電子秤畢業(yè)設(shè)計論文

1、電子秤畢業(yè)設(shè)計論文 多功能電子稱作者xxx摘要該設(shè)計以51系列單片機at89s52為控制核心實現(xiàn)電子秤的基本控制功能在設(shè)計系統(tǒng)時為了更好地采用模塊化設(shè)計法分步的設(shè)計各個單元功能模塊系統(tǒng)的硬件部分可以分為最小系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集人機交互界面和系統(tǒng)電源四大部分最小系統(tǒng)部分主要包括at89s52和擴展的外部數(shù)據(jù)存儲器數(shù)據(jù)采集部分由壓力傳感器信號的前級處理和ad轉(zhuǎn)換部分組成包括運算放大器ad620和ad轉(zhuǎn)換器icl7135人機交互界面為鍵盤輸入和點陣式液晶顯示主要使用zlg7289鍵盤控制芯片和ocm4x8c顯示器可以方便的輸入數(shù)據(jù)和直觀的顯示中文系統(tǒng)電源以lm317和lm337為核心設(shè)計電路以提供系統(tǒng)正常工

2、作電源軟件部分應(yīng)用單片機c語言進行編程實現(xiàn)了該設(shè)計的全部控制功能該電子秤可以實現(xiàn)基本的稱重功能稱重范圍為09999kg重量誤差不大于0005kg并發(fā)揮部分的顯示購物清單的功能可以設(shè)置日期和設(shè)定十種商品的單價 還具有超量程和欠量程的報警功能整個系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單使用方便功能齊全精度高具有一定的開發(fā)價值 關(guān)鍵詞單片機采樣電路ad轉(zhuǎn)換器液晶顯示 abstractthe design is based on the microcontroller at89s52 system as the core to carry out the basic control function of the electro

3、nics steelyard while designing the system i adopt the mold piece method to divide the hardware of the system into four parts the minimum system sampling circuit io interface and the system power supply the minimum system mainly includes the at89s52 and the expanded exterior data memory sampling circ

4、uit is comprised of a pressure sensor a differential measuring amplifier ad620 and a ad converter icl7135 with the usage of zlg7289 keyboard control chip and ocm48c display we complete the function of the key board input and the lcd manifestation the power supply system selects the lm317 and lm337 t

5、o design the electric circuit to provide the needed power supply the software part applies a machine c language to carry out all control function the electronic steelyard can weigh the scope as 09999kgs and the weigh error margin is no bigger than 0005kgs it also has many other functions such as dis

6、playing the shopping detailed list setting the date and ten kinds of unit prices of merchandise and overweighing alarm the whole system is simple well-found convenient to use and has high accuracy and certain development valuekey words microcontroller sampling circuit ad converter lcd manifestation目

7、 錄第一章 緒論1 11 引言1 12選題背景與意義2 13 研究現(xiàn)狀2com 影響因素2 com量3com向3com的智能化314 本文的結(jié)構(gòu)4第二章 系統(tǒng)方案的設(shè)計521 電子秤的設(shè)計要求5com 基本要求5com 發(fā)揮部分5com 創(chuàng)新部分522 系統(tǒng)工作原理及設(shè)計基本思路5com 系統(tǒng)工作原理5com 系統(tǒng)設(shè)計基本思路623 系統(tǒng)總體設(shè)計方案比較與論證624 單片機的選型825 數(shù)據(jù)采集部分的方案確定9com 傳感器9com 前級放大器部分12com ad轉(zhuǎn)換器1526 人機交互部分17com 鍵盤輸入17com 輸出顯示1727 系統(tǒng)電源1828 具體實施方案簡介20第三章 系統(tǒng)硬件

8、設(shè)計2231 基于at89s52的主控電路22com 芯片介紹22com 主控電路2632 基于icl7135的前端信號處理電路27com 芯片介紹27com 信號處理電路3033 人機交互界面33com 鍵盤控制電路33com 液晶顯示電路3534 系統(tǒng)電源37com 芯片介紹37com 電源電路3835 報警電路40第四章 軟件流程4141 主程序流程圖4142 主要中斷程序流程圖42第五章 結(jié)論44致謝46參考文獻47附錄a英文資料48附錄b英文資料翻譯55附錄c原理圖62附錄dpcb板圖63附錄e元器件清單64第一章 緒 論引言質(zhì)量是測量領(lǐng)域中的一個重要參數(shù)稱重技術(shù)自古以來就被人們所重

9、視公元前人們?yōu)榱藢ω浳锝粨Q量進行估計起初采用木材或陶土制作的容器對交換貨物進行計量以后又采用簡單的秤來測定質(zhì)量據(jù)考證世界上最古老的計量器具出土于中東和埃及最古老的衡器和砝碼出自于埃及秤是最普遍最普及的計量設(shè)備電子秤取代機械秤是科學(xué)技術(shù)發(fā)展的必然規(guī)律低成本高智能化的電子秤無疑具有極其廣闊的市場前景00052 液晶顯示所稱物體重量10重商品的購物清單等本設(shè)計的控制功能包括基本的稱重功能顯示購物清單功能設(shè)置日期和重新設(shè)定10種商品的單價功能還具有超重與欠量程報警功能由于系統(tǒng)資源豐富還可以方便的拓展其應(yīng)用 我相信通過這次對電子秤控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計一定能夠?qū)W到豐富的知識并對電子產(chǎn)品有更深一層的了解12

10、選題背景與意義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物流配送中心電子秤在結(jié)構(gòu)和原理上取代了以杠桿平衡為原理的傳統(tǒng)機械式稱量工具相比傳統(tǒng)的機械式稱量工具電子秤具有稱量精度高裝機體積小應(yīng)用范圍廣易于操作使用等優(yōu)點在外形布局工作原理結(jié)構(gòu)和材料上都是全新的計量衡器電子秤的設(shè)計首先是通過壓力傳感器采集到被測物體的重量并將其轉(zhuǎn)換成電壓信號輸出電壓信號通常很小需要通過前端信號處理電路進行準(zhǔn)確的線性放大放大后的模擬電壓信號經(jīng)ad轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換成數(shù)字量被送入到主控電路的單片機中再經(jīng)過單片機控制譯碼顯示器從而顯示出被測物體的重量 目前市場上使用的稱量工具或者是結(jié)構(gòu)復(fù)雜或者運行不可靠且成本高精度穩(wěn)定

