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電子秤的設計研究

時(shí)間:2017-09-27 05:10:56 來(lái)源:本站 點(diǎn)擊數:619

本文設計的電子稱(chēng)以單片機為主要部件,用C語(yǔ)言進(jìn)行軟件設計,硬件則以雙孔梁,放大系統,A/D 換系統,數碼管顯示系統的五部分組成,通過(guò)電路輸出電壓和標準重量的線(xiàn)性關(guān)系,建立具體的數學(xué)模型,將電壓 量綱(V)轉換成重量綱g)即成為一臺原始的電子稱(chēng),最后將所得的重量通過(guò)數碼管顯示出來(lái)。本文設計的電子秤雖然是一個(gè)極其簡(jiǎn)單的儀器,但是通過(guò)它可以更深入的了解儀器的工作原理以及其優(yōu)異的性能。

0.引言

在我們生活中經(jīng)常都需要測量物體的重量,于是就用到稱(chēng), 但是隨著(zhù)社會(huì )的進(jìn)步,科學(xué)的發(fā)展,我們對其要求操作方便, 易于識別。隨著(zhù)計量技術(shù)和電子技術(shù)的發(fā)展,電子稱(chēng)向提高精 度和降低成本方向發(fā)展的趨勢對低成本,高性能模擬信號處理 器件需求的增加,通過(guò)近年來(lái)電子稱(chēng)產(chǎn)品的發(fā)展情況及國內外 市場(chǎng)的需求,電子稱(chēng)總的發(fā)展趨勢是小型化,模塊化,集成化, 智能化。

1.電子秤發(fā)展研究現狀

近幾年,我國的電子稱(chēng)重系統從最初的機電組合型發(fā)展到 現在的全電子型和數字智能型,電子稱(chēng)重技術(shù)逐漸從靜態(tài)稱(chēng)重 到動(dòng)態(tài)稱(chēng)重發(fā)展,從模擬測量到數字測量發(fā)展,從單參數測量 向多參數測量發(fā)展。在國際上一些發(fā)達國家在電子稱(chēng)重力一面, 特別是在準確性和可靠性等方面有了很大的提高,國外產(chǎn)品的 品種和結構又有創(chuàng )新,技術(shù)功能和應用范圍不斷擴大。

隨著(zhù)信息時(shí)代的到來(lái)在工業(yè)過(guò)程檢測和稱(chēng)重計量與控制系 統中,數字化電子稱(chēng)和數字稱(chēng)重系統的應用越來(lái)越多。作為一 種計量手段,廣泛應用于工農業(yè),科研,交通,內外貿易等各 領(lǐng)域,而且作為工業(yè)控制系統和商業(yè)管理系統的一 個(gè)組成部 ,它起到了縮短作業(yè)時(shí)間,改善操作條件,降低能源和材料 的消耗,提高產(chǎn)品質(zhì)量和加強企業(yè)管理,改善經(jīng)營(yíng)管理等多方 面的作用,稱(chēng)重裝置的應用已經(jīng)遍及到國民經(jīng)濟各領(lǐng)域,取得 了顯著(zhù)的經(jīng)濟效益。

2.電子稱(chēng)設計方案分析

2.1電子秤的設計要求及工作原理

系統分為三大模塊:數據采集模塊,控制模塊,數碼管顯 示模塊。當物體放在秤盤(pán)上時(shí),壓力施給雙孔梁,該雙孔梁發(fā) 生形變,從而使阻抗發(fā)生變化,同時(shí)使激勵電壓發(fā)生變化,輸 出電壓信號通常很小,需要前端信號處理電路進(jìn)行準確性的 放大,輸出一個(gè)變化的模擬信號。模擬信號通過(guò)A/D轉換成 數字信號,轉換成便于處理的數字信號輸出到CPU運算控制。 然后由數碼管顯示出來(lái)。

2.2數據采集部分的方案確定

2.2.1傳感器

現代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,將人類(lèi)社會(huì )帶入了一 1、信息社會(huì ), 在這信息社會(huì ),人們獲取大量的信息,人們的生活主要是依 靠對信息的開(kāi)發(fā)-、傳輸與處理,傳感器在這1、信息的處理過(guò)程 中占有很重要的位置,是感知與獲取信息的窗口,信息的檢測 與離不開(kāi)傳感器,所有科學(xué)研究和生產(chǎn)過(guò)程要獲取的信息都要 通過(guò)傳感器轉換為易傳輸與處理的電信號,因此傳感器在加工 處理信息的過(guò)程中處于十分重要的位置。

2. 2. 2 A/D轉換部分

本次設計的電子稱(chēng)由于是基于STC12C5A60S2控制的, STC12C5A60S2系列單片機ADC由多路選擇開(kāi)關(guān),比較器,逐 次寄存器,10DAC,轉換結果寄存器ADCRESADC RESL )以及 ADC-C0NTR 構成.

3.電子秤硬件設計分析

3.1基于STC12C5A60S2單片機的主控模塊

單片機控制模塊使用的是STC12C5A60S2,使用該芯片很 容易實(shí)現對其他模塊的控制。通過(guò)對單片機STC12C5A60S2寫(xiě) 入程序,可以方便的用軟件來(lái)控制整個(gè)過(guò)程。

3.2數碼管顯示與傳感器系統

本次設計利用數碼管顯示系統將測量物體的質(zhì)量顯示出 來(lái),七段顯示器就是一種典型的編碼輸出實(shí)閩,可顯示0?9 的阿拉伯數字。傳感器系統將測量雙孔梁發(fā)生形變通過(guò)電平傳 給單片機工作。

4.電子秤軟件設計分析

C語(yǔ)言是一種通用的計算機程序設計語(yǔ)言,在國際上非常 流行,它既可以用來(lái)編寫(xiě)計算機的系統程序,也可以用來(lái)編寫(xiě) 一般的應用程序。單片機應用系統更是如此,C語(yǔ)言是當前 最流行的程序設計語(yǔ)言,它像其他高級語(yǔ)言一樣,面向用戶(hù), 面向解題的過(guò)程,編程者不必熟悉具體得及損及內部結構和指 令,C語(yǔ)言又像匯編語(yǔ)言一樣可以對機器硬件進(jìn)行操作。

5.結論

電子儀器的水平隨著(zhù)集成電路和計算機技術(shù)的發(fā)展而不斷 提高,傳統的儀器被現代化智能儀器所取代是社會(huì )發(fā)展的必然 結果,傳感器在信息加工和處理的過(guò)程中起到的作用越來(lái)越大, 因此,應該加強對傳感器的開(kāi)發(fā)利用,為促進(jìn)電子儀器的發(fā)展 提供幫助。