零H地址的企业中开始开展。

系统恢复是所有微型机自动控制系统恢复正常运行的第一步,让整个主板芯片再次回到默认电脑操作系统条件下。五一单片机控制器的恢复环节一般是由RESET插口而进行的,此端子在和高电平联接并进行接近二十四个小波动时长之后,51单片机便进入处理芯片的恢复环节,而且也会在这里环节下不断休眠,直到RESET接口高低电平都有效时,才可以再看一遍EA插口上的是高电平或者低电频,若是为高电平合理会运作在单片机控制器内的结构编程代码中,若是为低电频合理就会运作在外围软件。

图3.2单片机最小系统

d9ac40ca43559654c87ab3229726802a  3.2传感器的转换电路的设计

此系统可以将摩擦阻力的改变计算为输出压力的改变,完成将外力作用转换成通讯号变换。全桥过载保护电路反应速度快,还自带温度补偿作用,因而转换电路为全桥过载保护电路。反映芯片全桥就是指与4个臂联接反应芯片,其中还有箔式电阻器反映芯片的电阻器R1、R2、R3、R4等构成桥,对于该桥供电系统根据平稳开关的开关电源e开展,结合材料的负载滚动型线形应变力电阻r为调零电路,在负荷为零后,将r的数字显示屏调节为零。如下图所示

图3.3 R组成零调整电路P1

086abdea352218af1625f17e1913b44c  此时邻近桥臂所接的应力片承担相反应力,而邻近桥臂所接的应力片则承担同样应力,所以在设计中规定了:R=R=R=R=R、R=R、δR=δR=δR、δR=δR=—δR,则传感器的1234562314的电压变化为:U=1/4E(ΔR/R+ΔR/ΔR+ΔR/R+ΔR/R)11223344=E*ΔR/R

 3.3前级放大电路方案的选择

负荷传感器较大电压震幅范畴为零,20mV。可是,因为A/D转化器的输出电压应为0.2V,因此变大环城路必须100倍以内的增益。但对变大环要求是依据增益自主调节范畴(70,150倍),依据原设置的具体增益范围定义为100倍以上,零点与增益中间温度漂移和时间的飘流差比较小。输入电流为20mv、屏幕分辨率为20000码时,水的温度漂移低于1V。它因为很小的消耗电流量温漂和时漂(1V),在变大的时候对零点漂移的需求强烈了。剩下来的少许飘流只能依靠手机软件手动零点追踪作用彻底处理。相对稳定的增益效应量对负的反馈防爆开关电源电路也具备可靠性,尽量使用高电阻电阻器和单圈电阻器。

方式(一)选用:基本超低温漂移运算放大器开展多级别拓展,影响很大。因为A/D转化器规定比较大的精度,几微伏产生的影响信息内容会影响到最终结果的精度。因此,无法使用用这种方法。

方式)2):一般是从高精度低漂移运算放大器组成差动放大器,但前面生产加工电源的差动放大器具有较高的键入工作电压、高增益特点,做为差动放大器的一种,可以用一般运算放大器(比如OP07)。

在LM358双运算放大器中,最大的优势是双运算放大器具有较高的增益、内频段赔偿,适用具备宽开关开关电源工作压力范畴的单开关开关电源APP和双开关电源模式,但APP运用的具体环境里其运用一般包括选用感应器网络加速器、直流电增益控制模块和由单独电源供电数字运算放大器的地方,结构如下图所示为:

图3.4 LM358内部结构图

4b295e3f9a1dc77c9ba123d11239e079  LM358的特点:

.内部频率补偿

.低输入偏流

.低输入失调电压和失调电流

.共模输入电流范围广,包括接地

.差模的输入电流区域最宽,小于电源电压区域

.直流电压增益高(约100dB)

.单位增益频带宽(约1MHz)

.电源电压范围较宽:单供电(3—30V);

.双电源(1.5一15V)

.低功耗电流,适合于电池供电

参数:输入偏置电流45 nA

输入失调电流50 nA

输入失调电压2.9mV

输入共模电压最大值Vcc~1.5v

共模抑制比80dB

电源抑制比100dB

  3.4A/D转换器的选择

变位系数转换器,即A/D转换器,称之为ADC,就是指常常能够把导出信号转换成数据信号的一组银电设备。

最典型的变位系数转换器将某一输出电压信号转换为某一输出的标值信息。但数字数据自身并不具备内在价值,但只叙述了一种对应的水平。因而,对任何变位系数转换器都要参照变位系数转换标准,而且比较常见的参照标准是极大的可转换信号的数量。输出数字含金量的量表明键入信号与较大参照信号的使用量相匹配。

变位系数转换器最主要的性能参数是变动的精确度,一般用产生的标值信息位数的大小来表示。可以准确地键入到转换器中数据信号的比特数越大,鉴别键入到转换器里的信息能力也就越高,转换器的特点也就越好。

变位系数转换全过程一般亲身经历四个阶段:收集、存放、精确测量和编解码。在实际集成电路芯片中,多个流程是互相配合的,比如在传送过程中与此同时实行收集与维持、检测和编解码。