11、性不好調(diào)正時間長易損件多維修困難裝機容量大能源消耗大生產(chǎn)成本高而且目前市場上電子秤產(chǎn)品的整體水平不高部分小型企業(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性地開發(fā)出一套有實用價值的電子秤系統(tǒng)從技術(shù)上克服上述諸多缺點改善電子秤系統(tǒng)在應(yīng)用中的不足之處具有現(xiàn)實意義研究現(xiàn)狀com 影響因素隨著科技的進步 對電子秤的要求也越來越高影響其精度的因素主要有 機械結(jié)構(gòu)傳感器和數(shù)顯儀表在機械結(jié)構(gòu)方面因材料結(jié)構(gòu)強度和剛度的限制 會使力的傳遞出現(xiàn)誤差而傳感器輸出特性存在非線性 加上信號放大模數(shù)轉(zhuǎn)換等環(huán)節(jié)存在的非線性使得整個系統(tǒng)的非線性誤差變得不容忽視因此在高精度的稱重場合迫切需

12、要電子秤能在線自動校正系統(tǒng)的非線性此外為了保證準(zhǔn)確穩(wěn)定地顯示 儀器內(nèi)部分辨率 主要是adc 的分辨率 一般要比外部顯示分辨率高4 倍以上 這就要求所采用的adc 具有足夠的轉(zhuǎn)換位數(shù)而采用高精度的adc自然增加了系統(tǒng)的成本com 產(chǎn)品質(zhì)量目前市場上主流的電子秤根據(jù)使用功能的不同包括以下幾個類型電子天平電子計數(shù)秤電子計價秤電子臺秤電子吊鉤秤定量包裝秤以及條形碼電子秤等面對種類如此繁多的電子秤目前市場上存在許多不合格的電子秤產(chǎn)品不合格問題主要表現(xiàn)在以下三個方面 1溫度試驗項目不符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定2濕熱試驗項目達不到標(biāo)準(zhǔn)要求 3抗電脈沖串試驗和抗靜電放電試驗項目不合格造成產(chǎn)品不合格的原因主要有以下幾個方面

13、稱重傳感器的質(zhì)量不達標(biāo)制約了電子秤產(chǎn)品整體質(zhì)量的提高2關(guān)鍵元器件未進行篩選和通電老化造成電子計價秤質(zhì)量失控 3部分產(chǎn)品設(shè)計上抗干擾能力不強4產(chǎn)品檢驗把關(guān)不嚴(yán)面對目前市場上電子秤產(chǎn)品的總體質(zhì)量不高的局面除了加強對電子秤產(chǎn)品的日常監(jiān)督管理之外還要從根本上推動技術(shù)的發(fā)展促進電子秤產(chǎn)品質(zhì)量的提高更好地保護消費者的合法權(quán)益com 發(fā)展方向電子秤不僅要向高精度高可靠方向發(fā)展而且更需向多種功能的方向發(fā)展據(jù)悉 目前電子秤的附加功能主要有以下幾種1電子秤附加了計算機信息補償處理裝置可以進行自診斷自校正和多種補償計算和處理2具有皮重凈重顯示等特種功能電子秤有些已具備了動態(tài)稱量模式 即通過進行算術(shù)平均積分處理和自動

14、調(diào)零等方法 消除上述的誤差3 附加特殊的數(shù)據(jù)處理功能目前的電子秤有附加多種計算和數(shù)據(jù)處理功能 以滿足多種使用的要求今后 隨著電子高科技的飛速發(fā)展 電子秤技術(shù)的發(fā)展定將日新月異同時 功能更加齊全的高精度的先進電子秤將會不斷問世 其應(yīng)用范圍也會更加拓寬com 電子秤的智能化電子秤的稱重功能是基于微電腦控制芯片處理器這一核心技術(shù)來實現(xiàn)的由于目前在設(shè)計電子秤系統(tǒng)時大量地采用集成芯片因此電子秤系統(tǒng)已經(jīng)擺脫了以往的電子模式正趨向智能化多元化方向發(fā)展在此基礎(chǔ)上可以實現(xiàn)系統(tǒng)功能的擴展比如與上位機的通訊在上位機上利用圖形化界面的操作軟件實現(xiàn)數(shù)據(jù)庫管理等電子秤由于自身的精度高功能強和使用方便實際使用的電子秤有較高

15、的性價比在很多領(lǐng)域完全可以取代那些機械式的稱重工具在具體開發(fā)電子秤的系統(tǒng)時應(yīng)該根據(jù)用戶的客觀需要再結(jié)合系統(tǒng)硬件和軟件從而可以開發(fā)出一套實際使用價值極大的電子秤系統(tǒng)目前隨著電子技術(shù)的飛速發(fā)展微處理器應(yīng)用技術(shù)的日趨成熟必將推進基于微處理器為核心的電子秤系統(tǒng)功能的日趨完善因此多元化智能電子秤具有廣泛的應(yīng)用前景和開發(fā)價值14 本文的結(jié)構(gòu) 本文以電子秤的研發(fā)作為應(yīng)用背景對傳感器模數(shù)轉(zhuǎn)換單片機及其接口等技術(shù)進行了分析全文共分為六章各章的主要內(nèi)容如下第一章扼要地介紹了電子秤的概念特點與相關(guān)研究背景 第二章論證了系統(tǒng)方案包括對原理的闡述各種優(yōu)缺點的比較屬于理論分析部分 第三章通過對各種芯片的介紹以及對電路功能

16、的分析對系統(tǒng)硬件進行了描述給出了單片機的的控制方案第四章簡單介紹了系統(tǒng)軟件流程第五章對整個設(shè)計做了總結(jié)歸納了存在的問題和進一步研究的方向第二章 系統(tǒng)方案的設(shè)計電子秤的應(yīng)用系統(tǒng)是由硬件和軟件所組成硬件指單片機擴展的存儲器擴展的輸入輸出設(shè)備等部分軟件是各種工作程序的總稱硬件和軟件只有緊密配合協(xié)調(diào)一致才能提高系統(tǒng)的性能價格比從一開始設(shè)計硬件時就應(yīng)考慮相應(yīng)軟件的設(shè)計方法而軟件設(shè)計是根據(jù)硬件原理和系統(tǒng)的功能要求進行的21 電子秤的設(shè)計要求com 基本要求1 電子秤稱重范圍09999kg重量誤差不大于0005kg2 液晶顯示所稱物體重量10種商品的購物清單等com 特色與創(chuàng)新1使用單片機為控制核心大大簡化

