基于單片機的智能微型稱重裝置設(shè)計和實現(xiàn) 電氣自動化專業(yè)

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1、基于單片機的智能微型稱重裝置設(shè)計 摘 要 壓力是工業(yè)生產(chǎn)過程中經(jīng)常要涉及到的一個重要參數(shù)，對壓力的研究在生產(chǎn)中和設(shè)備安全運作中十分重要，實現(xiàn)最基本的智能化檢測對生產(chǎn)具有極重要的意義。本文主要設(shè)計的是基于單片機原理的智能微型稱重裝置，替代了傳統(tǒng)的杠桿原理的桿秤，運用現(xiàn)代化科技與技術(shù)對壓力進行測量，采用專業(yè)的壓力傳感器來進行檢測，只要壓力發(fā)生變化，傳感器就會感應(yīng)到壓力的變化，從而進行信號的轉(zhuǎn)變，再經(jīng)由HX711模數(shù)轉(zhuǎn)換器和集成運算放大電路對信號進行處理，再經(jīng)由控制中心STC89C51單片機進行系統(tǒng)處理，由LED數(shù)碼管顯示壓力系數(shù)，從而達到對重物進行測量的目的。最終將軟件下載到硬件上進行調(diào)試安裝

2、顯示出數(shù)據(jù)。 關(guān)鍵詞：傳感器；HX711；STC89C51；LED數(shù)碼管 Abstract Pressure is one of the most important parameters in industrial production. It is very important to study the pressure in the safe operation of production and equipment. In this paper the design of intelligent micro weighing device for single chip mic

3、rocomputer based on the principle of replacing the traditional steelyard lever principle, the pressure measurement of the use of modern science and technology, mainly by pressure sensor quality information is measured, the sensor receives the fine micro pressure changes into electrical signal, and t

4、hen through the HX711A/D converter and the integrated operational amplifier circuit for signal processing, and then through the STC89C51 SCM system belongs to the control center, through the LED digital display pressure coefficient, so as to achieve the purpose of weight measurement. Finally, the so

5、ftware is downloaded to the hardware to be debugged and installed. Keywords: sensors, HX711, STC89C51, LED digital tube 目 錄 TOC \o "1-3" \h \z \u 摘 要 I 第一章 緒論 1 1.1 稱重裝置的發(fā)展及歷史 1 1.2 電子秤的實用性 1 1.3 電子秤的發(fā)展 1 第二章 主體設(shè)計 2 第三章 壓力檢測系統(tǒng)的硬件設(shè)計 3 3.1 數(shù)據(jù)采集及稱重裝置 3 3.2 稱重傳感器的轉(zhuǎn)換方式 3 3.3 金屬應(yīng)變片的要求 4 3.4 電

6、橋平衡 4 3.5 非線性誤差及溫度補償 6 3.6 信號放大電路 7 第四章 硬件分析 8 4.1 HX711系統(tǒng) 8 4.2 單片機 9 4.2.1 STC89C52單片機簡介 9 4.2.2 主要特性 11 4.3 系統(tǒng)顯示器選擇 11 4.3.1 方案一 數(shù)碼管顯示 11 4.3.2 方案二 LCD字符液晶顯示 12 4.4 實物焊接 13 第五章 總結(jié) 13 參考文獻 15 附錄A 16 附錄B程序 16 致謝 26 第一章 緒論 1.1 稱重裝置的發(fā)展及歷史 稱重作為一種計量方式，已經(jīng)有幾千年的歷史，稱重器具作為人們?nèi)粘Ｉa(chǎn)生活的一件必不可少的

7、生活必需品，主要應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)、交通運輸、科學(xué)研究研發(fā)、生產(chǎn)生活等領(lǐng)域。稱重裝置作為衡量儀器，同樣的也在工業(yè)和商業(yè)中運用十分重要。它最大的優(yōu)點就是工作效率得到大大的提升。能夠控制材料損耗的程度，而且產(chǎn)品質(zhì)量也會得到提升。稱重裝置與生活密不可分，對于生活作用巨大。 自秦始皇統(tǒng)一度量衡開始，使得度量器具有了一個一個標準，傳統(tǒng)的稱量基本采用的是簡單的杠桿原理。但是當今世界科技飛速發(fā)展，傳統(tǒng)的稱重設(shè)備以及不足以滿足人們?nèi)粘Ｉ钚枰?，上個世紀五十年代，制造業(yè)由于電子技術(shù)的發(fā)展得到了較快的發(fā)展。在過去的幾年里，出現(xiàn)了機械和電氣設(shè)備的組合，在過去的50年里得到了發(fā)展和完善，電子器具從最初的簡單機械到現(xiàn)如今

