课程设计报告基于单片机的数字电子称设计
23页1、五邑大学 信息工程学院课 程 设 计 报 告课程名称: 电子系统设计技术 专 业: 通信工程 班 级: AP10059 学 号: AP1005941 姓 名: 张琰 指导教师: 周开利 设计时间: 2012/9/1/2013/1/5 评定成绩: 设计课题题目:_基于单片机的数字电子称设计_一、设计任务与要求1、通过单片机控制设计一个具有显示单价、质量和计算总价等智能数字电子秤。并通过电阻式应变片进行称重测量。2、通过按键可以调整单价、最大称量值,并且能实现去皮处理。3、具有超重自动报警功能。4、附加显示功能二、课题分析与方案选择数字电子秤通过秤量,需要将相关数据以及结果显示出来,所以需要有显示电路。方案一:采用LED数码管显示。LED数码管经过合理的设置可以完成显示被测物质量、单价、总价,以及显示最大称量值的任务,并且经济耐用。同时LED具有高亮度、高刷新率的优点,能提供宽达160度的视角,可以在较远的距离上看清楚。但是它的显示存在信息量少,显示不直观,不易理解,连线复杂等缺点。方案二:采用LCD液晶屏显示。LCD液晶屏具有字符显示的功能,不但可以同时显示被测物质量、单价、总价以及最大
2、称量值,还可以同时显示相应的控制命令、指示符号及单位等,信息量丰富且直观易懂。另外,液晶显示具有功耗低,体积小,质量轻,寿命长,不产生电磁辐射污染等优点。综合比较两者的优缺点,本设计最终采用LCD1602作为显示模块。总体方案设计:综合考虑本次设计要求、现有元器件资源、元器件价格和对元器件的熟悉掌握程度,本次设计选用STC89C52作为CPU控制器,ADC0809作为模数转换器件,LCD1602作为显示器件,再配以其他相关元器件来实现硬件电路的设计。三、 单元电路分析与设计1传感器的设计:(!)使用应变片式的电阻传感器。(2)电阻应变式传感器测量电路设计:由于机械应变一般都很小,要把微小应变引起的微小电阻值的变化测量出来,就需要设计专用的测量电路。常采用桥式测量电路。桥式测量电路如下图所示,它有四个电阻,其中任何一个电阻均可以是应变片,当两组对边的阻值乘积相等(即R8*R10=R9*(RV4+R11)时,电路平衡输出电压为零,当应变片电阻变化0.01(RV4变化1%)时都会有电压输出。本次设计采用一个应变片构成的单臂测量电路,而通过两个应变片可增大一倍的秤量值。图中用(RV4+R11)
3、代替350应变片BF350-3AA (23) N8,U+、U-为输出端。(3)放大电路设计: 传感器输出电压为毫伏级,而A/D转换器所能处理的电压是05V,所以必须在A/D转换器前加入一个前置差动放大电路以实现电压的放大,放大倍数为1001000倍,使输出电压为05V。由于单运放在应用中要求外围电路匹配精度高、增益调整不便、差动输入阻抗低,而三运放结构具有差动输入阻抗高、共膜抑制比高、偏置电流低等优点,且有良好的温度稳定性,低噪声输出和增益调整方便,适于在传感电路中应用。如图所示,采用LM324中的三个运放组成该放大电路。图中R为增益调节电阻,可实现1g级别调整。U1:A,B为两个电压跟随器,U1:C为差分放大器,根据计算公式:可知通过改变外围电阻值即可调整放大倍数,该电路放大倍数为500以上。U+、U-为感应信号信号输入端,OUT为输出端。2.A/D转换电路设计:(1)ADC0809原理简介:ADC0809是采样分辨率为8位的、以逐次逼近原理进行模/数转换的器件。其内部有一个8通道多路开关,它可以根据地址码锁存译码后的信号,只选通8路模拟输入信号中的一个进行A/D转换。ADC0808
4、是ADC0809的简化版本,功能基本相同。一般在硬件仿真时采用ADC0808进行A/D转换,实际使用时采用ADC0809进行A/D转换。(2)A/D转换电路图:ADC0809引脚功能:15和2628(IN0IN7):8路模拟量输入端。 8、14、15和1721:8位数字量输出端。 22(ALE):地址锁存允许信号,输入,高电平有效。 6(START): AD转换启动脉冲输入端,输入一个正脉冲(至少100ns宽)使其启动(脉冲上升沿使0809复位,下降沿启动A/D转换)。 7(EOC): AD转换结束信号,输出,当AD转换结束时,此端输出一个高电平(转换期间一直为低电平)。 9(OE):数据输出允许信号,输入,高电平有效。当AD转换结束时,此端输入一个高电平,才能打开输出三态门,输出数字量。 10(CLK):时钟脉冲输入端。要求时钟频率不高于640KHZ。 12(VREF(+)和16(VREF(-):参考电压输入端 2325(ADDA、ADDB、ADDC):3位地址输入线,用于选通8路模拟输入中的一路。11(Vcc):主电源输入端;13(GND):地。(图中没显示出来)上图中,74HC7
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