17、了系統(tǒng)的組成構(gòu)造且單片機可拓展性強可以很方便的對系統(tǒng)進行拓展和應(yīng)用2使用鍵盤輸入數(shù)據(jù)操作簡單方便3中文液晶顯示所稱量的物品重量同時還可顯示物品的名稱數(shù)量單價金額和所有物品的總金額4具有去皮功能和金額累加計算功能5當(dāng)物品重量超過電子秤量程即過載情況或者是物品重量小于ad轉(zhuǎn)換器所能轉(zhuǎn)換的最小精度即欠量程的時候具有超重報警功能 實驗原理及設(shè)計基本思路系統(tǒng)工作原理電子秤的工作原理首先是通過壓力傳感器采集到被測物體的重量并將其轉(zhuǎn)換成電壓信號輸出電壓信號通常很小需要通過前端信號處理電路進行準(zhǔn)確的線性放大放大后的模擬電壓信號經(jīng)ad轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換成數(shù)字量被送入到主控電路的單片機中再經(jīng)過單片機控制譯碼顯示器從而顯

18、示出被測物體的重量在實際應(yīng)用中為提高數(shù)據(jù)采集的精度并盡量減少外界電氣干擾還需要在傳感器與ad芯片之間加上信號調(diào)整電路 系統(tǒng)設(shè)計基本思路按照設(shè)計的基本要求系統(tǒng)可分為三大模塊數(shù)據(jù)采集模塊控制器模塊人機交互界面模塊其中數(shù)據(jù)采集模塊數(shù)字信號送給控制器處理由控制器完成此部分對軟件的設(shè)計要求比較高系統(tǒng)的大部分功能都需要軟件來控制在擴展功能上本設(shè)計增加了過載提示結(jié)構(gòu)簡圖如下圖所示圖21 數(shù)碼管顯示方案此方案利用數(shù)碼管顯示物體重量簡單可行可以采用內(nèi)部帶有模數(shù)轉(zhuǎn)換功能的單片機由此設(shè)計出的電子秤系統(tǒng)硬件部分簡單接口電路易于實現(xiàn)并且在編程時大大減少程序量在電路結(jié)構(gòu)上只有簡單的輸出輸入關(guān)系缺點是硬件部分簡單雖然可以實

19、現(xiàn)電子秤基本的稱重功能但是不能實現(xiàn)外部數(shù)據(jù)的輸入無法根據(jù)實際情況靈活地設(shè)定各種控制參數(shù)由于數(shù)碼管只能實現(xiàn)簡單的數(shù)字和英文字符的顯示不能顯示漢字以及其他的復(fù)雜字符不能達到顯示購物清單的要求又因為采用了具有模數(shù)轉(zhuǎn)換功能的單片機系統(tǒng)電路過于簡單系統(tǒng)硬件的擴展必受到限制電子秤的功能過于單一達不到設(shè)計的標(biāo)準(zhǔn)方案二 在前一種方案的基礎(chǔ)上進行擴展增加一鍵盤輸入裝置增加外界對單片機內(nèi)部的數(shù)據(jù)設(shè)定使電子秤實現(xiàn)稱重計價的功能 結(jié)構(gòu)簡圖如下圖所示圖22 帶有鍵盤輸入的結(jié)構(gòu)簡圖此方案設(shè)計的電子秤可以實現(xiàn)稱物計價功能但是局限于數(shù)碼管的功能在顯示時只能顯示單價購物總額以及簡單的貨物代碼等在顯示重量時如果數(shù)碼管沒有足夠的位

20、數(shù)那么稱量物體重量的精度必受到限制所以此方案需要較多的數(shù)碼管接入電路中這樣在處理輸入輸出接口時需要另行擴展足夠多的io接口供數(shù)碼管使用比較麻煩方案三 前端信號處理時選用放大ad轉(zhuǎn)換等措施尤其在顯示方面采用具有字符圖文顯示功能的lcd顯示器這種方案不僅加強了人機交換的能力而且滿足設(shè)計要求可以顯示購物清單所稱量的物體信息等相關(guān)內(nèi)容結(jié)構(gòu)簡圖如下圖所示 圖23 lcd顯示的方案目前單片機技術(shù)比較成熟功能也比較強大被測信號經(jīng)放大整形后送入單片機由單片機對測量信號進行處理并根據(jù)相應(yīng)的數(shù)據(jù)關(guān)系譯碼顯示出被測物體的重量由于系統(tǒng)需要的按鍵較多因此要加一個鍵盤顯示管理芯片zlg7289單片機控制適合于功能比較簡單

21、的控制系統(tǒng)而且其具有成本低功耗低體積小算術(shù)運算功能強技術(shù)成熟等優(yōu)點但其缺點是外圍電路比較復(fù)雜編程復(fù)雜使用這種方案會給系統(tǒng)設(shè)計帶來一定的難度圖 單片機實現(xiàn)方案原理框圖采用現(xiàn)場可編程門陣列 fpga 為控制核心采用現(xiàn)場可編程門陣列 fpga 為控制核心利用eda軟件編程下載燒制實現(xiàn)系統(tǒng)集成于一片xilinx公司的spartan系列xc2s100e芯片上體積大大減小邏輯單元靈活集成度高以及適用范圍廣等特點可實現(xiàn)大規(guī)模和超大規(guī)模的集成電路采用fpga測頻測量精度高測量頻率范圍大而且編程靈活調(diào)試方便設(shè)計要求的精度較高所以要求系統(tǒng)的穩(wěn)定性要好抗干擾能力要強從圖中可以看到系統(tǒng)的基本工作流程和各單元電路所用到

22、的核心器件其中控制器采用xilinx公司可編程器件fpga為核心基于ise軟件平臺采用vhdl編程實現(xiàn)數(shù)據(jù)處理led和lcd驅(qū)動時鐘芯片的i2c通訊鍵盤控制等模塊 圖電子系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)圖fpga的邏輯容量密度大集成度高可大大減少印刷電路板的空間減低系統(tǒng)功耗同時還可以提高設(shè)計的工藝性和產(chǎn)品的可靠性雖然以fpga為核心的電子秤系統(tǒng)很優(yōu)化但只有在大規(guī)模和超大規(guī)模集成電路中其高集成度才能更好得以體現(xiàn)其主要在pc機接口卡的總線接口程控交換機的信號處理與接口雷達聲納系統(tǒng)的成像控制與數(shù)字處理數(shù)控機床的測試系統(tǒng)等方面有廣泛應(yīng)用鑒于本電子秤的設(shè)計并不太復(fù)雜單片機完全能實現(xiàn)所需功能所以在具體設(shè)計時采用了第三種設(shè)計