8、的數(shù)字化，電子化的轉(zhuǎn)變，電子秤的發(fā)明，很大程度改變了人們的工作方式與生活需求，滿足了國內(nèi)與國際市場的需要。 傳統(tǒng)的稱重器具結(jié)構(gòu)相對簡單，但是有的地方一些不法商販總會錯改器具，使得缺乏一個正確合理的度量標準，給人們?nèi)粘Ｉa(chǎn)生活交易帶來一個不公平的體驗，欺騙消費者和買賣雙方。 1.2 電子秤的實用性 為了適合現(xiàn)如今社會發(fā)展和人們?nèi)粘Ｉa(chǎn)要求，電子秤根據(jù)人們需求在不同的使用場合也有相對應(yīng)的型號和規(guī)模。人們在日常生活中只需要量程相對較小的，而在工業(yè)生產(chǎn)勞作中就需要量程比較大的，而他的規(guī)模也比較龐大。但是不論其規(guī)模大小程度，其操作簡便，使得用戶在使用過程中不需耗費很大的工作強度，工作簡單，只需要鍵

9、盤的顯示器實現(xiàn)人與機器之間的操控的顯示就可以完成對一個物體的測量。這些全歸功于自動化和科技的發(fā)展。 1.3 電子秤的發(fā)展 電子秤已經(jīng)有原來的笨重逐漸向小型化、模塊化、智能化轉(zhuǎn)換極大地簡化了稱重裝置的主體結(jié)構(gòu)，降低了產(chǎn)品設(shè)計成本，并且提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和實用的可靠性能，并且在發(fā)展過程中不斷向其他科學(xué)領(lǐng)域滲透，通過各種技術(shù)去接觸稱重計量，自動控制和產(chǎn)品信息的獲得。并不斷的實現(xiàn)智能化，解放人的大腦和雙手使得生產(chǎn)生活更加簡便快捷，以來滿足現(xiàn)如今的快節(jié)奏生活生產(chǎn)需要。 第二章 主體設(shè)計 根據(jù)設(shè)計要求，本設(shè)計主要基于單片機控制，實現(xiàn)稱重裝置的基本控制功能，其它傳感器，A/D轉(zhuǎn)換器，鍵盤輸入輸出和顯

10、示元件等無明確要求，但是最終設(shè)計需要符合測量精度高，體積小巧，方便計算計價的要求。整個系統(tǒng)由4個部分組成的,如下所示：壓力采集模塊、AD轉(zhuǎn)換模塊、單片機控制模塊、顯示模塊。如圖1所示。 數(shù)據(jù)采集也就是采集壓力信號，指使用稱重傳感器獲得所稱設(shè)備信息的重量，并將壓力的變化轉(zhuǎn)化為電信號的變化，因為這個變化有可能非常的微弱，所以，先利用HX711數(shù)模轉(zhuǎn)換將模擬量轉(zhuǎn)化為數(shù)字量，在進行128倍放大，然后送入微控制器，單片機進行計算與轉(zhuǎn)換，并將結(jié)果顯示出來。 圖2-1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖 第三章 壓力檢測系統(tǒng)的硬件設(shè)計 3.1 數(shù)據(jù)采集及稱重裝置 傳感器的本質(zhì)其實就是進行信號轉(zhuǎn)換，是力信號轉(zhuǎn)電信號，其中

11、最主要的元件有2個部分，一是敏感元件，二是轉(zhuǎn)換元件，其中敏感元件是通過感受力的變化，從而使得應(yīng)變片發(fā)生形變，然后將其轉(zhuǎn)換成電阻組織轉(zhuǎn)型，然后由轉(zhuǎn)換電路按照相應(yīng)比例的電阻轉(zhuǎn)換為相應(yīng)電流或電壓的電信號，完成信號之間的轉(zhuǎn)換。 3.2 稱重傳感器的轉(zhuǎn)換方式 電子秤采用電阻應(yīng)變式稱重傳感器作為物體質(zhì)量信號-電信號的轉(zhuǎn)換器。在市場上，已經(jīng)廣泛的在使用電阻應(yīng)變傳感器的，而且其技術(shù)也是發(fā)展最成熟的，使用電阻應(yīng)變儀變形，導(dǎo)致電阻變化，電阻應(yīng)變儀的工作原理附著在被測物體的表面，根據(jù)應(yīng)變計的工作原理，導(dǎo)體受到外部變形，電阻值變化，在物理學(xué)中我們知道電阻計算公式為：R =ρL/ S，其中：L的含義就是物體長度，S

