機(jī)械設(shè)計(jì)技術(shù)課程設(shè)計(jì)皮帶電子稱重儀

1、 甘 肅 廣 播 電 視 大 學(xué)課 程 設(shè) 計(jì)2006級(jí) 春季機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)本科課程設(shè)計(jì)題目:皮帶電子稱重儀學(xué) 生 姓 名: 學(xué)號(hào): 電 大 分 校: 甘 肅 電 大 亞 盛 分 校 工 作 站: 玉 門 工 作 站 學(xué)生所在單位: 中核四零四總公司第三分公司中核華原鈦白股份有限公司中核四零四總公司第三分公司 指 導(dǎo) 教 師: 甘肅電大開(kāi)放教育_2006_級(jí)（春、秋） 機(jī)械制造專業(yè)（本科）課程設(shè)計(jì)成績(jī)?cè)u(píng)定表分校：亞盛集團(tuán)分校 工作站：酒泉工作站 班級(jí)代號(hào)： 姓名專業(yè)課程名稱設(shè)計(jì)時(shí)間王旭同機(jī)械制造傳感器與測(cè)量技術(shù)2007年10月設(shè)計(jì)題目皮帶電子稱重儀指導(dǎo)教師評(píng)語(yǔ)及評(píng)分簽 字（蓋章）

2、年 月 日設(shè)計(jì)小組評(píng)價(jià)意見(jiàn)及評(píng)分簽 字（蓋章） 年 月 日分校集中實(shí)踐環(huán)節(jié)指導(dǎo)小組意見(jiàn) 簽 字（蓋章） 年 月 日省電大集中實(shí)踐環(huán)節(jié)指導(dǎo)委員會(huì)審核意見(jiàn) 簽 字（蓋章） 年 月 日說(shuō)明：1.答辯小組應(yīng)填寫評(píng)價(jià)意見(jiàn)，小組成員均應(yīng)簽名（蓋章）。答辯小組不應(yīng)少于3人。2.此表附于封面之后。3.此表由分校、工作站自行復(fù)制。目 錄第1章 緒 論11.1 課題研究的意義和目的11.2 課題的功能概述11.3 課題研究的方案2第2章 數(shù)據(jù)采集部分42.1傳感器42.1.1 稱重傳感器42.1.2 速度傳感器52.2 整形電路72.2.1 施密特觸發(fā)器的應(yīng)用72.2.2整形器409382.3初級(jí)放大器8第3章

3、主機(jī)電路及鍵盤，顯示器接口113.1主機(jī)電路113.1.1 8031單片機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)123.1.2 址譯碼74LS138133.1.3鎖存器74LS373143.1.4 EPROM2764153.1.5 RAM6116163.1.6 擴(kuò)展接口8155173.2.1 顯示器的選擇193.2.2 驅(qū)動(dòng)器7407和7406203.3 鍵盤接口電路20第4章 模擬輸入通道224.1 輸入通道邏輯電路224.2 多路轉(zhuǎn)換器CC4051234.3 放大器7605234.4 濾波電路254.4.1 無(wú)源濾波254.4.2 有源濾波254.5 A/D轉(zhuǎn)換器264.5.1 A/D轉(zhuǎn)換器的分類264.5.2 A/D

4、轉(zhuǎn)換器的選擇264.5.3 A/D轉(zhuǎn)換器的應(yīng)用274.6 采樣保持器304.7 緩沖器74LS244314.8 光耦隔離31第5章 模擬輸出通道345.1 模擬輸出通道邏輯電路345.2 U/I轉(zhuǎn)換器AD694345.3 繼電器MOC304136第6章 總體設(shè)計(jì)原理圖376.1 掉電保護(hù)電路376.2 超重報(bào)警電路386.3 調(diào)零電路396.4穩(wěn)壓電源406.5總原理圖40第7章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)437.1 主程序XLIII7.2 鍵盤控制部分447.3 A/D轉(zhuǎn)換部分467.4 通道選擇部分477.5 CED點(diǎn)陣顯示部分XLVII7.6掉電保護(hù)部分497.7超重報(bào)警部分507.8 狀態(tài)指示部分5

5、17.9 雙字節(jié)加法程序52結(jié) 論54參考文獻(xiàn)56內(nèi)容提要近年來(lái)隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的高速增長(zhǎng)和科學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展，傳感器和計(jì)算機(jī)的結(jié)合對(duì)信息和自動(dòng)化技術(shù)起著重要的作用。計(jì)算機(jī)的高速運(yùn)算、智能控制、數(shù)據(jù)處理等功能已廣泛應(yīng)用在各個(gè)領(lǐng)域。傳感器可以提高勞動(dòng)效率、提高產(chǎn)品質(zhì)量、減輕勞動(dòng)強(qiáng)度、可完成人原來(lái)所不能做的工作，促進(jìn)了科學(xué)技術(shù)的發(fā)展。目前，在國(guó)防、航空、交通運(yùn)輸、能源、石油、化工等工業(yè)部門廣泛應(yīng)用。 通過(guò)對(duì)“皮帶電子稱重儀”的設(shè)計(jì)，使我們進(jìn)一步學(xué)習(xí)和掌握電子技術(shù)、單片機(jī)、傳感器、微機(jī)控制技術(shù)、電氣控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)控制技術(shù)等知識(shí)及其綜合應(yīng)用，培養(yǎng)理論聯(lián)系實(shí)際，解決實(shí)際工程問(wèn)題的能力。本系統(tǒng)采用單片機(jī) 80

6、31為控制核心，實(shí)現(xiàn)皮帶電子秤的基本控制功能。系統(tǒng)的硬件部分包括最小系統(tǒng)板、數(shù)據(jù)采集、人機(jī)交互界面三大部分。最小系統(tǒng)部分主要是擴(kuò)展了外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器；數(shù)據(jù)采集部分由壓力傳感器、信號(hào)的前級(jí)處理和 A/D 轉(zhuǎn)換部分組成；人機(jī)界面部分為鍵盤輸入，LED顯示，可以直觀的顯示中文，使用方便。 關(guān)鍵詞 稱重傳感器，A/D轉(zhuǎn)換，單片機(jī)，顯示器，鍵盤第1章 緒 論1.1 課題研究的意義和目的近年來(lái)隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的高速增長(zhǎng)和科學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展，傳感器和計(jì)算機(jī)的結(jié)合對(duì)信息和自動(dòng)化技術(shù)起著重要的作用。計(jì)算機(jī)的高速運(yùn)算、智能控制、數(shù)據(jù)處理等功能已廣泛應(yīng)用在各個(gè)領(lǐng)域。傳感器可以提高勞動(dòng)效率、提高產(chǎn)品質(zhì)量、減輕勞動(dòng)強(qiáng)度、可完成