23、方案單片機的選型選擇單片機型號的出發(fā)點有以下幾個方面市場貨源系統(tǒng)設(shè)計者只能在市場上能夠提供的單片機中選擇特別是作為產(chǎn)品大批量生產(chǎn)的應(yīng)用系統(tǒng)所選的單片機型號必須有穩(wěn)定充足的貨源單片機性能應(yīng)根據(jù)系統(tǒng)的功能要求和各種單片機的性能選擇最容易實現(xiàn)系統(tǒng)技術(shù)指標(biāo)的型號而且能達到較高的性能價格比單片機性能包括片內(nèi)硬件資源運行速度可靠性指令系統(tǒng)功能體積和封裝形式等方面影響性能價格比的因素除單片機的性能價格外還包括硬件和軟件設(shè)計的容易程度相應(yīng)的工作量大小以及開發(fā)工具的性能價格比研制周期在研制任務(wù)重時間緊的情況下還要考慮所選的單片機型號是否熟悉是否能馬上著手進行系統(tǒng)的設(shè)計與研制周期有關(guān)的另一個重要因素是開發(fā)工具性能

24、優(yōu)良的開發(fā)工具能加快系統(tǒng)地研制進程at89s系列單片機是繼at89c系列之后推出的功能更強的新產(chǎn)品at89s系列與at89c系列相比運算速度有了較大的提高它的靜態(tài)工作頻率為033mhz片內(nèi)集成有雙數(shù)據(jù)指針dptr定時監(jiān)視器 watchdog timer又稱看門狗 低功耗休閑狀態(tài)及關(guān)電方式關(guān)電方式下的中斷恢復(fù)等諸多功能極大地滿足了各種不同的應(yīng)用要求at89s52單片機是at89s系列中的增強型高檔機產(chǎn)品它片內(nèi)存儲器容量是at89s51的一倍即片內(nèi)8kb的flash程序存儲器和256b的ram另外它還增加了一個功能極強的具有獨特應(yīng)用的16位定時計數(shù)器2等多種功能power down模式支持中斷喚醒

25、 看門狗定時器雙數(shù)據(jù)指針上電復(fù)位標(biāo)志我們在外面擴展了32k數(shù)據(jù)存儲器以滿足系統(tǒng)要求25 數(shù)據(jù)采集部分的方案確定com 傳感器傳感器的定義能感受規(guī)定的被測量并按照一定規(guī)律轉(zhuǎn)換成可用輸出信號的器件或裝置通常傳感器由敏感元件和轉(zhuǎn)換元件組成其中敏感元件指傳感器中能直接感受被測量的部分轉(zhuǎn)換部分指傳感器中能將敏感元件輸出量轉(zhuǎn)換為適于傳輸和測量的電信號部分現(xiàn)代科技的快速發(fā)展使人類社會進入了信息時代在信息時代人們的社會活動將主要依靠對信息資源的開發(fā)和獲取傳輸和處理而傳感器處于自動檢測與控制系統(tǒng)之首是感知獲取與檢測信息的窗口傳感器處于研究對象與測控系統(tǒng)的接口位置一切科學(xué)研究和生產(chǎn)過程要獲取的信息都要通過它轉(zhuǎn)換為

26、易傳輸與處理的電信號因此傳感器的地位與作用特別重要方案一 壓電傳感器壓電傳感器是一種典型的有源傳感器又稱自發(fā)電式傳感器其工作原理是基于某些材料受力后在其相應(yīng)的特定表面產(chǎn)生電荷的壓電效應(yīng)壓電傳感器體積小重量輕結(jié)構(gòu)簡單工作可靠適用于動態(tài)力學(xué)量的測量不適合測頻率太低的被測量更不能測靜態(tài)量目前多用于加速度和動態(tài)力或壓力的測量壓電器件的弱點高內(nèi)阻小功率功率小輸出的能量微弱電纜的分布電容及噪聲干擾影響輸出特性這對外接電路要求很高 方案二 電容式傳感器電容式傳感器是將被測非電量的變化轉(zhuǎn)換為電容變化的一種傳感器它有結(jié)構(gòu)簡單靈敏度高動態(tài)響應(yīng)好可實現(xiàn)非接觸測量具有平均效應(yīng)等優(yōu)點電容傳感器可用來檢測壓力力位移以及振

27、動學(xué)非電參量 電容傳感器的基本工作原理可用最普通的平行極板電容器來說明兩塊相互平行的金屬極板當(dāng)不考慮其邊緣效應(yīng)兩個極板邊緣處的電力線分布不均勻引起電容量的變化時其電容量為 21兩極板間的距離 a兩平行極板相互覆蓋的有效面積介質(zhì)的相對介電常數(shù)真空中介電常數(shù)若被測量的變化使式中a三個參量中任一個發(fā)生變化都會引起電容量的變化通過測量電路就可轉(zhuǎn)換為電量輸出 雖然電容式傳感器有結(jié)構(gòu)簡單和良好動態(tài)特性等諸多優(yōu)點但也有不利因素1小功率高阻抗受幾何尺寸限制電容傳感器的電容量都很小一般僅幾皮法至幾十皮法因c太小故容抗 1c很大為高阻抗元件負(fù)載能力差又因其視在功率p c c很小則p也很小故易受外界干擾信號需經(jīng)放大

28、并采取抗干擾措施2初始電容小電纜電容線路的雜散電路所構(gòu)成的寄生電容影響很大 方案三 電阻應(yīng)變式傳感器電阻應(yīng)變式傳感器是一種利用電阻應(yīng)變效應(yīng)將各種力學(xué)量轉(zhuǎn)換為電信號的結(jié)構(gòu)型傳感器電阻應(yīng)變片式電阻應(yīng)變式傳感器的核心元件其工作原理是基于材料的電阻應(yīng)變效應(yīng)電阻應(yīng)變片即可單獨作為傳感器使用又能作為敏感元件結(jié)合彈性元件構(gòu)成力學(xué)量傳感器導(dǎo)體的電阻隨著機械變形而發(fā)生變化的現(xiàn)象叫做電阻應(yīng)變效應(yīng)電阻應(yīng)變片把機械應(yīng)變信號轉(zhuǎn)換為rr后由于應(yīng)變量及相應(yīng)電阻變化一般都很微小難以直接精確測量且不便處理因此要采用轉(zhuǎn)換電路把應(yīng)變片的rr變化轉(zhuǎn)換成電壓或電流變化其轉(zhuǎn)換電路常用測量電橋直流電橋的特點是信號不會受各元件和導(dǎo)線的分布電

