传感器与检测技术综合实训报告书--电子称硬件电路设计.doc

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1、成绩：课程设计报告书所属课程名称传感器与检测技术综合课程设计题目电子称硬件电路设计分院机电学院专业、班级学号学生姓名指导教师2013年7月19日目录1课程设计任务书22总体设计方案32.1控制器部分32.2数据采集部分42.2.1传感器的选择42.2.2放大电路选择52.2.3A/D转换器的选择72.2.4键盘处理部分方案论证82.3显示电路部分的选择82.4超量程报警部分选择93电路的硬件设计93.1AT89S52的最小系统电路103.1.1单片机芯片AT89S52介绍103.1.2AT89S52的最小系统电

2、路构成103.2显示电路与AT89S52单片机接口电路设计113.3测量电路123.4数据采集部分电路设计133.5键盘电路与AT89S52单片机接口电路设计153.6报警电路的设计164电路的软件设计164.1主程序设计164.2子程序设计174.2.1A/D转换启动及数据读取程序设计174.2.2显示子程序设计184.2.3键盘输入控制程序的设计184.2.4报警子程序的设计195总结196参考文献20附录21附录1元件清单及其参数21附录2系统总图22附录3电子称主程序23辽东学院1课程设计任务书课程设计

3、题目：电子称硬件电路设计课程设计时间：自2013年7月15日起至2013年7月19日课程设计要求：1.利用单片机实现对所设计的电子秤的各项功能的控制。2.电子秤能够LCD液晶显示出商品的名称、价格，重量、总价等信息。3.电子秤称重范围：0～9.999㎏；重量误差不大于0.005㎏。4.性能稳定、计数要精确，具有校准旋钮，简化电子称的校准操作。5.电子秤能够自动完成商品的价格计算。6.具有溢出声光报警，提示用户纠正操作功能。学生签名：2013年07月19日课程设计评阅意见项目课程设计态度评价10%出勤情况评价10

4、%任务难度、量评价10%创新性评价10%综合设计能力评价20%报告书写规范评价20%答辩20%成绩综合评定等级评阅教师：2013年7月19日2总体设计方案按照本设计功能的要求，本设计大致可分为五个模块：数据采集模块、信号放大模块、模数转换模块、单片机控制模块、人机交换模块。（其中人机交换模块中包括：声光报警、LCD显示、键盘输入）系统设计总体方案框图如图2-1所示。图2-1设计思路框图测量部分是利用称重传感器检测压力信号，得到微弱的电信号（本设计为电压信号），而后经处理电路（如滤波电路，差动放大电路，）处理后，

5、送A/D转换器，将模拟量转化为数字量输出。控制器部分接受来自A/D转换器输出的数字信号，经过复杂的运算，将数字信号转换为物体的实际重量信号，并将其存储到存储单元中。控制器还可以通过对扩展I/O的控制，对键盘进行扫描，而后通过键盘散转程序，对整个系统进行控制。数据显示部分根据需要实现显示功能。2.1控制器部分本设计使用单片机作为系统的主控制器,可以容易地将计算机技术和测量控制技术结合在一起，组成新型的只需要改变软件程序就可以更新换代的“智能化测量控制系统”。这种新型的智能仪表在测量过程自动化、测量结果的数据处理以

6、及功能的多样化方面，都取得了巨大的进展。根据总体方案设计的分析，可以选用带EPROM的单片机，由于应用程序不大，应用程序直接存储在片内，不用在外部扩展存储器，这样电路也可简化。在这里选用ATMEL生产的AT89SXX系列单片机。AT89SXX系列与MCS-51相比有两大优势：第一，片内存储器采用闪速存储器，使程序写入更加方便；第二，提供了更小尺寸的芯片，使整个硬件电路体积更小。此外价格低廉、性能比较稳定的MCPU，具有8K×8ROM、256×8RAM、3个16位定时计数器、4个8位I/O接口。这些配置能够很好地

7、实现本仪器的测量和控制要求。最后我们最终选择了AT89S52这个比较常用的单片机来实现系统的功能要求。AT89S52内部带有8KB的程序存储器，基本上已经能够满足我们的需要。2.2数据采集部分电子秤的数据采集部分主要包括称重传感器、信号放大电路、A/D转换电路及键盘处理方案论证，因此对于这部分的论证主要分四方面。2.2.1传感器的选择传感器属于精密部件，剧烈振动、自由落体、碰撞、过载、过压等都非常容易造成传感器永久损坏或者影响精度和线性。传感器是测量机构最重要的部件，目前常用的有电阻应变是压力传感器和电容式压力

8、传感器、压电式压力传感器。选用是应按照稳定性、精度等级、灵敏度、寿命和安装环境依次作为优先考虑。现比较如下：1.电容式压力传感器稳定性较差，精度和灵敏度高，寿命较短，对环境要求苛刻，不易长距离传输。2.压电式压力传感器稳定性好，精度和灵敏度高，寿命长，但大量程的压力传感器有待进一步研究。3.电阻应变式压力传感器稳定性好，精度和灵敏度较高，寿命较长，对测量环境要求不太严格。电阻应变式压力