7、人原來(lái)所不能做的工作、促進(jìn)了科學(xué)技術(shù)的發(fā)展。目前，在國(guó)防、航空、交通運(yùn)輸、能源、石油、化工等工業(yè)部門廣泛應(yīng)用。目前，商用電子計(jì)價(jià)秤的使用非常普及，逐漸會(huì)取代傳統(tǒng)的桿稱和機(jī)械秤。由壓力傳感器制作的電子稱已廣泛地應(yīng)用到各行各業(yè), 特別是隨著微處理機(jī)的出現(xiàn)，工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化程度的不斷提升，壓力傳感器已成為過(guò)程控制中的一種必需的裝置。當(dāng)前，計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)、通信技術(shù)和傳感技術(shù)可以說(shuō)是電子信息技術(shù)的三大主要支柱，它們分別是智能系統(tǒng)的“感官”、“神經(jīng)”和“大腦”。其中，計(jì)算機(jī)和通信技術(shù)發(fā)展相當(dāng)迅速，而傳感技術(shù)發(fā)展有些滯后，因此，我國(guó)和世界各國(guó)都視傳感技術(shù)為現(xiàn)代電子信息技術(shù)的關(guān)鍵技術(shù)之一。傳感器對(duì)于機(jī)械電子

8、工程、控制、測(cè)試、計(jì)量等領(lǐng)域，都是必不可少的獲取信息的關(guān)鍵部件。如果沒(méi)有傳感器檢測(cè)各種信息，那么支撐現(xiàn)代文明的科學(xué)技術(shù)就不能發(fā)展，惟有模仿人腦的計(jì)算機(jī)和作為“電五官”的傳感器的協(xié)調(diào)發(fā)展才能促進(jìn)科學(xué)技術(shù)的飛躍。1.2 課題的功能概述本系統(tǒng)采用單片機(jī) 8031為控制核心，實(shí)現(xiàn)皮帶電子秤的基本控制功能。系統(tǒng)的硬件部分包括最小系統(tǒng)板、數(shù)據(jù)采集、人機(jī)交互界面三大部分。最小系統(tǒng)部分主要是擴(kuò)展了外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器；數(shù)據(jù)采集部分由壓力傳感器、信號(hào)的前級(jí)處理和 A/D 轉(zhuǎn)換部分組成；人機(jī)界面部分為鍵盤輸入，LED顯示，可以直觀的顯示中文，使用方便。電子皮帶秤由智能積算器、稱重變送器、秤架、速度傳感器及稱重傳感器組成

9、。安裝在秤架上的稱重傳感器檢測(cè)皮帶上的物料重量，將重量信號(hào)轉(zhuǎn)換成電量送入稱重變送器，稱重變送器將稱重傳感器輸出的模擬量經(jīng)8位A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為數(shù)字量；速度信號(hào)也由測(cè)速傳感器檢送到稱重變送器轉(zhuǎn)換為數(shù)字量，稱重變送器將上述兩個(gè)物理量進(jìn)行預(yù)處理后通過(guò)電流環(huán)接口送到最遠(yuǎn)可至1000米外的智能積算器。智能積算器把接收到的重量信號(hào)及速度信號(hào)進(jìn)行處理，得到物料的累計(jì)量和瞬時(shí)質(zhì)量。實(shí)現(xiàn)對(duì)散狀物料的連續(xù)、精確計(jì)量以及對(duì)散狀物料的自動(dòng)配料。它廣泛應(yīng)用于冶金，礦山，煤炭，化工，電力以及港口碼頭等行業(yè)。電子皮帶秤對(duì)提高生產(chǎn)效率，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，提高產(chǎn)品質(zhì)量有著不可估量的作用。智能積算器還具有定值輸出，累計(jì)脈沖輸出，打印

10、輸出等功能。積算器中的各種參數(shù)，完成積算器上所有的設(shè)定、校準(zhǔn)及調(diào)整等操作，以實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化的科學(xué)管理及控制。 智能積算器內(nèi)部含有掉電保護(hù)電路，皮帶秤的各種參數(shù)及各種累計(jì)量可長(zhǎng)期保存。1.3 課題研究的方案根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書的要求設(shè)計(jì)出總體框圖，然后將系統(tǒng)分成幾個(gè)模塊單獨(dú)設(shè)計(jì)，最后做出總原理圖。大體上呈總分總的結(jié)構(gòu)。這種方案條理清晰，符合一般人的思維。硬件總體框圖如圖(1)所示：第2章 數(shù)據(jù)采集部分2.1傳感器2.1.1 稱重傳感器 題目要求稱重范圍 100Kg ，重量誤差不大于1Kg ，考慮到秤臺(tái)自重、振動(dòng)和沖擊分量，還要避免超重?fù)p壞傳感器，所以傳感器量程必須大于額定稱重-100g。我選擇的是T81型

11、傳感器，量程 150Kg ，精度為0.5 ，可以滿足本系統(tǒng)的精度要求。用于測(cè)定載荷重量的傳感器主要有輪輻式，彎曲梁式，板環(huán)式和橋式等。T81是彎曲梁式稱重傳感器的一種，它是利用電阻應(yīng)變?cè)順?gòu)成的一種高精度的電轉(zhuǎn)換元件。它采用彎曲梁式結(jié)構(gòu)，4片電阻應(yīng)變計(jì)粘于彈性體上，組成全橋平衡檢測(cè)電路。當(dāng)傳感器受到外加載荷作用時(shí)，彈性體發(fā)生應(yīng)變，橋臂失去平衡，在外界供橋電源作用下，電橋輸出一不平衡直流電壓信號(hào)，該信號(hào)與傳感器所受載荷大小成正比，從而實(shí)現(xiàn)力電轉(zhuǎn)換。其原理如圖(2)所示： T81系列荷重傳感器采用全不銹剛焊接彎曲梁式結(jié)構(gòu)，機(jī)械密封性能好，防腐，防氣體污染。采用高精度的電阻應(yīng)變計(jì)可確保測(cè)量精度。廣泛

12、用于各種工業(yè)流程中的稱重計(jì)量，特別適用于惡劣的工礦場(chǎng)合。 稱重傳感器主要由彈性體、電阻應(yīng)變片電纜線等組成，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(shí)，輸出信號(hào)電壓可由下式給出：2.1.2 速度傳感器 從稱重原理可知，電子皮帶秤所測(cè)量物料的瞬時(shí)流量的大小取決于兩個(gè)參數(shù)，即瞬時(shí)流量等于稱重傳感器測(cè)量的承載器上物料負(fù)荷值q(kg/m)和測(cè)速傳感器測(cè)量的皮帶速度值v(m/s)兩個(gè)參數(shù)相乘所得，即：w(t)=qv 。由此可見(jiàn)，測(cè)速傳感器的測(cè)量精確度和穩(wěn)定性與稱重傳感器的測(cè)量精確度和穩(wěn)定性是同等重要的。目前稱重傳感器的精確度普遍提高到萬(wàn)分之幾，而測(cè)速傳感器的精確度大多在千分之幾，所以提高測(cè)速傳感器