29、感及電容的影響抗干擾能力強但因機械應(yīng)變的輸出信號小要求用高增益和高穩(wěn)定性的放大器放大下圖為一直流供電的平衡電阻電橋接直流電源e圖26 傳感器結(jié)構(gòu)原理圖當(dāng)電橋輸出端接無窮大負(fù)載電阻時可視輸出端為開路此時直流電橋稱為電壓橋即只有電壓輸出當(dāng)忽略電源的內(nèi)阻時由分壓原理有 2223 0即電橋平衡式23稱平衡條件應(yīng)變片測量電橋在測量前使電橋平衡從而使測量時電橋輸出電壓只與應(yīng)變片感受的應(yīng)變所引起的電阻變化有關(guān)若差動工作即r1 r-rr2 rrr3 r-rr4 rr按式22 24 應(yīng)變片式傳感器有如下特點1應(yīng)用和測量范圍廣應(yīng)變片可制成各種機械量傳感器2分辨力和靈敏度高精度較高3結(jié)構(gòu)輕小對試件影響小 對復(fù)雜環(huán)境

30、適應(yīng)性強可在高溫高壓強磁場等特殊環(huán)境中使用頻率響應(yīng)好4商品化使用方便便于實現(xiàn)遠(yuǎn)距離自動化測量 通過以上對傳感器的比較分析最終選擇了第三種方案題目要求稱重范圍09999kg重量誤差不大于0005kg考慮到秤臺自重振動和沖擊分量還要避免超重?fù)p壞傳感器所以傳感器量程必須大于額定稱重9999kg 我們選擇的是l-psiii型傳感器量程20kg精度為 001滿量程時誤差0002kg完全滿足本系統(tǒng)的精度要求com 前級放大器部分經(jīng)由傳感器或敏感元件轉(zhuǎn)換后輸出的信號一般電平較低經(jīng)由電橋等電路變換后的信號亦難以直接用來顯示記錄控制或進行ad轉(zhuǎn)換為此測量電路中常設(shè)有模擬放大環(huán)節(jié)這一環(huán)節(jié)目前主要依靠由集成運算放大

31、器的基本元件構(gòu)成具有各種特性的放大器來完成放大器的輸入信號一般是由傳感器輸出的傳感器的輸出信號不僅電平低內(nèi)阻高還常伴有較高的共模電壓因此一般對放大器有如下一些要求1輸入阻抗應(yīng)遠(yuǎn)大于信號源內(nèi)阻否則放大器的負(fù)載效應(yīng)會使所測電壓造成偏差2抗共模電壓干擾能力強3在預(yù)定的頻帶寬度內(nèi)有穩(wěn)定準(zhǔn)確的增益良好的線性輸入漂移和噪聲應(yīng)足夠小以保證要求的信噪比從而保證放大器輸出性能穩(wěn)定4能附加一些適應(yīng)特定要求的電路如放大器增益的外接電阻調(diào)整方便準(zhǔn)確的量程切換極性自動變換等我們考慮了以下幾種方案方案一 利用普通低溫漂運算放大器構(gòu)成多級放大器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ad轉(zhuǎn)換器需要很高的精度所以

32、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方案二 由高精度低漂移運算放大器構(gòu)成差動放大器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如下圖所示 圖27 利用普通運放構(gòu)成的放大器電阻r1r2和電容c1c2c3c4用于濾除前級的噪聲c1c2為普通小電容可以濾除高頻干擾c3c4為大的電解電容主要用于濾除低頻噪聲優(yōu)點輸入級加入射隨放大器增大了輸入阻抗中間級為差動放大電路滑動變阻器r6可以調(diào)節(jié)輸出零點最后一級可以用于微調(diào)放大倍數(shù)使輸出滿足滿量程要求輸出級為反向放大器所以輸出電阻不是很大比較符合應(yīng)用要求缺點此電路要求r3r4相等誤差將會影響輸出精

33、度難度較大實際測量每一級運放都會引入較大噪聲對精度影響較大方案三 采用專用儀表放大器如ad620ina126等此類芯片內(nèi)部采用差動輸入共模抑制比高差模輸入阻抗大增益高精度也非常好且外部接口簡單 以ad620為例內(nèi)部結(jié)構(gòu)如下圖所示圖28 ad620的內(nèi)部等效圖接口如下圖所示圖29 ad620的接口圖電路的工作原理a1a2工作在負(fù)反饋狀態(tài)其反向輸入端的電壓與同相輸入端的電壓相等即rg兩端的電壓分別為vinvin-因此25 26將式26代入式25得放大器的增益av為 27可見僅需調(diào)整一個電阻rg就能方便的調(diào)整放大器的增益由于整個電路對稱調(diào)整時不會造成共模抑制比的降低在接口圖29中通過改變可變電阻r3

34、的阻值大小來改變放大器的增益放大器增益計算公式如下 28v頻帶寬度為120khz在g 100時基于以上分析我們決定采用制作方便而且精度很好的專用儀表放大器ad620com ad 轉(zhuǎn)換器ad轉(zhuǎn)換器選用的原則1ad 轉(zhuǎn)換器的位數(shù)ad 轉(zhuǎn)換器決定分辨率的高低在系統(tǒng)中ad 轉(zhuǎn)換器的分辨率應(yīng)比系統(tǒng)允許引用誤差高一倍以上2ad 轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換速率不同類型的ad 轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換速率大不相同積分型的轉(zhuǎn)換速率低轉(zhuǎn)換時間從幾豪秒到幾十毫秒只能構(gòu)成低速ad 轉(zhuǎn)換器一般用于壓力溫度及流量等緩慢變化的參數(shù)測試逐次逼近型屬于中速ad 轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換時間為納秒級用于個通道過程控制和聲頻數(shù)字轉(zhuǎn)換系統(tǒng)3是否加采樣保持器4ad 轉(zhuǎn)換器的

35、有關(guān)量程引腳有的ad 轉(zhuǎn)換器提供兩個輸入引腳不同量程范圍內(nèi)的模擬量可從不同引腳輸入5ad 轉(zhuǎn)換器的啟動轉(zhuǎn)換和轉(zhuǎn)換結(jié)束一般ad 轉(zhuǎn)換器可由外部控制信號啟動轉(zhuǎn)換這一啟動信號可由cpu提供轉(zhuǎn)換結(jié)束后ad 轉(zhuǎn)換器內(nèi)部轉(zhuǎn)換結(jié)束信號觸發(fā)器置位并輸出轉(zhuǎn)換結(jié)束標(biāo)志電平通知微處理器讀取轉(zhuǎn)換結(jié)果6ad 轉(zhuǎn)換器的晶閘管現(xiàn)象其現(xiàn)象是在正常使用時ad 轉(zhuǎn)換器芯片電流驟增時間一長就會燒壞芯片為防止這種現(xiàn)象可采取如下措施1加強抗干擾措施盡量避免較大的干擾電流進入電路2加強電源穩(wěn)壓濾波措施 在ad 轉(zhuǎn)換器電源入口處加退耦濾波電路為防止窄脈沖波竄入在電解電容上再接一高頻濾波電容310kg4096 244g14位ad精度10kg