12、的含義是物體的橫截面積，比例系數(shù)ρ稱之為物體的電阻系數(shù)或是電阻率。 由上式可知當電阻絲兩端當存在機械應(yīng)力F時，ρ、L、S都會發(fā)生相應(yīng)的改變從而電阻隨之改變。當外力F慢慢的變大的時候，L，S，R，相反，當F慢慢的變小的時候，L，S，R。 電阻應(yīng)變片的構(gòu)成主要有4個部分，分別如下： （1）敏感柵（2）覆蓋層（3）基層（4）引線 在這個4個部分當中，敏感柵是最重要的。它是和絕緣基片進行粘一起，如圖 3-1所示 。 圖 3-1　電阻應(yīng)變片的結(jié)構(gòu) 3.3 金屬應(yīng)變片的要求 1.靈敏度系數(shù)大，且在相當大的范圍內(nèi)保持在一個恒定值。 2.ρ值大，在物體長度，橫截面積相同時有較大的阻值 3.電

13、阻溫度系數(shù)小，避免溫度變化影響阻值。 4.和銅線一起焊接的時候性能要好，跟其余金屬接觸時候，要保證其電勢要小。 5.機械強度高，具有良好的機械加工性能。 3.4 電橋平衡 電阻應(yīng)變計是把機械應(yīng)變信號變?yōu)棣/ R。因為應(yīng)變量非常的小，而且其對應(yīng)的電阻變化也很小，因此難以進行準確地測量。所以必須要采用用轉(zhuǎn)換電路，因為轉(zhuǎn)換電路能夠?qū)?yīng)變儀ΔR/ R變化的電壓和電流。其轉(zhuǎn)換電路通常為平衡差動圖3-2為一直流供電的平衡電阻電橋，接直流電源E： 如果把一個無窮大的電阻放在電橋輸出端，這時候我們可以把輸出端當做開路，這時候直流電橋不能夠輸出電流，只有電壓輸出，所以樣的情況我們就把它稱作為電壓橋。

14、 = （3.1） 當滿足前提R1R3=R2R4時，即 （3.2） =0，即電橋平衡。式（3.2）稱平衡條件。 使電橋平衡應(yīng)在用應(yīng)變片測量電橋在測量前，使得應(yīng)變片感受的應(yīng)變所引發(fā)的電阻改變來影響測量的電橋輸出電壓。 若差動工作，即R1=R-△R,R2=R+△R,R3=R-△R，R4=R+△R,按式（3.1），則電橋輸出為 (3.3) 3.5 非線性誤差及溫度補償 應(yīng)變計參數(shù)之間的線性關(guān)系非常小，當△R<＜R1時，如果應(yīng)變計壓力過大，橋應(yīng)變輸出電壓之間呈非線性關(guān)系，因此，我們一定要精確的測量系統(tǒng)的線性誤差，從而系統(tǒng)的輸出靈敏度得以提升。 U U (a)半橋差動電路 （b） 全

15、橋差動電路 圖3-3（a）為半橋差動電路，適用于傳感器。當應(yīng)變片粘貼之后，主要注意的是兩個應(yīng)變片要分別受壓和受拉，絕不能有2個同時受壓的情況發(fā)生，而且2個同時受拉的現(xiàn)象也不能存在，而且還要維持不一樣的應(yīng)變符號，在工作的時候，在電橋的相鄰兩臂分布貼上應(yīng)變片。當電橋在最初的時間是平衡的，并且是相等的臂橋，半橋差分電路的輸出電壓時，考慮到ΔR1=ΔR1 ，R1=R2 ，R3=R4則有 （3.4） 通過上面的分析，我們可以知道，半橋差分電路的優(yōu)點就是使非線性誤差得以去除，而且電橋的輸出靈敏度也得到了一定的提升，除此之外，還有一個比較好的作用是能夠溫度補償。 如果按照2.4（b）為全橋差動電路所

