《单片机原理及应用》期末课程设计.doc

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1、《单片机原理及应用》期末课程设计题目：电子秤的设计专业：班级：姓名：学号：指导老师：成绩：(2007.1)目录第一节绪论……………………………………………………….31.1本设计的任务和主要内容…………………………………3第二节硬件电路设计………………………………………………42.1传感器的选择……………………………………………..42.1.1应变式电阻传感器的测量原理………………..42.1.2传感器的分类和选择…………………………..42.2放大电路的设计…………………………………………….52.3采集电路的设计………………

2、…………………………….52.3.1数据采集系统的组成…………………………….52.3.2数据采样保持器………………………………….62.3.3A/D转换器…………………………………………62.4显示电路的设计………………………………………………72.5键盘电路的设计………………………………………………82.6报警电路的设计………………………………………………9第三节软件的设计…………………………………………………….93.1监控程序的设计…………………………………………....93.2数据处理子程序的设计...........

3、....................93.2.1数制转换..................................93.3数据采集子程序的设计……………………………………….103.4数据显示子程序的设计……………………………………….113.5键盘扫描子程序的设计……………………………………….123.6报警子程序的设计…………………………………………….13第四节设计总结…………………………………………………………15参考书籍…………………………………………………………………..16程序附图…………………………

4、…………………………………………17电子秤的设计第一节绪论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。做为重量测量仪器，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

5、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。1.1本设计的任务和主要内容设计的主要内容如下（1）设计一款电子秤，用LED液晶显示器显示被称物体的质量（2）可以设定该

6、秤所称的上限（3）当物体超重时，能自动报警（4）写出详细的实验报告第二节电子秤的硬件设计2.1传感器的选择2.1.1应变式电阻传感器的测量原理。应变式电阻传感器的工作原理：当导体或半导体受到外力作用时，会产生机械变形，从而导致阻值变化。导体与半导体的电阻与电阻率及其几何尺寸有关。当导体受外力作用时，电阻率及几何尺寸的变化会引起电阻的变化。因此，通过测量电阻值的大小，就可以反映外界力的大小。电阻型应变片传感器的测量电路可采用桥式测量电路。桥式测量电路有四个电阻，其中任何一个电阻均可以是应变片。图2.1.1桥式测量电路图如能恰当的选

7、择个桥臂的电阻，可以消除电桥的恒定输出，使输出电压只与应变片的电阻有关。2.1.2传感器的分类和选择应变片式电阻传感器按其测量电路（桥式）可分为单臂式、半桥式、全桥式三种。所谓半桥，即将电桥的四臂接入四应变片。其中：一片受拉，一片受压，另外两应变片不受力。全桥是两片受拉，两片受压，故灵敏度比半桥式的大一倍。本方案采用半桥式传感器。2.2放大电路的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0～5V，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100～200倍，使输出电压为0～5V。由

8、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，故采用三运放结构。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，低噪单端输出和和增益调整方便，适于在传感器电路中应用。如图3-2所示，图中为增益调节电阻，