36、16384 061g考慮到其他部分所帶來的干擾12位ad轉(zhuǎn)換器無法滿足系統(tǒng)精度要求所以我們需要選擇14位或者精度更高的ad轉(zhuǎn)換器方案一 逐次逼近型ad轉(zhuǎn)換器如ads7805ads7804ad轉(zhuǎn)換一般具有采樣保持功能采樣頻率高功耗比較低是理想的高速高精度省電型ad轉(zhuǎn)換器件高精度逐次逼近型ad轉(zhuǎn)換器一般都帶有內(nèi)部基準(zhǔn)源和內(nèi)部時鐘基于51系列單片機構(gòu)成的系統(tǒng)設(shè)計時僅需要外接幾個電阻電容但考慮到所轉(zhuǎn)換的信號為一慢變信號逐次逼近型ad轉(zhuǎn)換器的快速的優(yōu)點不能很好的發(fā)揮且根據(jù)系統(tǒng)的要求14位ad足以滿足精度要求太高的精度就反而浪費了系統(tǒng)資源所以此方案并不是理想的選擇方案二 雙積分型ad轉(zhuǎn)換器如icl7135

37、icl7109adc是間接型ad轉(zhuǎn)換器其基本原理是首先對未知的輸入電壓進行固定時間的積分然后轉(zhuǎn)向?qū)?biāo)準(zhǔn)電壓進行反相積分至積分輸出電壓為零返回起始值 則標(biāo)準(zhǔn)電壓積分的時間正比與輸入電壓輸入電壓越大反向積分時間越長用高頻率時鐘脈沖來測量標(biāo)準(zhǔn)電壓積分時間即可得到輸入電壓對應(yīng)的數(shù)字代碼 雙積分型ad轉(zhuǎn)換器雖然速度較慢但轉(zhuǎn)換精度高 如icl7135 具有精確的差分輸入其輸入阻抗高可自動調(diào)零具有超量程信號全部輸出與ttl電平兼容雙積分型ad轉(zhuǎn)換器具有很強的抗干擾能力對正負(fù)對稱的工頻干擾信號積分為零所以對50hz的工頻干擾抑制能力特強對高于工頻干擾例如噪聲電壓也具有良好的濾波作用只要干擾電壓的平均值為零對輸

38、出就不產(chǎn)生影響尤其對本系統(tǒng)緩慢變化的壓力信號很容易受到工頻信號的影響故而采用雙積分型ad轉(zhuǎn)換器可大大降低對濾波電路的要求作為電子秤系統(tǒng)對ad的轉(zhuǎn)換速度要求并不高精度上14位的ad足以滿足要求另外雙積分型ad轉(zhuǎn)換器較強的抗干擾能力和精確的差分輸入低廉的價格綜合的分析其優(yōu)點和缺點我們最終選擇了精度為10kg 20000 05g的icl713526人機交互部分com 鍵盤輸入鍵盤輸入是人機交互界面中重要的組成部分它是系統(tǒng)接受用戶指令的直接途徑鍵盤是由若干個按鍵開關(guān)組成鍵的多少根據(jù)單片機應(yīng)用系統(tǒng)的用途而定鍵盤由許多鍵組成每一個鍵相當(dāng)于一個機械開關(guān)觸點當(dāng)鍵按下時觸點閉合當(dāng)鍵松開時觸點斷開單片機接收到按鍵

39、的觸點信號后作相應(yīng)的功能處理因此相對于單片機系統(tǒng)來說鍵盤接口信號是輸入信號 方案一 intel8279是一種為8位微處理器設(shè)計的比較成熟的通用鍵盤顯示器接口芯片其功能有接收來自鍵盤的輸入數(shù)據(jù)并作預(yù)處理數(shù)據(jù)顯示的管理和數(shù)據(jù)顯示器的控制但是在與單片機的連接時占用較多的接口資源方案二 zlg7289是周立功單片機公司設(shè)計的串行輸入輸出可編程鍵盤顯示芯片有強大的鍵盤顯示功能支持64鍵控制可以比較方便地擴展系統(tǒng)另外zlg7289內(nèi)部有譯碼電路大大簡化了程序因此我們選擇功能更好的專用鍵盤顯示芯片zlg7289作為鍵盤掃描顯示芯片com 輸出顯示方案一 全部采用數(shù)碼管顯示數(shù)碼能顯示時鐘以及被測物體的重量等信

40、息此方案顯示直觀而且編程簡單但若要同時顯示單價金額售貨員編號等諸多信息則需要要大量的數(shù)碼管而且不能顯示中文由此增加了電路的復(fù)雜程度也加大了編程的難度方案二可以設(shè)置顯示單金額中文購物日期等具有低功耗可視面大畫面友好抗干擾能力強等功能顯示技術(shù)已得到廣泛應(yīng)用系統(tǒng)電源需要5v電源傳感器需要10v以上的線性電源不能用開關(guān)電源否則稱重數(shù)據(jù)不穩(wěn)定方案一采用三端固定穩(wěn)壓芯片7805和7812為系統(tǒng)提供穩(wěn)定的電源這個部分由整流電路濾波電路穩(wěn)壓電路等組成圖210 5v電源電路圖在這里只給出了5v電源電路12v電源電路與5v相似因此不再畫出方案lm317是一種外接很少元件就能工作的三端可調(diào)式集成穩(wěn)壓器它的三個接線端

41、分別稱為輸入端輸出端和調(diào)整端它的內(nèi)部電路有比較放大器偏置電路恒流源電路和帶隙基準(zhǔn)電路等它的公共端改接到輸出端器件本身無接地端所以消耗的電流都從輸出端流出內(nèi)部的基準(zhǔn)電壓約12v接至比較放大器的同相端和調(diào)整端之間若接上外部的調(diào)整電阻r1r2后輸出電壓為 29 lm317的vref 12v i adj 50a由于調(diào)整端電流i adji1 故可以忽略式29 210圖211 lm317結(jié)構(gòu)圖001典型負(fù)載調(diào)整率 0180db 紋波抑制比輸出短路保護過流過熱保護調(diào)整管安全工作區(qū)保護系統(tǒng)的傳感器部分傳感器電源的設(shè)計直接影響系統(tǒng)的穩(wěn)定性和精確度實踐證明若橋電源采用一級穩(wěn)壓穩(wěn)壓器采用78系列稱重誤差為10屏幕顯