16、示，考慮到ΔR1=ΔR2=ΔR3=ΔR4，且R1=R2=R3=R4 全橋差動電路的輸出電壓為 （3.5） 我們可以發(fā)現(xiàn)，就電壓靈敏度方面，全橋比單臂高4倍，線性誤差也解除。此電路也得到廣泛應(yīng)用。 電阻應(yīng)變片的溫度誤差及補償 溫度是能夠影響測量時的誤差大小的，這種誤差我們在學(xué)術(shù)上較為應(yīng)變片溫度誤差，應(yīng)變片的溫度誤差受到許多因素的影響，如下所示： （1）電阻溫度系數(shù)（2）試件材料（3）電阻絲材料（4）膨脹系數(shù) 電橋補償是最常用的、效果較好的線路補償方法，如圖3-4 圖3-4 電橋補償電路 3.6 信號放大電路 儀表放大器是一種精準的差分電壓放大器，它來自運算放大器，但優(yōu)于運算放

17、大器，具有高輸入阻抗，低噪聲，高共模抑制比，低失調(diào)漂移增益，低線性誤差，靈活的設(shè)置和易用性特點，使其廣泛應(yīng)用于傳感器信號放大，數(shù)據(jù)采集，精密電子設(shè)備，醫(yī)療設(shè)備等[6]。電子秤儀表放大器結(jié)構(gòu)如圖3-5所示，第一級由A1，A2，用于高阻抗相位輸入和結(jié)構(gòu)對稱，使電路漂移和偏移偏移第二級由A3差分放大電路組成，還具有非常高的輸入阻抗，共模抑制比，前者匹配。電阻R1 = R2，R3 = R4，R5 = R6，調(diào)整RG的電阻值，可以調(diào)整放大倍率，A1和A2可以增加零電位器VR1和VR2。 1.運放儀表放大器原理為，電路原理圖如圖3-5所示 圖3-5 儀表放大原理圖 2.理論計算 計算理論依據(jù)“虛短

18、”、“虛斷”。 3.仿真測量 （1）在本實驗中，取U?i1?=100mV、1kHz正弦波，Ui2=50mV、1kHz正弦波，即，其他參數(shù)如原理圖要求所示，設(shè)計的仿真測量圖如圖3-6 圖3-6 儀表放大仿真圖 （2）仿真測量結(jié)果 I.測量UO1-UO2與Ui1-Ui2的關(guān)系 圖3-7 儀表放大輸入輸出關(guān)系 圖3-7中，藍色線為Ui1-Ui2輸入，紅色線為UO1-UO2輸出，由圖知，輸入與輸出極性相同，為同相放大 UO1-UO2有效值測量如下 圖3-8 U01-U02測量 即UO1-UO2=150mV=3 Ui1-Ui2，所以此時放大倍數(shù)為3。 II. 測量UO與UO1-UO

19、2的關(guān)系 圖3-９?。眨芭c U01-U02關(guān)系 由圖3-９知，藍色線為UO1-UO2輸入，紅色線為UO輸出，UO與UO1-UO2幅值相同，相位相反，U3為差分運算電路，當RF=R時，放大倍數(shù)為1，可認為是反相器。 3-９?。眨芭c U01-U02關(guān)系 圖３－９中，深黃線為輸入，淺黃線為輸出，說明：輸出與輸入相位差180°，即極性相反 b.萬用表測輸出有效值 圖八 由此得, （3）結(jié)論 綜合以上仿真結(jié)果得出結(jié)論，輸出與輸入極性相反，而且與輸入成比例。 所以，，與理論計算完全吻合。 第四章 硬件分析 4.1 HX711系統(tǒng) HX711A/D轉(zhuǎn)換器芯片有24位，對其進行全面的

20、，仔細的設(shè)計是因為高精度電子秤的需要。和普通的類型芯片比較，HX711A/D是有很多優(yōu)點，如集成度高\響應(yīng)速度快以及抗干擾能力強。它是一款專用的 它所有控制信號由管腳驅(qū)動， 輸入選擇開關(guān)可任意選取通道A或通道B，通道A的增益為128或64，通道B的增益為64。芯片內(nèi)提供的穩(wěn)壓電源可以直接向外部傳感器和芯片內(nèi)的A/D轉(zhuǎn)換器提供電源，芯片內(nèi)的時鐘振蕩器不需要任何外接部件。該芯片內(nèi)部輸入通道和增益選擇如表1所示。 表1 輸入通道和增益選擇 PD-SCK 輸入通道 增益 25 A 128 26 B 32 27 A 64 圖4-1 HX711模塊 進行信號采集、放大與AD轉(zhuǎn)換時，硬件連接參