A/D转换部分为一体化设计的主要一部分,假如这部分设计不太好,一体化设计也会变得毫无意义。现阶段世界各国已有各种类型ADC,有传统并接、多次靠近式、积分兑换类ADC和近些年新开发出来的吗?-型生产流水线型ADC的特点取决于每种不同的ADC,可以解决不同类型的具体适用范围。现阶段,ADC集成电路芯片中大概有这个方式的:

)1)并/模转换器:比如,ADC0808、ADC0809等。并接较为ADC是当前高效率最高仿真模拟-数据转换器,由于采样率做到GSPS之上,所以一般被称作“闪动方法”较为ADC。由电流量高压分压器、电压比较器、油压缓冲器、视频解码器四个单位组成构成。该全面的ADC和比特犬转换同时进行,但转换时间完全取决于较为装置开关工作频率、编码系统的传送时间和延时等。缺点与:并行处理对比,A/D转换的抗干扰性较弱,受制作工艺产生的影响,其屏幕分辨率一般在8位下列。

)2)多次贴近型A/D转换器:比如:ADS7805、ADS7804等。渐行型ADC应用常用变位系数更新改造方式,该型ADC最大优点是:更快,采样频率可以达到1MSPS;与其它ADC对比,用电量也极低,屏幕分辨率不够12位时,市场价便宜一点。可是,缺陷:假如超过14位屏幕分辨率,则市场价比较高的感应器产生的信息在推进仿真模拟/数据转换前需要作出调整,比如增益值和过滤,进而大幅上升了产品成本。

)3)模/数转换器:比如:ICL7135、ICL7109、ICL1549、MC14433等。大中型ADC,又称为双斜坡的多倾斜角ADC,是当前广泛使用的转换器。其基本概念是,运用二次微分法,将具体全面的仿真模拟输出电压转换成与其说标值成正反比例的时间空隙。与此同时,还可以在这一时间间隙应用电子计数器精确测量脉冲发生器值,随后进行A/D转换。在最典型的ADC里的二阶成绩时间由一个时钟产生器或检测仪器明确,但这种所得到的时间关系式不依赖具体的工作频率,因而转换精密度只按照实际的基准电压开展VR。此外,因为又被导进进口的侧,所以可以大幅度抑止对拆换噪音影响度。与此同时,只需把仪器设备中按时检测的时间列入直流信号的整数,就能减少直流运作噪音所引起的时间偏差,更有效的操纵电力网对直流运转的影响分析。这一类型的ADC主要运用于中低速档、精准计量运用,如数字电压表等。其特点是:分辨率高,最多可完成22位。功能损耗小,成本费用低。主要缺点:计算速率低,计算速率为12位时,达到300SPS。

4)工作电压转换型ADC:的优势是:精确度高、价格少、输出功率少。缺点是:与积分兑换型ADC类似,因此转换速率是多少也会影响到,12位为100,300 SPs。

做为电子磅,系统内对AD的信号传输速度规定并不是很高,在综合考虑了二重相乘耦合方式的优势以及市场价便宜一点的前提下,自动控制系统所规定的精密度标值必须在0.01下列,因此运用的二重A/D转换器HX HX711型为4位或0.5位双A/D全自动变流器,选用28管脚DIP设计方案,能够相互连接soc芯片微型机,具备导出编解码方法作用,与此同时能直接推动液晶显示屏。HX711的液晶显示屏设计成较大5mv的安培计。携带式电子称的主要间距仅是5kg,但该电子称的重量传感器精确测量至5千克时的主要导出为5mv。

这个系列所使用的液晶显示模块为12864阵型全中国汉字地形图型液晶显示模块,可以展现完备的中国汉字文件或界面具体内容,具备八千一百九十二个中文汉字(16X16点阵式,128字符)8X16)和64X256表明ram它能够与CPU立即直达互联,带来了微控制器:8位并行处理联接和串行通信联接二种客户接口标准。其具有很多特色功能:光标点符号、图象挪动、休眠状态等。04794626dd2d9a93dfc6c2b7cb51add1

图3.5信号采集模块

 3.5电源电路模块

ebd7c3f5ff3f234e90c54b07bcef990e  图3.6电源电路模块

该集成电路芯片如下图3.6上述,是为了平稳HX711A/D转化器供配电系统的正负极五V双电极化平稳开关开关电源,平稳开关开关电源为通用性的三段移动式开关开关电源稳压管机七千八百零五和七千九百零五,由平稳环形变压器的次级线圈分别是7805和7905的进口的端用电量,使之出入口工作电压分别是5V和-5V稳定电源电流。

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 第4章系统软件设计

编程是一个很繁杂的工作中,如果你想要将繁杂的工作中条理化,就必须要有具体流程和计划方案。根据分析自动控制系统标准,明确具体做法,并依照方式,设计操作程序框图,而全过程框图能够把测算与求得全过程专业化,并且也可以降低编程不正确的概率,因此程序流程流程图在手机软件设计方面具有很关键的位置。依照项目任务书的相关规定,本项目必须撰写和手绘软件流程图,流程图必须模块化设计而且具有相对高度易读性;下面为大家介绍了每个一部分的app设计。