42、示的稱重數(shù)據(jù)變化較大各部分之間協(xié)調(diào)性較差若采用二級穩(wěn)壓穩(wěn)壓器采用78系列稱重誤差為3左右各部分之間協(xié)調(diào)性較好由此可見電橋電壓的重要性經(jīng)反復(fù)試驗發(fā)現(xiàn)采用差動式電源可將電源的波動部分中和掉大大提高電橋輸出精度及穩(wěn)定性另外系統(tǒng)要求擴大輸出電壓的調(diào)節(jié)范圍故使用它很不方便 所以具體設(shè)計時考慮到運算放大器的放大能力與工作電壓的大小關(guān)系以及電源芯片的自身優(yōu)勢等因素最終選用了性價比比較高的lm317和lm337來設(shè)計電源電路給系統(tǒng)提供正負(fù)電壓滿足系統(tǒng)正常工作電源的要求28 具體實施方案簡介根據(jù)以上設(shè)計方案硬件部分采用51系列單片機at89s52為控制核心部件實現(xiàn)電子秤的基本控制功能at89s52是一款8位的內(nèi)

43、帶8k程序存儲器的微控制器考慮到用軟件實現(xiàn)電子秤系統(tǒng)的各項功能時所需的軟件量并不是很大不需要太大的程序存儲空間因此在對at89s52實際設(shè)計時不需要在片外再擴展程序存儲器這樣不僅節(jié)省了硬件資源也優(yōu)化了電路的設(shè)計在實際使用電子秤的稱重功能時考慮到涉及到大量的數(shù)據(jù)而at89s52片內(nèi)的數(shù)據(jù)存儲空間有限因此在片外擴展一片32k的數(shù)據(jù)存儲器選用62256實現(xiàn)系統(tǒng)的硬件部分不僅包括以單片機at89s52為核心的最小系統(tǒng)部分而且還包括數(shù)據(jù)采集人機接口界面系統(tǒng)電源部分?jǐn)?shù)據(jù)采集部分由壓力傳感器信號的濾波放大處理和ad轉(zhuǎn)換部分組成在具體選擇傳感器時考慮到在稱量物品時必要的精度準(zhǔn)確性要求所稱物品的重量誤差必須要控

44、制在一定的范圍之內(nèi)另外由于秤臺的自身重量振動和沖擊分量以及還要避免物體超重時對傳感器的損壞所以在選擇傳感器時要保證有一定的承重裕量所選的傳感器量程應(yīng)該比系統(tǒng)設(shè)計要求的要大一般選擇為實際要求量程的兩倍且需要滿足精度要求滿量程時候的誤差不能大于規(guī)定量由于傳感器的輸出信號中含有一定的干擾噪聲所以必須要對傳感器的輸出信號進行濾波在濾波電路的設(shè)計時利用普通小電容濾除高頻干擾利用大的電解電容濾除低頻干擾由于在選用的放大器中內(nèi)帶濾波電路環(huán)節(jié)所以利用電容濾波可以根據(jù)實際情況進行取舍傳感器輸出的電信號比較微弱一般為毫伏級必須采用適當(dāng)?shù)碾娐愤M行信號放大處理這樣才能保證整個系統(tǒng)的精度和穩(wěn)定性能這時需要共模抑制比高差

45、模輸入阻抗大增益高精度好而且外部接口簡單的專用儀表放大器ad620在選擇ad轉(zhuǎn)換器時根據(jù)系統(tǒng)精度的要求選擇了具有很強抗干擾能力的雙積分型ad轉(zhuǎn)換器icl7135雖然轉(zhuǎn)換速度慢但精度高輸入阻抗高可自動調(diào)零具有超量程信號全部輸出的ttl電平信號兼容作為電子秤系統(tǒng)對ad轉(zhuǎn)換的速度要求不高而且icl7135的轉(zhuǎn)換精度足以滿足系統(tǒng)的誤差要求人機交互部分的鍵盤在系統(tǒng)中可以輸入數(shù)字和已經(jīng)固定的控制命令等在這次設(shè)計中我們采用了廣州周立功單片機公司生產(chǎn)的專用鍵盤控制芯片zlg7289并且擴展了其中的64個鍵盤供系統(tǒng)使用顯示用的lcd我們根據(jù)要求選用了字符點陣式液晶顯示器ocm4x8c可以一次滿屏幕顯示4行8列的

46、32個中文字符或4行16列的英文字符滿足電子秤在稱物時的購物清單顯示要求系統(tǒng)硬件的結(jié)構(gòu)框圖如下所示部分不包括系統(tǒng)電源部分圖212 系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)框圖第三章 系統(tǒng)硬件設(shè)計根據(jù)設(shè)計要求以及系統(tǒng)所需要實現(xiàn)的功能在設(shè)計系統(tǒng)時可以分成以下幾個部分單片機控制模塊前端信號采集處理轉(zhuǎn)換模塊人機接口界面以及系統(tǒng)電源部分為實現(xiàn)系統(tǒng)超量程與欠量程的報警功能還擴展了報警電路31 基于at89s52的主控電路com紹1芯片at89s52 at89s52單片機是atmel公司新近推出的高檔型at89s系列單片機中的增強型產(chǎn)品atmel公司是美國20世紀(jì)80年代中期成立并發(fā)展起來的半導(dǎo)體公司該公司的技術(shù)優(yōu)勢在于推出flash

47、存儲器技術(shù)和高質(zhì)量高可靠性的生產(chǎn)技術(shù)它率先將獨特的flash存儲技術(shù)注入于單片機產(chǎn)品中其推出的at89系列單片機在世界電子技術(shù)行業(yè)中引起了極大的反響在國內(nèi)也受到廣大用戶歡迎at89s52是一個低功耗高性能cmos 8位單片機片內(nèi)含8k bytes isp in-system programmable 的可反復(fù)擦寫1000次的flash只讀程序存儲器器件采用atmel公司的高密度非易失性存儲技術(shù)制造兼容標(biāo)準(zhǔn)mcs-51指令系統(tǒng)及80c51引腳結(jié)構(gòu)芯片內(nèi)集成了通用8位中央處理器和isp flash存儲單元功能強大的微型計算機的at89s52可為許多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高性價比的解決方案at89s