21、考HX711引腳說明，圖3所示自制壓力傳感器有四根引線分別標 識為紅色、黑色、白色和綠色。其中分別連接圖4的E+、E-、A-和A+，B通道沒有用，將其接地。PD-SCK的輸入時鐘脈沖個數(shù)不應(yīng)少于25個或者多于27個，否則串口通訊錯誤。 HX711典型應(yīng)用電路如圖4-2所示。 圖4-2 HX711典型應(yīng)用 4.2 單片機 單片機作為系統(tǒng)主要控制部分，我們在選擇時需要在市場能夠提供足夠的器件供我們選擇和正常的生產(chǎn)需要。我們選擇的單片機必須資源充足，性能穩(wěn)靠。應(yīng)根據(jù)實際情況需求結(jié)合單片機性能來選擇最便捷的實現(xiàn)技術(shù)要求而且還要較高的性價比。它還應(yīng)考慮硬件和軟件設(shè)計的方便性，對應(yīng)于工作量大小和開

22、發(fā)工具的可行性，并且需要聯(lián)系實際系統(tǒng)的設(shè)計工作才能完成。在這里我選用的是STC89C51 4.2.1 STC89C52單片機簡介 在這個設(shè)計當中，主要的控制模塊是STC89C52型單片機，該單片機的優(yōu)點是消耗的能量低、高速抗干擾。很傳統(tǒng)的8051相比，STC89C52做了許多方面的改進，具有了一些新的功能，而且對51型單片機的指令代碼都是所能夠兼容的。其編程采用Flash，在編程時不需要專門的編程器，而且編程簡單，適用于初學(xué)者。圖4-3為STC89C52的實物圖。 圖4-3 STC89C52實物圖 STC單片機產(chǎn)品種類非常多，STC單片機按其性能要求和運行速度的差異，分為不同系列的產(chǎn)品

23、。依據(jù)運行速度的不一樣，可以分為12T/6T和1T系列。而使用廣泛的51系列單片機AT89C52就是12T的，其一個機器周期等于12個時鐘周期。不同系列單片機的差別主要在于片內(nèi)資源數(shù)目上的多少。當我們在選擇單片機的時候，要根據(jù)我們不一樣的需求選擇適合我們需求的單片機，即“單片機功能或數(shù)量要略大于設(shè)計需求”，“設(shè)計要求盡量使用單片機完成，少用其他器件”，“保證性能要求的前提下，盡量選擇低成本的”，“要選擇知名廠家，不要選用小廠商”，以確保單片機系統(tǒng)的高可靠性和高性價比。而我們在本次設(shè)計選擇使用STC89C52。如圖4-4是STC89C52的管腳分布圖 圖4-4 STC89C52單片機的結(jié)構(gòu)示意

24、圖 4.2.2 主要特性 STC89C52與MCS-51 兼容 、4K字節(jié)可編程閃爍存儲器 、壽命：1000寫/擦循環(huán)全靜態(tài)128*8位內(nèi)部RAM、32可編程I/O線、兩個16位定時器/計數(shù)器、5個中斷源 低功耗的閑置和掉電模式、片內(nèi)振蕩器和時鐘電路 4.3 系統(tǒng)顯示器選擇 采用4×4矩陣鍵盤顯示0-9數(shù)字、小數(shù)點和功能鍵，功能鍵包括“確認計算”、“清零”、“累加”和“去皮”。測量之前，按清零鍵，使重量和價格回零。然后輸入單價，按下“確認計算”鍵，開始計算。當結(jié)算結(jié)果超出設(shè)置定義量程范圍時，外部蜂鳴器和發(fā)光二極管指示燈實現(xiàn)超量程報警。 顯示電路采用LCD12864液晶顯示當前的實時

25、稱重結(jié)果。打開電源，顯示屏顯示電子秤初始化界面，此時單價和重量為0，金額為空。通過數(shù)字鍵輸入單價，完成后按下“確認計算”鍵，得到實際的稱重結(jié)果。 5 軟件設(shè)計 根據(jù)HX711AD轉(zhuǎn)換結(jié)果和被測物體重量之間的關(guān)系，編寫該電子秤的輸出函數(shù)，實測的50g 范圍內(nèi)砝碼值和AD轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)的關(guān)系曲線如圖5-1。 圖5-1砝碼質(zhì)量與AD轉(zhuǎn)換關(guān)系曲線 用MATLAB軟件對該組數(shù)據(jù)進行擬合，從而求出被測砝碼重量（單位：克）與HX711輸出AD數(shù)據(jù)函數(shù)關(guān)系為： y=(x-8.9545)/7.6891 其中，y為被測物體的實際重量（單位：克）,x為LCD12864實時顯示數(shù)據(jù)。 為確保HX711輸出的結(jié)果