13、精確度是提高電子皮帶秤系統(tǒng)精確度有效的途徑之一。測(cè)速傳感器的脈沖信號(hào)進(jìn)入顯示儀表后，通常以3種方式完成與稱重傳感器信號(hào)的相乘運(yùn)算。第一種方式是測(cè)速脈沖信號(hào)經(jīng)整形、放大后轉(zhuǎn)換成010VDC模擬信號(hào)，并作為稱重傳感器的供橋電壓，在稱重傳感器內(nèi)實(shí)現(xiàn)乘法運(yùn)算；第二種方式是測(cè)速脈沖信號(hào)經(jīng)整形、放大后轉(zhuǎn)換成模擬(或數(shù)字)信號(hào)，與稱重傳感器放大后的模擬(或數(shù)字)信號(hào)在專用的乘法器里進(jìn)行乘法運(yùn)算；第三種方式是測(cè)速脈沖信號(hào)整形后直接作為顯示儀表中累加器的觸發(fā)信號(hào)，每接受一個(gè)測(cè)速脈沖信號(hào)，累加器就對(duì)稱重傳感器的輸入信號(hào)進(jìn)行一次采樣，皮帶速度越快，累加器采樣的次數(shù)越多，采樣值不斷累加，因而以數(shù)字方式實(shí)行了乘法運(yùn)算。

14、電子皮帶秤上所用測(cè)速傳感器目前主要有磁阻脈沖式、光電脈沖式兩類。模擬式測(cè)速發(fā)電機(jī)式測(cè)速傳感器早已不再使用，取而代之的是上述兩種輸出脈沖信號(hào)的數(shù)字式測(cè)速傳感器。 1.磁阻脈沖式測(cè)速傳感器磁阻脈沖式測(cè)速傳感器中，線圈和磁鐵部分都是靜止的，與被測(cè)件連接而運(yùn)動(dòng)的部分是用導(dǎo)磁材料制成的，當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)件轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，改變了磁路的磁阻，因而改變了貫通線圈的磁通，在線圈中產(chǎn)生了感生電勢(shì)。磁阻脈沖式測(cè)速傳感器從結(jié)構(gòu)上看有開(kāi)磁路和閉磁路兩種。 開(kāi)磁路結(jié)構(gòu)如圖(3)所示，在一個(gè)型永久磁鐵上裝有兩個(gè)相互串聯(lián)的感應(yīng)線圈，滾輪與皮帶直接摩擦旋轉(zhuǎn)并帶動(dòng)等分齒輪旋轉(zhuǎn)。當(dāng)?shù)确铸X輪的凸起部分與磁極相對(duì)時(shí)，回路磁通最大，當(dāng)?shù)确铸X輪的凹陷部分與

15、磁極相對(duì)時(shí)，回路磁通最小，感應(yīng)線圈上便感應(yīng)隨磁通變化的感應(yīng)電壓。感應(yīng)電壓變化的頻率f與皮帶速度v成正比。這種測(cè)速傳感器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但輸出信號(hào)幅度小。閉磁路結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖(4)，當(dāng)皮帶運(yùn)行時(shí)，通過(guò)摩擦使?jié)L輪旋轉(zhuǎn)，并帶動(dòng)轉(zhuǎn)子磁杯轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)子磁杯及定子磁杯相對(duì)安裝，其圓周端面上都均勻地銑出多個(gè)齒槽。當(dāng)兩個(gè)磁杯的凸齒相對(duì)時(shí)，磁通最大，當(dāng)兩個(gè)磁杯的凸凹齒相對(duì)時(shí)，磁通最小，從而在線圈中感應(yīng)出隨磁通而變化的感應(yīng)電壓。閉磁路測(cè)速傳感器結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，但密封性能好，輸出信號(hào)幅值大。磁阻脈沖式測(cè)速傳感器用于高轉(zhuǎn)速測(cè)量時(shí)，因磁路磁滯影響，使線圈中感應(yīng)電壓太小而不易測(cè)量。2.光電脈沖式測(cè)速傳感器 光電脈沖式測(cè)速傳感器(見(jiàn)圖5)由裝

16、在輸入軸上的開(kāi)孔圓盤、光源、光敏元件等組成。當(dāng)圓盤轉(zhuǎn)到某一位置時(shí)，由光源發(fā)射的光通過(guò)開(kāi)孔圓盤上的孔照身到光敏元件上，使光敏元件感光，產(chǎn)生一個(gè)電信號(hào)。圓盤上的孔可以是1個(gè)或多個(gè)，取決于設(shè)備要求的脈沖數(shù)。 圖(6)是其應(yīng)用電路.每當(dāng)旋轉(zhuǎn)圓盤旋轉(zhuǎn)至其長(zhǎng)方開(kāi)口與光電開(kāi)關(guān)的透光孔重合時(shí),光敏三極管便通過(guò)電流,使施密特觸發(fā)器CD4093脈沖序列輸出高電平。反之輸出低電平。圓盤不斷的轉(zhuǎn)動(dòng)，CD4093便輸出脈沖序列。測(cè)出脈沖個(gè)數(shù)，便可知圓盤轉(zhuǎn)過(guò)的孔數(shù)，從而可計(jì)算出轉(zhuǎn)角和轉(zhuǎn)速。圖中4093用于整形。2.2 整形電路2.2.1 施密特觸發(fā)器的應(yīng)用施密特觸發(fā)器主要用在波形的變換或整形和幅度鑒別。這里只討論一下波形

17、的整形。通過(guò)同相輸出的施密特觸發(fā)器，可以將幅度變化的正弦波信號(hào)變換或整形成矩形波。在檢測(cè)電機(jī)轉(zhuǎn)速時(shí)，轉(zhuǎn)盤孔經(jīng)過(guò)光電管之間，在接收管J的集電極產(chǎn)生如圖(7)中P1所示的波形，經(jīng)施密特觸發(fā)器整形后，轉(zhuǎn)換成脈沖方波P2，對(duì)P2脈沖在一定時(shí)間內(nèi)進(jìn)行計(jì)數(shù)，即可實(shí)行測(cè)速。2.2.2整形器4093 2.3初級(jí)放大器壓力傳感器輸出的電壓信號(hào)為毫伏級(jí)，所以對(duì)運(yùn)算放大器要求很高。我們考慮可以采用以下幾種方案：方案一：利用普通低溫漂運(yùn)算放大器構(gòu)成多級(jí)放大器。 普通低溫漂運(yùn)算放大器構(gòu)成多級(jí)放大器會(huì)引入大量噪聲。由于 A/D 轉(zhuǎn)換器需要很高的精度，所以幾毫伏的干擾信號(hào)就會(huì)直接影響最后的測(cè)量精度。所以，此方案不宜采用。

