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基于單片機和AD574的簡易電子秤的設(shè)計
本文基于單片機和AD574設(shè)計了款簡易電子秤,。電子秤是根據(jù)重力作用測量物體質(zhì)量的裝置，本文在分析測量原理的基礎(chǔ)上,，選擇了比較簡單的51系列單片機作為主控制系統(tǒng),，根據(jù)測量要求設(shè)計了傳感器電路、AD轉(zhuǎn)換電路,、超量程報電路,、顯示電路、按鍵電路等,，根據(jù)硬件電路,，完成了相應(yīng)的軟件設(shè)計。經(jīng)過測試,，該簡易電子秤應(yīng)用簡單,，方便快捷，具有良好的應(yīng)用前景,。
電子秤是種根據(jù)重力作用測量物體質(zhì)量的檢測裝置,，隨著電子技術(shù)的發(fā)展，在國民經(jīng)濟的各個域,，電子秤的應(yīng)用越來越廣泛,，對電子秤的要求也越來越高，本文根據(jù)當(dāng)前電子秤的應(yīng)用情況,，分析采用單片機和AD574設(shè)計款簡易電子秤裝置,，在分析測量原理的基礎(chǔ)上,，選擇了比較簡單的51系列單片機作為主控制系統(tǒng),，根據(jù)測量要求設(shè)計了傳感器電路、AD轉(zhuǎn)換電路,、超量程報電路,、顯示電路、按鍵電路等,，根據(jù)硬件電路,，完成了相應(yīng)的軟件設(shè)計。
1 測量原理
電子秤般由三部分組成,，稱重傳感器,、承重系統(tǒng)、傳力復(fù)位系統(tǒng),。在這個基礎(chǔ)上,，分成了其他的硬件電路子單元，如單片機小系統(tǒng)電路、傳感器電路,、AD轉(zhuǎn)換電路,、超量程報電路、顯示電路,、按鍵電路,、存儲電路等。其測量原理是：將物體放置在承重系統(tǒng)的秤臺上時,，其重量參數(shù)會通過傳感器,，產(chǎn)生壓力-電效應(yīng)，轉(zhuǎn)換為與其重量相對應(yīng)的電信號,，然后通過放大電路將電信號放大并經(jīng)過AD處理,，后將信號輸入給單片機處理，經(jīng)單片機處理后,，將輸入信息顯示在LCD上,。測量的精度般由稱重傳感器決定。
2 硬件電路設(shè)計
2.1 總體設(shè)計框圖
根據(jù)其測量原理,，設(shè)計整體硬件框圖如圖1所示,。主要包含壓力傳感器電路模塊、放大電路模塊,、AD轉(zhuǎn)換模塊,、LCD顯示器模塊、閾值報模塊,、單片機控制系統(tǒng)模塊,。 2.2 傳感器電路設(shè)計
設(shè)計采用SP20C-G501電阻應(yīng)變式傳感器，稱重傳感器由組合式S型梁結(jié)構(gòu)及金屬箔式應(yīng)變計構(gòu)成,，具有過載保護裝置,。過程設(shè)計中采用惠斯登電橋進行電壓采集轉(zhuǎn)換，它能抑制溫度變化的影響,，抑制*力強,，補償方便簡單，因此選用的傳感器精度高,、零漂小,、工作穩(wěn)定等。傳感器原理圖如圖2所示：
其工作原理：用應(yīng)變片測量時,，將其粘貼在彈性體上,。當(dāng)彈性體受力變形時，應(yīng)變片的敏感柵也隨之變形,，其阻值發(fā)生相應(yīng)的變化,，通過轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換為電壓或電流的變化。由于內(nèi)
部線路采用惠更斯電橋，當(dāng)彈性體承受載荷產(chǎn)生變形時,，輸出信號電壓可由下式(1)給出：
[Eout=R2×R4(R2+R4)×△R1R1+△R2R2+△R3R3+△R4R4×Ein] (1)
2.3 AD轉(zhuǎn)換電路設(shè)計
AD574是美國Analog Device公司生產(chǎn)的12位單片A/D轉(zhuǎn)換器,。它采用逐次逼近型的A/D轉(zhuǎn)換器，大轉(zhuǎn)換時間為25us,，轉(zhuǎn)換精度為0.05%,，所以適合于高精度的快速轉(zhuǎn)換采樣系統(tǒng)。芯片內(nèi)部包含微處理器借口邏輯(有三態(tài)輸出緩沖器),，故可直接與各種類型的8位或者16位的微處理器連接,，而無需附加邏輯接口電路，切能與CMOS及TTL電路兼容,。AD574采用28腳雙列直插標準封裝,。
圖3 AD574芯片及與AT89s52的接線圖
2.4 LCD顯示電路設(shè)計
顯示電路采用LCD顯示。其驅(qū)動方式包括靜態(tài)驅(qū)動,、動態(tài)驅(qū)動,。本設(shè)計采用動態(tài)驅(qū)動的方式，電路原理圖如圖4所示,。
2.5 報電路設(shè)計
報電路采用有源蜂鳴器設(shè)計,，只要通電流即可發(fā)聲進行報，在其兩端并聯(lián)個反向的二管,，防止誤報,。
3 程序設(shè)計
根據(jù)硬件原理分析和設(shè)計，軟件同樣分為幾個部分：傳感器信號采集部分,、AD轉(zhuǎn)換部分,、顯示部分和報部分，其中數(shù)據(jù)處理部分為重要,，處理過程同樣比較復(fù)雜,。必須利用單片機的中斷系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，如圖6所示,。
4 結(jié)論
本論文通過對電子秤的稱重原理進行分析,，在此基礎(chǔ)上介紹了硬件設(shè)計和軟件設(shè)計，后完成了本簡易電子秤裝置的設(shè)計,，采用高精度AD轉(zhuǎn)換芯片AD574和實時處理的MCU-AT89C52單片機進行處理，精度高,，操作簡單,，可推廣性強。
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