26、與實際重量高度一致，在用MATLAB處理數(shù)據(jù)時分段處理，在稱重0-50g、50g-200g、200g-500g的范圍內(nèi)分別求取擬合系數(shù)，這樣反算出的實際重量才盡可能精確。程序采用C語言編寫，編譯環(huán)境使用keil UV3軟件，總體流程如下。 ?? ? ? 開始 初始化 稱重 功能選擇 設(shè)置單價 計算總價 LCD顯示 去皮 累加計算 結(jié)束 ? 圖5-2 系統(tǒng)總流程圖 6 系統(tǒng)測試與分析 6.1系統(tǒng)測試 整個系統(tǒng)大體由電阻應(yīng)變式稱重傳感器電路、放大及AD轉(zhuǎn)換電路、鍵盤顯示電路組成，將各部分電路連接起來，進行整機調(diào)試。將被測物體（測試過程中用砝碼）放入秤盤測量，一方

27、面記錄所加砝碼重量值，另一方面記錄系統(tǒng)運行的稱重結(jié)果，程序中采用分段式數(shù)據(jù)處理。 表2 測量0-50g范圍內(nèi)的重量（單位：克） 砝碼 0 5 10 15 20 測量 0.09 4.8 9.8 15.5 20.0 砝碼 25 30 35 40 45 測量 20.0 30.1 35.1 40.2 45.1 在程序初始化以后，啟動稱重程序，在秤盤里加砝碼，當所加砝碼在0-50g范圍內(nèi)，程序運算的結(jié)果在LCD屏顯示的數(shù)據(jù)如表2所示，從表1可以看出，誤差在0.5g范圍以內(nèi)。 表3 測量50-100g范圍內(nèi)的重量(單位：克) 砝碼 50 60 70 100 140 測量 50.4 60.

28、4 70.8 100.6 139.9 砝碼 190 250 350 450 500 測量 190.5 250.6 351 450.3 499.8 在測量過程中，秤盤所加砝碼在50-500g范圍內(nèi)，程序運算結(jié)果在LCD屏顯示結(jié)果如表3所示，誤差在1g范圍內(nèi)。 7 實物焊接 硬件電路的焊接也是至關(guān)重要的一部分，直接關(guān)系到最后的實物效果，所以焊接電路必須要細心。首先要把元器裝放在板子上，在進行安裝元件的時候要遵循就近原則，比如在集成電路中，某要把元件和管腳進行連接的時候，則必須在管腳附近進行安裝，而且我們還要注意的一點是器件的正負。布局要合理、美觀，盡量簡潔，便于以后在調(diào)試過程中出現(xiàn)問題后

29、檢查電路。兩個點之間的連接可以直接連接，不需要相鄰的銅箔在電路板上的連接，使焊料直接安裝在相鄰的兩個銅箔上，提高了效率信號的輸入和輸出線要短，以減少干擾。元器件裝完后就是布線，布線時不能出現(xiàn)接線的疊加。焊接電子器件的時候，錫焊技術(shù)是一個最好的額選擇方式，而且原件引腳不能有虛焊、短路的現(xiàn)象發(fā)生，對集成電路進行安裝的時候，最好遵循下面的方式：先對地端、輸出端、電源端進行焊接，再對輸入端進行焊接，這樣的話元器件才能夠得到更好的保護。全部焊接完成后再把電路板對照原理圖進行仔細檢查，發(fā)現(xiàn)問題后及時修改。 第五章 總結(jié) 在我選擇到此題目是，給我的第一感覺就是和日常的所熟悉的電子秤很相似，但是需要自己來

30、動手設(shè)計就感覺沒有一絲頭緒，只能從借閱相關(guān)資料，然后對整個設(shè)計有了一個全新的定義，所有的東西都要依靠實踐。通過結(jié)合以前的傳感器原理和單片機，自動控制技術(shù)課本的翻閱，認真熟讀傳感器那一部分，重新對應(yīng)變傳感解讀，并在網(wǎng)上學(xué)習(xí)他人經(jīng)驗，請求老師的幫助，使我能夠完成此次設(shè)計。這也是對我所有大學(xué)課程的一個檢驗，因為運用到了很多的知識。這也是對自己復(fù)習(xí)的機會，當再次拿起課本又是另一種感受和體驗。 在設(shè)計中我們還運用到了新的物件那就是xh711芯片，不僅要對其進行一個全面的了解還要熟悉每個端口的作用，這就需要查閱大量的資料。也是在老師和同學(xué)的幫助下完成了原理圖。這對PROTEL繪圖軟件的掌握是一個極大地考