18、方案二 : 由高精度低漂移運(yùn)算放大器構(gòu)成差動(dòng)放大器。 差動(dòng)放大器具有高輸入阻抗，增益高的特點(diǎn)，可以利用普通運(yùn)放 ( 如圖(9) OP07) 做成一個(gè)差動(dòng)放大器。電阻 R1 、 R2 電容 C1 、 C2 、 C3 、 C4 用于濾除前級(jí)的噪聲， C1 、 C2 為普通小電容，可以濾除高頻干擾， C3 、 C4 為大的電解電容，主要用于濾除低頻噪聲。優(yōu)點(diǎn)：輸入級(jí)加入射隨放大器，增大了輸入阻抗，中間級(jí)為差動(dòng)放大電路，滑動(dòng)變阻器 R6 可以調(diào)節(jié)輸出零點(diǎn)，最后一級(jí)可以用于微調(diào)放大倍數(shù)，使輸出滿足滿量程要求。輸出級(jí)為反向放大器，所以輸出電阻不是很大，比較符合應(yīng)用要求。 缺點(diǎn)：此電路要求 R3 、 R4

19、相等，誤差將會(huì)影響輸出精度，難度較大。實(shí)際測(cè)量，每一級(jí)運(yùn)放都會(huì)引入較大噪聲。對(duì)精度影響較大。 方案 三 ：采用專用儀表放大器，如： INA126，INA121等。此類芯片內(nèi)部采用差動(dòng)輸入，共模抑制比高，差模輸入阻抗大，增益高，精度也非常好，且外部接口簡(jiǎn)單。 以 INA126為例,接口如圖（10）所示： 放大器增益，通過(guò)改變的大小來(lái)改變放大器的增益?；谝陨戏治觯覀儧Q定采用制作方便而且精度很好的專用儀表放大器 INA126。INA126構(gòu)成的放大器及濾波電路：通過(guò)調(diào)節(jié)RG的阻值來(lái)改變放大倍數(shù)。微弱信號(hào)和被分別放大后從INA126的第6腳輸出。A/D轉(zhuǎn)換器AD1674的輸入電壓變化范圍是0V+2

20、0V，傳感器的輸出電壓信號(hào)在020mv左右，因此放大器的放大倍數(shù)在1000左右，可將接成100的滑動(dòng)變阻器。 第3章 主機(jī)電路及鍵盤，顯示器接口3.1主機(jī)電路主機(jī)電路包括微處理器，存儲(chǔ)器和I/O接口電路。程序存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器容量的大小同儀器數(shù)據(jù)處理和控制功能有關(guān)。本程序存儲(chǔ)器容量為8K（選用一片2764），數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器容量為2K（選用一片6116）。并行I/O接口電路的選用與輸入輸出通道，鍵盤，顯示器的結(jié)構(gòu)和電路形式有關(guān)。圖（12）所示的主機(jī)電路采用全譯碼方式，由3-8譯碼器選通存儲(chǔ)器2764，6116，擴(kuò)展器8155，以及其它接口電路。由于在MCS-8155單片機(jī)中存儲(chǔ)器和I/O口統(tǒng)一編址，

21、故無(wú)需使用兩個(gè)譯碼器。低8位地址信號(hào)由P0口輸出，鎖存在74LS373中，高位地址（P2.0-P2.4）由P2口輸出，直接連至2764和6116的相應(yīng)端。8155用作為鍵盤，顯示器的接口電路。A/D電路的轉(zhuǎn)換結(jié)果直接從8031的P1口輸入。 3.1.1 8031單片機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)MCS-51系列單片機(jī)的最典型產(chǎn)品有內(nèi)部無(wú)ROM的8031，內(nèi)部有4KB字節(jié)掩膜ROM的8051及內(nèi)部有4KB字節(jié)EPROM的8751。這三種型號(hào)的單片機(jī)除內(nèi)部程序存儲(chǔ)器ROM不同外，其它內(nèi)部資源相同。8031單片機(jī)通常有兩種封裝：一種是雙列直插式封裝，一種是方型封裝。本系統(tǒng)8031單片機(jī)采用雙列直插式40引腳封裝結(jié)構(gòu)，如

22、圖(13)所示,其引腳按功能共可分為端口線、電源線和控制線三類。8031單片機(jī)內(nèi)部總體結(jié)構(gòu)按功能可分為8個(gè)組成部分,微處理器(cpu)、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（RAM）、程序存儲(chǔ)器（EPROM/ROM）、特殊功能寄儲(chǔ)器（SFR）、I/O口、串行口、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器及中斷系統(tǒng)是通過(guò)片內(nèi)一總線連接起來(lái)的。8031單片機(jī)振蕩電路如圖（14）所示，XTAL1和XTAL2兩端跨接石英晶體及兩個(gè)微調(diào)電容就構(gòu)成了振蕩器。C1和C2一般取30pF左右，振蕩頻率為6MHz。 8031上電復(fù)位電路如圖（15）所示，在通電瞬間，由于RC的充電過(guò)程，在RET端出現(xiàn)一定寬度的正脈沖，只要該脈沖保持10ms以上，就能使單片機(jī)可靠復(fù)位，

23、當(dāng)采用6MHz時(shí)鐘時(shí)，C取22uF，R1取200，R2取1K便能可靠地上電復(fù)位及手動(dòng)復(fù)位。8031有一個(gè)全雙工串行口，即可以發(fā)，又可以收。發(fā)送通過(guò)P3.1/TXD腳，接收通過(guò)P3.0/RXD腳。本串行口具有接收緩沖器，串行口發(fā)送和接收寄存器都是以SBUF特種功能寄存器的名義進(jìn)行存取的，向SBUF寫入即是向發(fā)送寄存器裝載，讀SBUF即是由接收寄存器取出信息，兩個(gè)寄存器公用一個(gè)地址99F利用串行口進(jìn)行數(shù)據(jù)字符格式和波特率由特種功能寄存器SCON、PCON和完成記數(shù)功能用的TMOD、TH1、TCON決定。3.1.2 址譯碼74LS138譯碼是編碼的反過(guò)程，譯嗎器是將每一組輸入的二進(jìn)制代碼譯成相應(yīng)特定