 4.1数据处理子程序的设计

数据处理子进程,也是所有过程的关键。一般通过调整输入值指数,使数据信息更加符合测量范围要求。再再行测算A/D形,则收集结论会由十六进制数向十进制数形态衔接。

 4.1.1A/D转换流程图的设计

交换子编程一般是指当电子计算机开始运作后,将秤重传感器上推送出来的数字信号转化成标值信息内容后再传送到数据单片机设计上,进而开展下一次的信息资源管理。设计的流程图包含:

图4.1 A/D转换流程图

dfddafb4be17debc082f38dfa25a3563  首先对HX711进行初始化,然后启动A/D转换器进行转换,如果A/D转换完成,则就进行数据储存,否则将继续进行A/D转换。数据储存后进行数据显示。

 4.1.2数值转换流程图的设计

单片机上显示的数通常是由每个零和一构成的正二元制数,而在触摸屏上表示的数通常为正十边形数,为适用于人们的日常学习,所以必须先要将每个正二元化制结构数都转化为正十边形数之后再表示出来,本设计使用的基本思路为:在正二元数制上,把每个向左偏移的单位数乘二倍。把每四位都表示为一个数组的时候,当其四位都与其他五位相同进位时,组数就由八变为了十六,但如果按照十边形数组的规则读数,将损失六,于是将实行加六调节。DA指令即可实现这一功能。在所有可见数制中的转换,都可以通过移位的方法实现。

同时,从左移后到数字的保留也只能采用先自乘再加进位的办法进行,但由于乘二代表向左位置,左移后,低位进一,则需加一。否则,就要加零了。而由于根据位置已把所有将要移入的尾数都保留在了进位位中,所以就能完成。数值转换的具体工作过程如下所示:

图4.2数值转换的流程图

588b4acacf00a7af84a971d639d844d1  4.2数据显示子程序的设计

显示子过程也是最主要的程序之一,所以,对显示子过程的设计也非常关键,大数据显示子程序的流程图主要包括:

图4.3数据显示子程序流程图

79e6a5a44b26f58112379ce2455e084c

92cea5e824c2c3d5ada148187e5d46b5  4.3矩阵键盘程序设计

矩阵键盘的检测程序流程图如下图所示。

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35d85c310f5dcdf701f9eaeb0ffda24d  图4.4矩阵按键主程序流程图

 第5章系统的调试与仿真

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29d9f3435c028207ed6274147b21c598 1bc4db6f0740f4518a8b2755b0c7c4ff

 第6章总结

伴随着集成电路芯片和计算机迅猛发展,电子产品的总体结构慢慢产生变化,慢慢由一般机械仪表替代为智能设备。智能设备的关键部分为单片机设计,因为它具有优异的特性价钱,获得了更宽广的运用和开发,也推动了智能设备的开发。传感器成为了监测系统信息和对象数据库的关键键入,更加引发大家的高度重视。传感器如同人们“五感”人工仿品,是可以将一定的可检验数据信息(学量、量、学量等)按照一定的基本原理转化成合理信息传送方法的设备和系统软件。这一部门使用的携带式电子器件元是在以上机器设备的前提下发展起来。因而,仅有全面了解各种各样智能设备、数据单片机设计、传感器以及各个方面间的配对t检验,才能达到要求。

关键在于传感器的精确度难题,那会影响到电子称称重的精确性。在毕业设计中,因为传感器的信息不稳,秤重过程的误差比较大。可是,如果使用更高精密的传感器,盈利会更好一些。接着是数据采集解决环节。这一阶段关键精确测量和搜集传感器所提供的信息。全过程大概包含放大、收集信息,随后进行AD转换等。在这个时候应当注意的问题就是,关键是在放大来源于传感器的信息时,必须选择适合自己的计算放大电源电路。最好是事前估计一下应当放大的倍数,这样有利于挑选。此外,在做完数据分析时,选择适合自己的数据信息转换系数,使导出信息合乎测量范围要求。

通过这次课程内容,我已对数据单片机设计和数据信号放大系统软件有了更深刻的掌握认知,在产品外观设计硬件资源的操作流程中,我就更好的了解了反映电子器件名字不一样芯片性能和特点,在教学的操作流程中,我也有很多在整体学习里我也收获了很多专业知识,并练习了独立自主相关工作的能力,或许能够对以后的工作生涯造成十分重大危害。而思考与寻找资源的能力也非常大,要我深深地体会到了造就环节中经历过的困惑和克服的妙方。虽然此次大学毕业不是很成功,可是却大学毕业操作过程中所学的知识是这次学科的较大权益,受益终身。

  致谢

在论文即将完成之际,我要感谢我的导师。在论文撰写的整个过程中,从论文选题、到撰写开题报告、最后到正文撰写,老师都提出了很多宝贵意见。老师指出的每一个问题,指导的每一个思路,都使我有醍醐灌顶之感。给我感受最深的是老师严谨治学的态度,无论从格式规范、论文要点、还是文章结构,老师都不厌其烦,给予我及时的帮忙,使我能够最后顺利完成论文写作工作。

基于单片机的智能电子秤的设计

基于单片机的智能电子秤的设计

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