31、驗，需要有耐心和認真對待，稍有一點馬虎，就需要很長時間去尋找錯誤并更正，最終才得到相應(yīng)的結(jié)果。在實物焊接過程中防止虛焊、漏焊、連焊等情況。 專業(yè)知識必須和軟件知識相結(jié)合，配合使用，軟件方面還有很大的提升空間。雖然花費了很長的時間去學(xué)習(xí)軟件，但是自己也學(xué)習(xí)到了很多額知識，讓我們受益匪淺。 參考文獻 [1]郁有文等.傳感器原理及工程應(yīng)用 [M].4版.西安：西安電子科技大學(xué)出版社，2014. [2]賴壽宏.微型計算機控制技術(shù)[M].北京：1版.機械工業(yè)出版社，1988. [3]楊志忠.數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)[M].2版.北京：高等教育出版社，2009. [4]李廣第等.單片機基礎(chǔ) [M].北

32、京：北京航空航天大學(xué)出版社，2007.6. [5]王兆安等.電力電子技術(shù)[M]. 北京:5版. 機械工業(yè)出版社，2009.5. [6] 蘭羽，盧慶林．儀表放大器在激光外差玻璃測厚系統(tǒng)中的應(yīng)用［J］．國外電子測量技術(shù)，2012，19(9):186－187． [7] 范文兵，李浩亮.數(shù)字電路與邏輯設(shè)計[M].清華大學(xué)出版社；2014,1. [8]于時亮，張友德編著.單片微機控制技術(shù)[M].上海：復(fù)旦大學(xué)出版社，1994. [9]李華主編，MCS-51系列單片機及實用接口技術(shù)[M].北京：北京航天航空大學(xué)出版社，1993. [10]吳勤勤主編,電動控制儀表及裝置[M].上?；瘜W(xué)工業(yè)出版社

33、，1990. [11]王化祥，張淑英,傳感器應(yīng)用及原理[M].天津：天津大學(xué)出版社，1991. [12]杜維,過程檢測技術(shù)及儀表[M].北京:中國電力出版社，1998. [13]張國雄主編.測控電路[M].天津:天津大學(xué)出版社，1996. [14]陳明熒.8051單片機基礎(chǔ)教程[M].北京：科學(xué)出版社，2003. [15]李建忠.單片機原理及應(yīng)用[M].西安：西安電子科技大學(xué)出版社，2003. [16]胡學(xué)軍.單片機與控制技術(shù)[M].北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2004. [17]張國香.電子電路問答[M].北京：機械工業(yè)出版社，2005. [18]崔鳳英.串行A/D

34、在電子稱上的應(yīng)用[J].青島科技大學(xué)，2006. [19]李學(xué)磊.壓力傳感器研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J].山東農(nóng)業(yè)大學(xué)，2001. 附錄A 附錄B程序 #include ＜reg52.h> #define uchar unsigned char #define uint unsigned int #include ＜intrins.h> //數(shù)碼管段選定義 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 uchar code smg_du[]={0x28,0xee,0x32,0xa2,0xe4,0xa1,0x21,0xea,0x20,0xa0, 0x60,0x25,0x39,0x26

35、,0x31,0x71,0xff}; uchar code smg_we[]={0xef,0xdf,0xbf,0x7f}; uchar dis_smg[8] = {0x28,0x28,0x28,0x28}; uchar smg_i = 4; //顯示數(shù)碼管的個位數(shù) sbit beep = P2^3; //蜂鳴器IO口定義 bit flag_lj_en; //按鍵連加使能 bit flag_lj_3_en; uchar key_time,key_value; bit key_500ms ; bit flag_300ms ; uchar menu_1; //菜單設(shè)計的變量 ui

36、nt t_high = 300; //上限報警值 sbit hx711_dout=P2^7; sbit hx711_sck=P2^6; long weight; unsigned long HX711_Buffer = 0; unsigned long Weight_Maopi = 0; uint temp,qi_weight; bit chaozhong_flag; bit leiji_flag; uchar flag_200ms ; #define GapValue 437.0 uint temp,qi_weight; bit chaozhong_flag; bi

37、t leiji_flag; /***********************1ms延時函數(shù)*****************************/ void delay_1ms(uint q) { uint i,j; for(i=0;i= smg_i) i = 0; P1 = 0xff; //消

38、隱 P3 = smg_we[i]; //位選 P1 = dis_smg[i]; //段選 } /*************定時器0初始化程序***************/ void time_init() { EA = 1; //開總中斷 TMOD = 0X01; //定時器0、定時器1工作方式1 ET0 = 1; //開定時器0中斷 TR0 = 1; //允許定時器0定時 } /********************獨立按鍵程序*****************/ uchar key_can; //按鍵值 void key() //獨立按鍵程序 { sta