24、的輸出高低電平信號(hào)的電路。譯碼器有變量譯碼，代碼譯碼，顯示譯碼之類。74LS138是用作地址譯碼的變量譯碼器。它具有3個(gè)使能輸入端，3個(gè)選擇輸入端，8個(gè)數(shù)據(jù)輸出端。 74LS138一般對(duì)地址高位A15，A14，A13譯碼產(chǎn)生8個(gè)選片信號(hào)，可接8個(gè)芯片，每個(gè)芯片占8K字節(jié)空間。不管芯片內(nèi)有多少個(gè)單元，所占的地址空間大小是一樣的，都為8KB字節(jié)。 3.1.3鎖存器74LS373 74LS373是具有8個(gè)單獨(dú)輸入端的鎖存器，3態(tài)驅(qū)動(dòng)總線輸出。74LS373是電平觸發(fā)的8D鎖存器，三態(tài)輸出。它的8位由8個(gè)D型鎖存器組成。74LS373是電平觸發(fā)送數(shù)。當(dāng)允許端G是高電平時(shí),進(jìn)入鎖存器，鎖存器輸出將隨數(shù)據(jù)

25、輸入端變化，也就是說(shuō)P0口輸出的地址信息直接通過(guò) 74LS373輸出，使P2口和P0口輸出的地址信息同時(shí)到達(dá)地址總線；當(dāng)G是低電平時(shí)，數(shù)據(jù)被鎖存，使總線上信息保持不變，接著P0口可傳送數(shù)據(jù)。74LS373的E為上三態(tài)門允許輸出控制輸入端，E接地，則總是允許輸出。 3.1.4 EPROM2764 指標(biāo)：容量：8K 引腳數(shù)：28 讀出時(shí)間：200NS 最大工作電流：75MA 最大維持電流：35MA 3.1.5 RAM6116 隨機(jī)存儲(chǔ)器有動(dòng)態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器DRAM和靜態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器SRAM兩種。DRAM雖然價(jià)格低，但它需要不斷刷新。單片機(jī)MCS-51沒(méi)有刷新功能。 3.1.6 擴(kuò)展接口8155 INTE

26、L8155有三個(gè)I/O口，256個(gè)字節(jié)RAM，有一個(gè)14位定時(shí)器如圖(20)所示。RAM最大存儲(chǔ)時(shí)間為400NS。8155的I/O口個(gè)引腳的低電平輸出電流不小于2MA，電源電流的最大值為125MA。8155是NMOS器件，輸入輸出與TTL電平兼容，可直接與MCS-51單片機(jī)等連接，不需要加硬件邏輯。8155的定時(shí)器輸入時(shí)鐘頻率的最大值為5MHZ。 引腳功能如下表所示：3.2 LED點(diǎn)陣顯示模塊3.2.1 顯示器的選擇LED數(shù)碼管根據(jù)LED的接法不同分為共陰和共陽(yáng)兩類，如圖(22)所示。了解LED的這些特性，對(duì)編程是很重要的，因?yàn)椴煌愋偷臄?shù)碼管，除了它們的硬件電路有差異外，編程方法也是不同的。

27、圖（22）是共陰和共陽(yáng)極數(shù)碼管的內(nèi)部電路，它們的發(fā)光原理是一樣的，只是它們的電源極性不同而已。 將多只LED的陰極連在一起即為共陰式，而將多只LED的陽(yáng)極連在一起即為共陽(yáng)式。以共陰式為例，如把陰極接地，在相應(yīng)段的陽(yáng)極接上正電源，該段即會(huì)發(fā)光。當(dāng)然，LED的電流通常較小，一般均需在回路中接上限流電阻。假如我們將b和c段接上正電源，其它端接地或懸空，那么b和c段發(fā)光，此時(shí)，數(shù)碼管顯示將顯示數(shù)字“1”。而將a、b、d、e和g段都接上正電源，其它引腳懸空，此時(shí)數(shù)碼管將顯示“2”。 限流電阻的計(jì)算公式為： (1) (2) 式（1）適合于共陽(yáng)LED , 式（2）適合于共陰LED 式中 -電源電壓-碼器輸出

28、高電平的值LED發(fā)光時(shí)額定電壓LED發(fā)光時(shí)額定電流 智能儀表系統(tǒng)中的顯示器采用7段共陰級(jí)LED顯示器,用動(dòng)態(tài)掃描顯示,其接口電路如圖(22)所示,因驅(qū)動(dòng)器反相,故PA口中為1的那一位確定點(diǎn)亮8個(gè)LED中的那一位,通常將代碼依次從放與RAM中,當(dāng)需要顯示個(gè)那字符時(shí),只要找到該字符在RAM中的相應(yīng)地址,即可得到該字符的7段顯示碼。在這里L(fēng)ED顯示器通過(guò)并行接口芯片8155和單片機(jī)8031接口，8155是8031系統(tǒng)中使用較多的一個(gè)外圍器件，它有256個(gè)字節(jié)的RAM，二個(gè)8位并行口，一個(gè)6位并行口和一個(gè)14位的計(jì)數(shù)器，LED由8155和8031接口的電路原理如上圖所示。3.2.2 驅(qū)動(dòng)器7407和7

29、406驅(qū)動(dòng)器7407：Y=A驅(qū)動(dòng)器7406：Y= 3.3 鍵盤接口電路 本設(shè)計(jì)所采用的鍵盤如圖(24)所示。8155的口作為鍵盤的掃描口。 第4章 模擬輸入通道4.1 輸入通道邏輯電路(1) 傳感器部分其作用是把工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的各種非電場(chǎng)物理量檢測(cè)出來(lái)，并轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的電信號(hào)。（2）信號(hào)調(diào)理部分信號(hào)調(diào)理電路的作用是將傳感器輸出的信號(hào)作適當(dāng)?shù)奶幚恚怪蔀檫m合A/D轉(zhuǎn)換的電壓信號(hào)。主要包括信號(hào)的濾波，放大，隔離，變換以及非線化處理等內(nèi)容。（3）采樣保持器部分由于任何一種A/D轉(zhuǎn)換器都需要有一定時(shí)間來(lái)完成量化及編碼操作，因此，在轉(zhuǎn)換過(guò)程中，模擬量不能發(fā)生變化，否則，將直接影響轉(zhuǎn)換精度。可實(shí)現(xiàn)這一功能的電路

30、就是采樣保持器。當(dāng)輸入的模擬量信號(hào)變化緩慢時(shí)，也可省去采樣保持器。（4）A/D轉(zhuǎn)換器A/D轉(zhuǎn)換器的作用是將輸入的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的數(shù)字信號(hào)。（5）多路開(kāi)關(guān)在多路數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中的多路開(kāi)關(guān)是必須使用的器件，其作用是用來(lái)接通多路模擬信號(hào)中某一路，其性能的優(yōu)劣回直接影響系統(tǒng)的精度和速度。4.2 多路轉(zhuǎn)換器CC4051CC4051是單八路模擬開(kāi)關(guān)。它由電平位移電路，帶禁止端INH的8選1譯碼器對(duì)各個(gè)輸出分別加以控制的8個(gè)CMOS雙向模擬開(kāi)關(guān)（傳輸門）組成。圖（26）中C，B，AS是地址輸入端，INH是禁止端，其真值表如表(5)所示。由表可知當(dāng)INH1時(shí)，所有開(kāi)關(guān)均不通。因而X0-X7任一端均不與接通，