48、52具有如下特點40個引腳8k bytes flash片內(nèi)程序存儲器256 bytes的隨機存取數(shù)據(jù)存儲器ram32個外部雙向輸入輸出io口5個中斷優(yōu)先級2層中斷嵌套中斷個16位可編程定時計數(shù)器2個全雙工串行通信口看門狗wdt電路片內(nèi)時鐘振蕩器此外at89s52設(shè)計和配置了振蕩頻率可為0hz并可通過軟件設(shè)置省電模式空閑模式下cpu暫停工作而ram定時計數(shù)器串行口外中斷系統(tǒng)可繼續(xù)工作掉電模式凍結(jié)振蕩器而保存ram的數(shù)據(jù)停止芯片其它功能直至外中斷激活或硬件復(fù)位同時該芯片還具有pdiptqfp和plcc等三種封裝形式以適應(yīng)不同產(chǎn)品的需求主要功能特性 兼容mcs-51指令系統(tǒng) 8k可反復(fù)擦寫 1000

49、次isp flash rom 32個雙向io口 45-55v工作電壓 3個16位可編程定時計數(shù)器 時鐘頻率0-33mhz 全雙工uart串行中斷口線 256x8bit內(nèi)部ram 2個外部中斷源 低功耗空閑和省電模式 中斷喚醒省電模式 3級加密位 看門狗wdt電路 軟件設(shè)置空閑和省電功能 靈活的isp字節(jié)和分頁編程 雙數(shù)據(jù)寄存器指針vccgnd 電源接地引腳port 0p0p0還可以用作總線方式下的地址數(shù)據(jù)復(fù)用管腳用來操作外部存儲器在這種工作模式下p0口具有內(nèi)部上拉作用對內(nèi)部flash程序存儲器編程時接收指令字節(jié)校驗程序輸出指令字節(jié)時要求外接上拉電阻port 1p1是一個帶有內(nèi)部上拉電阻的8位雙

50、向i0端口輸出時可驅(qū)動4個ttl端口置1時內(nèi)部上拉電阻將端口拉到高電平作輸入用 另外p10p11 p10t2 和觸發(fā)輸入 p11t2ex 對內(nèi)部flash程序存儲器編程時接收低8位地址信息port 2 p2i0端口輸出時可驅(qū)動4個ttl端口置1時內(nèi)部上拉電阻將端口拉到高電平作輸入用 p2口在存取外部存儲器時可作為高位地址輸出內(nèi)部flash程序存儲器編程時接收高8位地址和控制信息 port 3 p3i0端口輸出時可驅(qū)動4個ttl端口置1時內(nèi)部上拉電阻將端口拉到高電平作輸入用 p3引腳功能復(fù)用見下表 表32 p3引腳功能復(fù)用p30 串行通訊輸入 rxd p31串行通訊輸出 txd p32外部中斷0

51、 int0 p33外部中斷1 int1 p34 定時器0輸入 t0 p35定時器1輸入 t1 p36 外部數(shù)據(jù)存儲器寫選通wr p37外部數(shù)據(jù)存儲器寫選通rd rstrom的00h處開始運行程序xtal1xtal2 xtal2則是輸出端使用外部振蕩器時外部振蕩信號應(yīng)直接加到xtal1而xtal2懸空內(nèi)部方式時時鐘發(fā)生器對振蕩脈沖二分頻如晶振為12mhz時鐘頻率就為6mhz晶振的頻率可以在1mhz至24mhz內(nèi)選擇電容取30pf左右aleprog訪問外部存儲器時ale 地址鎖存允許 的輸出用于鎖存地址的低位字節(jié)即使不訪問外部存儲器ale端仍以不變的頻率輸出脈沖信號 此頻率是振蕩器頻率的16 在訪

52、問外部數(shù)據(jù)存儲器時出現(xiàn)一個ale脈沖 psen該引腳是外部程序存儲器的選通信號輸出端當(dāng)at89s52由外部程序存儲器取指令或常數(shù)時每個機器周期輸出2個脈沖即兩次有效但訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時將不會有脈沖輸出eavppat89s52只訪問外部程序存儲器 地址為0000h-ffffh 這時該引腳必須保持低電平 2芯片74ls373鎖存器是具有保存功能的芯片常用于通過一些引線傳送信號時保存記憶這些引線上在時鐘作用前一時刻出現(xiàn)的地址信息這種保存地址信息的鎖存器稱為地址鎖存器74ls373是典型的鎖存器芯片它是三態(tài)輸出的八位鎖存器芯片內(nèi)含八個d型觸發(fā)器其集成電路引腳如下圖圖32 74ls373的引腳圖表33

53、 74ls373功能表輸出控制 時鐘端cp數(shù)據(jù)輸入d三態(tài)輸出 0111010000 1高阻態(tài)當(dāng)時鐘端cp 1高電平時q 端輸出將隨數(shù)據(jù)輸入d而變當(dāng)cp 0低電平時d觸發(fā)器輸出將鎖存已建立的電平當(dāng)輸出控制端e 0低電平時將使八個輸出處于正常工作狀態(tài)高電平或低電平輸出當(dāng)e 1高電平時將使鎖存器輸出處于高阻狀態(tài)從而不多總線加載即不會影響總線上的數(shù)據(jù)輸出控制端不影響觸發(fā)器的內(nèi)部鎖存功能即已有的鎖存數(shù)據(jù)仍然保留甚至當(dāng)輸出被關(guān)閉新的數(shù)據(jù)也可被置入芯片62256隨機存取存儲器簡稱ram random access memory 使用ram時既能從任一指定地址讀取取出數(shù)據(jù)也能寫入存入數(shù)據(jù)所以又叫讀寫存儲器它讀

54、寫方便但一旦斷電所存儲的數(shù)據(jù)也隨即丟失因此不利于數(shù)據(jù)的長期保存數(shù)據(jù)存儲器用于存儲數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)采集的原始數(shù)據(jù)運算結(jié)果等所以外部數(shù)據(jù)存儲器能隨機讀寫62256的引腳符號功能如下表34 62256功能表引腳符號功能a0a14地址輸入線d0d7雙向三態(tài)數(shù)據(jù)線片選信號輸入線低電平有效讀選通信號輸入線寫選通信號輸入線工作電源5vgnd線路接地com 主控電路 p1口和p20p26p1口作為低地址線和數(shù)據(jù)總線復(fù)用p20com2256的片選控制總線ale接鎖存器74ls373的使能端com部數(shù)據(jù)存儲器寫讀選通信號輸出端分別接62256的we和oe端主控電路圖如下 圖33 主控電路圖32 基于icl7135的前端信號處理電路com 芯片介紹1l-psiii型稱重傳感器l-ps型鋁制稱重傳感器為雙孔懸臂梁形式是電子計價秤的專用產(chǎn)