39、tic uchar key_new; key_can = 20; //按鍵值還原 P2 |= 0x07; if((P2 & 0x07) != 0x07) //按鍵按下 { if(key_500ms == 1) //連加 { key_500ms = 0; key_new = 1; } delay_1ms(1); //按鍵消抖動 if(((P2 & 0x07) != 0x07) && (key_new == 1)) { //確認是按鍵按下 key_new = 0; switch(P2 & 0x07) { case 0x06: key_can = 3; break;

40、 case 0x05: key_can = 2; break; case 0x03: key_can = 1; break; } flag_lj_en = 1; //連加使能 } } else { if(key_new == 0) { key_new = 1; flag_lj_en = 0; //關(guān)閉連加使能 flag_lj_3_en = 0; //關(guān)閉3秒后使能 key_value = 0; //清零 key_time = 0; key_500ms = 0; } } } /****************按鍵處理數(shù)碼管顯示函數(shù)***************

41、/ void key_with() { if(key_can == 1) //設(shè)置鍵 { menu_1 ++; if(menu_1 >= 2) { menu_1 = 0; smg_i = 4; //數(shù)碼管顯示3位 flag_300ms = 1; } } if(menu_1 == 1) //設(shè)置高溫報警 { smg_i = 4; //數(shù)碼管顯示4位 if(key_can == 2) { if(flag_lj_3_en == 0) t_high += 10 ; else t_high += 100; if(t_high > 9990) t_high =

42、 9990; } if(key_can == 3) { if(flag_lj_3_en == 0) t_high -= 10 ; else t_high -= 100; if(t_high <= 10) t_high = 10; } dis_smg[0] = smg_du[t_high / 10 % 10]; dis_smg[1] = smg_du[t_high / 100 % 10] ; dis_smg[2] = smg_du[t_high / 1000 % 10] & 0xdf; dis_smg[3] = 0x64; //H } } /**********

43、******報警函數(shù)***************/ void clock_h_l() { static uchar value; if(weight >= t_high) { value ++; if(value >= 2) { beep = ~beep; //蜂鳴器報警 } } else { beep = 1; } } void Delay__hx711_us(void) { _nop_(); _nop_(); } unsigned long HX711_Read(void) //增益128 { unsigned long count; u

44、nsigned char i; hx711_sck=0; Delay__hx711_us(); hx711_dout=1; while(hx711_dout==0); for(i=0;i<24;i++) { hx711_sck=0; count=count＜＜1; hx711_sck=1; if(hx711_dout) count++; } hx711_sck=1; count=count^0x8000;//下降沿來時，轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù) Delay__hx711_us(); hx711_sck=0; return(count); } void get_weight

45、() //獲取被測物體重量 { weight = HX711_Read(); weight = weight - Weight_Maopi; //獲取凈重 if(weight > 0) { weight = (unsigned int)((float)weight/GapValue); //計算實物的實際重量 } else { weight = 0; } } /****************主函數(shù)***************/ void main() { time_init(); //初始化定時器 while(1) { key(); //按鍵程序 i

46、f(key_can < 10) { key_with(); //設(shè)置報警壓力 } if(flag_300ms == 1) //300ms 處理一次壓力程序 { flag_300ms = 0; get_weight(); //獲取被測物體重量 if(weight ＜= 2) weight = 0; clock_h_l(); //報警函數(shù) if(menu_1 == 0) { smg_i = 4; dis_smg[0] = smg_du[weight % 10]; dis_smg[1] = smg_du[weight / 10 % 10] ; dis_smg[2] =

47、 smg_du[weight / 100 % 10] ; dis_smg[3] = smg_du[weight / 1000 % 10] & 0xdf; } } } } /*************定時器0中斷服務(wù)程序***************/ void time0_int() interrupt 1 { static uchar value; //定時2ms中斷一次 TH0 = 0xf8; TL0 = 0x30; //2ms display(); //數(shù)碼管顯示函數(shù) value++; if(value >= 100) { value = 0; flag_300ms = 1; } if(flag_lj_en == 1) //按下按鍵使能 { key_time ++; if(key_time >= 250) //500ms { key_time = 0; key_500ms = 1; //500ms key_value ++; if(key_value > 3) { key_value = 10; flag_lj_3_en = 1; //3次后1.5秒連加大些 } } } }