31、信號(hào)不能傳輸。只有在INH=0時(shí)，才由C,B,A決定選通某個(gè)開(kāi)關(guān)。CC4051是雙向多路開(kāi)關(guān)，傳輸?shù)男盘?hào)從到。例如，5V(相當(dāng))，=5V,那么可以把X0等的5V到5V信號(hào)傳遞到X或反相傳送。如果VEE與VSS相接，只可傳送0到的信號(hào)。的范圍為：3V-5V。 4.3 放大器7605 稱重傳感器輸出電壓擺幅約為020MA，而A/D轉(zhuǎn)換的輸入電壓要求為0-2V，因此放大環(huán)節(jié)要有100倍左右的增益。對(duì)放大環(huán)節(jié)的要求是增益可調(diào)（70150）倍，零點(diǎn)和增益的溫度漂移和時(shí)間漂移極小。按照輸入電壓20MA，分辨率20000個(gè)碼的情況，漂移要小于。這里采用了自動(dòng)穩(wěn)零的斬波式運(yùn)算放大器ICL7650，如圖（27）

32、所示。由于其具有極低的失調(diào)電壓的溫度漂移和時(shí)間漂移（）。從而保證了放大環(huán)節(jié)還對(duì)零點(diǎn)漂移的要求。殘余的一點(diǎn)漂移依靠軟件的自動(dòng)零點(diǎn)跟蹤來(lái)徹底解決。穩(wěn)定的增益由決定增益量的負(fù)反饋回路的電阻穩(wěn)定性保證，因此必須選用高穩(wěn)態(tài)的電阻和多圈電位器。由7650組成一個(gè)同向放大器。R4C1是輸入濾波，濾除一些高頻干擾信號(hào)。R5R6W2R7是反饋網(wǎng)絡(luò)，決定增益量。其中R7是一組電阻，由微波開(kāi)關(guān)改變其阻值，變化范圍為15.2960K，作為增益的粗調(diào)，W2是增益的細(xì)調(diào)。下面計(jì)算增益粗調(diào)和細(xì)調(diào)的銜接和增益調(diào)節(jié)范圍。放大倍數(shù)為： 增益粗調(diào)最小粗調(diào)量：, 增益細(xì)調(diào)最大細(xì)調(diào)量：時(shí)，粗細(xì)調(diào)之間可以銜接。最大增益： ，時(shí)，最小增益

33、： ，時(shí)，增益可調(diào)范圍：62199 ，對(duì)應(yīng)配界傳感器輸出幅度為：3210MV作為交流負(fù)反饋，以抑制稱重信號(hào)以外的其他干擾信號(hào)。R9C3是輸出低濾波，去除7650的調(diào)制尖峰泄漏。4.4 濾波電路無(wú)源濾波器：均由無(wú)源元件R，L，C組成。有源濾波器：均由有源元件集成運(yùn)放和元件R，C組成。4.4.1 無(wú)源濾波4.4.2 有源濾波它與無(wú)源濾波相比，具有系列優(yōu)點(diǎn)。由于電路中沒(méi)有電感和大電容元件，故體積小，重量輕。另外由于集成運(yùn)放的開(kāi)環(huán)增益和輸入阻抗高，輸出阻抗低，可兼有電壓放大作用和一定的帶負(fù)載能力。但其缺點(diǎn)是集成運(yùn)放頻率帶寬不夠理想，因此有源濾波只能在有限的頻帶內(nèi)工作。根據(jù)幅頻特性所表示的通過(guò)或阻止信號(hào)

34、頻率范圍的不同，濾波可分為低通濾波器，高通濾波器，帶通濾波器，帶阻濾波器。4.5 A/D轉(zhuǎn)換器4.5.1 A/D轉(zhuǎn)換器的分類 A/D轉(zhuǎn)換器的種類很多，但目前應(yīng)用較廣泛的主要有3種類型：逐次比較型A/D轉(zhuǎn)換器，雙積分式A/D轉(zhuǎn)換器及V/F變換式A/D轉(zhuǎn)換器。A/D轉(zhuǎn)換器按輸出代碼的有效位數(shù)可分為8位，10位，12位，14位，16位，20位，24位及BCD碼輸出的3.5位，4.5位，5.5位等多種不同位數(shù)芯片；按轉(zhuǎn)換速度可分為超高速（轉(zhuǎn)換時(shí)間1ns）, 高速（轉(zhuǎn)換時(shí)間1us）, 中速（轉(zhuǎn)換時(shí)間1ms）, 低速（轉(zhuǎn)換時(shí)間1s）為適應(yīng)系統(tǒng)集成的需要，有些轉(zhuǎn)換器還具有多種轉(zhuǎn)化開(kāi)關(guān)，時(shí)鐘電路，基準(zhǔn)電壓源，

35、二/十進(jìn)制譯碼器及轉(zhuǎn)換器等。4.5.2 A/D轉(zhuǎn)換器的選擇由上面對(duì)傳感器量程和精度的分析可知： A/D 轉(zhuǎn)換器誤差應(yīng)在1%以下 8 位 A/D 精度：100Kg/196=0.56Kg%12 位 A/D 精度： 100Kg/4096=0.024 Kg% 考慮到其它部分所帶來(lái)的干擾 ,8位 A/D 足以滿足系統(tǒng)精度要求。 所以我們需要選擇 18位或者精度更高的A/D。 方案一、逐次逼近型 A/D轉(zhuǎn)換器，如：ADS7805、ADS7804.AD574等。 逐次逼近型 A/D轉(zhuǎn)換，一般具有采樣/保持功能。采樣頻率高， 功耗比較低，是理想的高速、高精度、省電型 A/D 轉(zhuǎn)換器件。 高精度逐次逼近型 A/

36、D轉(zhuǎn)換器一般都帶有內(nèi)部基準(zhǔn)源和內(nèi)部時(shí)鐘，基于89C52構(gòu)成的系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)僅需要外接幾個(gè)電阻、電容。對(duì)設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō)非常方便。 方案二、雙積分型 A/D轉(zhuǎn)換器：如：ICL7135、ICL7109等。 雙積分型 A/D轉(zhuǎn)換器精度高，但速度較慢(如：ICL7135),具有精確的差分輸入，輸入阻抗高（大于 ），可自動(dòng)調(diào)零，超量程信號(hào)，全部輸出于TTL電平兼容。 雙積分型 A/D轉(zhuǎn)換器具有很強(qiáng)的抗干擾能力。對(duì)正負(fù)對(duì)稱的工頻干擾信號(hào)積分為零，所以對(duì)50HZ的工頻干擾抑制能力較強(qiáng)，對(duì)高于工頻干擾（例如噪聲電壓）已有良好的濾波作用。只要干擾電壓的平均值為零，對(duì)輸出就不產(chǎn)生影響。尤其對(duì)本系統(tǒng)，緩慢變化的壓力信號(hào)，很容易

37、受到工頻信號(hào)的影響。故而采用雙積分型A/D轉(zhuǎn)換器可大大降低對(duì)濾波電路的要求。 作為皮帶電子秤，系統(tǒng)對(duì) A/D的轉(zhuǎn)換速度要求很高，精度上8位的A/D足以滿足要求。另外逐次逼近型 A/D轉(zhuǎn)換，一般具有采樣/保持功能。采樣頻率高， 功耗比較低。綜合的分析其優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)，我們最終選擇了AD1674。4.5.3 A/D轉(zhuǎn)換器的應(yīng)用1.A/D1674的原理 圖(28)是A/D1674的管腳排列圖。A/D1674由兩部分組成，（1）是輸入和D/A轉(zhuǎn)換部分，這部分包括電壓分壓器，采樣保持器，10V參考源，數(shù)模轉(zhuǎn)換器AD565，其中電壓器由一個(gè)5K和兩個(gè)2.5 K電阻組成。它使加在“10”引腳的10V電壓和“10

38、”加在“20”引腳的20V電壓在采樣保持器的輸入端所產(chǎn)生的電壓相等。采樣保持器在“控制器”的控制下對(duì)加于“10”和“20” 引腳的電壓信號(hào)采樣和保持?！皵?shù)模轉(zhuǎn)換器”是一個(gè)12位權(quán)電阻型D/A轉(zhuǎn)換器AD565?！皵?shù)模轉(zhuǎn)換器”的輸出電壓總是負(fù)的?！安蓸颖３制鳌陛敵鲭妷旱恼?fù)決定于加在“10”或“20” 的正負(fù)。“采樣保持器”的輸出與“數(shù)模轉(zhuǎn)換器”的輸出疊加后送到“比較器”一端與地（GND）進(jìn)行比較?！?0V參考源”產(chǎn)生10.000V電壓從“REFOUT”引腳輸出。如果把“REFOUT”與“REF”相連，便給“數(shù)模轉(zhuǎn)換器”提供了基準(zhǔn)電壓。除此之外，“REFOUT”還可向其它電路提供1.3MA電流。此

39、電壓誤差在0.2以內(nèi)；（2）A/D1674的另一部分由時(shí)鐘發(fā)生電路，逐次寄存器，控制器和比較器組成。使用A/D1674不需外接采樣保持器，它的輸入電阻較小，約為。因此輸入模擬信號(hào)一般應(yīng)先經(jīng)過(guò)阻抗變換后再接到AD1674的輸入端。2. A/D1674的管腳功能1674為28腳DIP封裝，各引腳功能如下: 3. A/D1674模擬量輸入電路外部連接A/D1674通過(guò)外部適當(dāng)連線可以實(shí)現(xiàn)單極性輸入，也可實(shí)現(xiàn)雙極性輸入。皮帶電子秤用單極性輸入就可以。如圖(29)所示，輸入信號(hào)均以模擬的AGND為基準(zhǔn)。模擬輸入信號(hào)的一端必須與AGND相連，并且接點(diǎn)應(yīng)盡量靠近AGND引腳，接線應(yīng)短。片內(nèi)10V基準(zhǔn)電壓輸出

40、引腳REFOUT通過(guò)電位器R2與片內(nèi)DAC(AD565)的基準(zhǔn)電壓輸入引腳REFIN相連，以供給DAC基準(zhǔn)電流。電位器R2用于微調(diào)基準(zhǔn)電流，從而微調(diào)增益。基準(zhǔn)電壓輸出REFOUT也是以AGND為基準(zhǔn)。通常數(shù)字地DGND與AGND連在一起。所有電位器（調(diào)增益和調(diào)零點(diǎn)用）均應(yīng)采用低溫度系數(shù)（10.4）。 圖(29)是1674的模擬量單極性輸入電路，當(dāng)輸入電壓為0V10V時(shí)，應(yīng)從引腳“10”輸入，當(dāng)輸入電壓為0V20V時(shí)，應(yīng)從引腳“20”輸入，輸出數(shù)字量D為無(wú)符號(hào)二進(jìn)制碼，計(jì)算公式為： 式中為輸入模擬量，為滿量程，若從引腳“10”輸入，=10V；若從引腳“20”輸入，=20V。圖中電位器R1用于調(diào)零

41、，即保證在=0時(shí)，輸出數(shù)字量D全為零。 4.6 采樣保持器數(shù)字計(jì)算機(jī)只認(rèn)識(shí)二進(jìn)制碼。要把一個(gè)模擬信號(hào)輸入計(jì)算機(jī)就必須把模擬量變?yōu)閿?shù)字量。為此先對(duì)模擬信號(hào)按時(shí)進(jìn)行采樣。對(duì)模擬信號(hào)進(jìn)行采樣得到的是離散模擬信號(hào)。完成采樣任務(wù)的器件稱為采樣器。第二步將離散模擬信號(hào)變?yōu)閿?shù)字信號(hào)。這個(gè)任務(wù)由A/D 轉(zhuǎn)換器完成。由A/D 轉(zhuǎn)換器得到的數(shù)字信號(hào)便可送入計(jì)算機(jī)。所謂數(shù)字信號(hào)即時(shí)間上離散，幅值上也離散的信號(hào)。把離散模擬信號(hào)變?yōu)閿?shù)字信號(hào)稱為量化。對(duì)離散模擬信號(hào)（也稱為采樣信號(hào)）進(jìn)行量化時(shí)會(huì)產(chǎn)生誤差，A/D轉(zhuǎn)換時(shí)間太長(zhǎng)是產(chǎn)生量化誤差的原因之一。A/D轉(zhuǎn)換器輸出的數(shù)字量應(yīng)該對(duì)應(yīng)于采樣時(shí)刻的采樣值，否則便出現(xiàn)誤差。但是A

42、/D轉(zhuǎn)換需要一定時(shí)間，為解決這個(gè)矛盾，應(yīng)保證在整個(gè)A/D轉(zhuǎn)換期間保持輸入給A/D轉(zhuǎn)換器的模擬量不變，一直為采樣值。完成這個(gè)任務(wù)的器件是保持器。一般是把采樣器與保持器做成一體。這種器件稱為采樣保持器。4.7 緩沖器74LS24474LS244是8位緩沖器/線驅(qū)動(dòng)器/接收器（3態(tài)），當(dāng)1G，2G是H時(shí)，Y為高阻抗；當(dāng)1G，2G是L時(shí)，Y=A 4.8 光耦隔離 1結(jié)構(gòu)及原理光耦合器以光轉(zhuǎn)換原理傳輸信息，它由發(fā)光器件和接收器件倆部分組成并封裝在同一個(gè)外殼內(nèi)，其原理如圖（31）所示。發(fā)光二極管的作用是將流過(guò)的電流信號(hào)轉(zhuǎn)化為光信號(hào)，光信號(hào)又作用于光敏三極管的基極上，使光敏三極管受光導(dǎo)通2相關(guān)技術(shù)參數(shù) 光耦

43、合器輸入側(cè)的工作電流一般為10MA左右，正常工作電壓一般小于1.3V，所以光耦合器輸入電路可直接用TTL電路驅(qū)動(dòng)。而MOS電路不能直接驅(qū)動(dòng)它，必須通過(guò)一個(gè)三極管來(lái)驅(qū)動(dòng)。 光耦合器輸出可直接驅(qū)動(dòng)DTL,TTL,HTL,MOS等器件。 3.光耦合器的選用 我選用的是PC733,如圖（33）所示它的參數(shù)如下所述： 注意：光耦合器的輸入側(cè)和輸出側(cè)要采用獨(dú)立電源供電，而且不能共地。第5章 模擬輸出通道5.1 模擬輸出通道邏輯電路輸出電路由U/I轉(zhuǎn)換器，輸出鎖存器，驅(qū)動(dòng)器和隔離電路組成。如圖（34）所示。5.2 U/I轉(zhuǎn)換器AD694 大部分器件在前面已選用，這里只剩下U/I轉(zhuǎn)換器，我選用的是AD694如

44、圖（10）所示。它集成精度高，主要又以下功能特點(diǎn)：1. AD694可用單電源或雙電源供電。電源范圍寬，可在4.5V到36V之間工作；2. 具有高精度參考電壓，為2V和10V兩種。在工作溫度范圍內(nèi)（35到125），其2V的參考電壓源誤差范圍為1.9922.008，10V的參考電壓源誤差范圍為9.96010.040V；3.配有緩沖器，輸入阻抗高，可達(dá)5M4.可直接同電流輸出D/A轉(zhuǎn)換器相連5.輸入電壓信號(hào)范圍可取02V或010V可選6.非線性誤差低，僅為0.0027.輸出阻抗高，為40MOHM,具有十分理想的恒流特性8.具有輸出斷路報(bào)警功能9.輸出電流范圍可調(diào)。除420MA以外，還可實(shí)現(xiàn)010MA

45、等其它電流輸出。 A/D694為雙列直插式16引腳封裝，其引腳圖如圖所示： 5.3 繼電器MOC3041 第6章 總體設(shè)計(jì)原理圖 6.1 掉電保護(hù)電路 掉電保護(hù)功能的實(shí)現(xiàn)有兩種方案：（1）選用E2ROM（2816或2817）等重要數(shù)據(jù)置于其中；（2）加接備用電池，如下圖所示。穩(wěn)壓電源和備用電池分別通過(guò)二極管接于存儲(chǔ)器或單片機(jī)的UCC端，當(dāng)穩(wěn)壓電源電壓大于備用電池電壓時(shí)，電池不供電；當(dāng)穩(wěn)壓電源掉電時(shí)，備用電池工作。儀器內(nèi)還應(yīng)設(shè)置掉電檢測(cè)電路（見(jiàn)圖37），以便在一檢測(cè)到掉電時(shí)，將斷點(diǎn)CPU及各中寄存器內(nèi)容保護(hù)起來(lái)。圖中CMOSS55接成單穩(wěn)形式；掉電時(shí)3斷輸出低電平脈沖，作為中斷請(qǐng)求信號(hào)。光電藕合

46、器的作用是防止干擾而產(chǎn)生誤動(dòng)作。在掉電瞬感時(shí)，穩(wěn)壓電源在大電容支持下，仍維持供電（約幾十毫秒）。這段時(shí)間內(nèi)，主機(jī)執(zhí)行中斷服務(wù)程序，將短點(diǎn)和重要數(shù)據(jù)置于RAM。6.2 超重報(bào)警電路對(duì)于聲音報(bào)警，目前最常用的方法是采用模擬聲音集成電路芯片，如KD-956X系列。具有以下特點(diǎn)：(1)范圍寬；(2)電流??；(3)音的放音節(jié)奏可通過(guò)外接振蕩電阻進(jìn)行調(diào)節(jié)；(4)外接小功率三極管驅(qū)動(dòng)揚(yáng)聲器. KD-956X模擬聲音集成電路芯片的外行如圖(40)所示，它由揚(yáng)聲器，節(jié)拍器，音色發(fā)生器，地址計(jì)數(shù)器，控制和輸出級(jí)等六部分組成。它有兩個(gè)內(nèi)部程序控制的選聲端SEL1和SEL2，改變這兩端的電平，就能發(fā)出各種不同的音響。

47、VDD和VSS分別是電源正端與電源負(fù)端。 KD-956X能發(fā)出四種不同的聲音（機(jī)槍，救護(hù)車，消防車），并具有體積小，價(jià)格低廉，音響逼真，控制簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)。 KD-956X 在報(bào)警裝置中的典型應(yīng)用電路如圖(41)所示，當(dāng)系統(tǒng)檢測(cè)到報(bào)警信號(hào)以后，使三極管9013導(dǎo)通，發(fā)出報(bào)警聲音。圖中R的取值一般為180-290KOHM，R的阻值越大，報(bào)警聲音越急促；反之，報(bào)警聲音越緩慢。6.3 調(diào)零電路調(diào)零電路用于抵消傳感器的零點(diǎn)輸出和秤體本身的自重引起的傳感器輸出信號(hào)。它是由高穩(wěn)態(tài)的電阻，多圈線繞電位器和直流穩(wěn)壓源組成的電橋電路，稱為調(diào)零電橋。將調(diào)零電橋串接在傳感器輸出和放大器之間，通過(guò)調(diào)零電橋內(nèi)的變電位器W1

48、改變橋路不平衡輸出電壓U02，使之與傳感器空載輸出電壓U01大小相等，極性相反。這樣就可以使電子秤載空載時(shí)總的輸出電壓U0為零。W1調(diào)零范圍計(jì)算：W1 的滑動(dòng)臂在極端位置時(shí)，其輸出電壓為rr = 5/（10+10+10）*12=12V調(diào)零電橋的輸出為6.4 穩(wěn)壓電源 6.5總原理圖 74LS14是反相輸出施密特觸發(fā)器。AD1674的狀態(tài)輸出“STS”經(jīng)74LS14再接到8031的INT1,提高了抗干擾能力。當(dāng)正在進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換是STS1，當(dāng)A/D轉(zhuǎn)換結(jié)束時(shí)，則STS變?yōu)榈碗娖?。?章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)7.1主程序 ORG 0000HSTART：AJMP MAIN ORG 000BH AJMP PIT0 ORG 0300H MAIN：MOV SP,#60H MO