半橋代做 半橋plc畢業(yè)設計 唐山代做 半橋單片機畢業(yè)設計文庫

1、 本文由yanheji貢獻 doc文檔可能在WAP端瀏覽體驗不佳。建議您優(yōu)先選擇TXT，或下載源文件到本機查看。 緒論 1.1 概述 隨著時代科技的迅猛發(fā)展，微電子學和計算機等現(xiàn)代電子技術的成就給傳統(tǒng)的電子 測量與儀器帶來了巨大的沖擊和革命性的影響。常規(guī)的測試儀器儀表和控制裝置被更先 進的智能儀器所取代，使得傳統(tǒng)的電子測量儀器在遠離、功能、精度及自動化水平定方 面發(fā)生了巨大變化，并相應的出現(xiàn)了各種各樣的智能儀器控制系統(tǒng)，使得科學實驗和應 用工程的自動化程度得以顯著提高。 作為重量測量儀器，智能電子秤在各行各業(yè)開始顯現(xiàn)其測量準確，測量速度快，易 于實時測量和監(jiān)控的巨大優(yōu)點，并開始逐漸取代傳統(tǒng)型的

2、機械杠桿測量稱，成為測量領 域的主流產(chǎn)品。 本文設計的電子秤以單片機為主要部件，用匯編語言進行軟件設計，硬件則以半橋 傳感器為主,測量 0500g 電子秤，隨時可改變上限閾值，并達到閾值報警的功能。稱 重傳感器輸出的電量是模擬量，數(shù)值比較小達不到 A/D 轉換接收的電壓范圍。所以送 A/D 轉換之前要對其進行前端放大、整形濾波等處理。然后，A/D 轉換的結果才能送單 片機進行數(shù)據(jù)處理并顯示。其數(shù)據(jù)顯示部分采用 LCD 顯示，成本低且能很好地實現(xiàn)所 要求的功能。 本次課設完成的電子秤的主要優(yōu)點是： 1、實時測量與監(jiān)控。 2、閾值修改與重設功能。 3、超值報警功能。 4、測量精度高。 5、顯示速度

3、快、準確。 本文設計的電子秤雖然是一個極其簡單的智能儀器，但是通過它可以更深入的了解 智能儀器的工作原理以及其優(yōu)異的性能。 1.2 本文的主要內容 本文分為五章，第一章主要介紹課題的產(chǎn)生背景和本文講述的主要內容；第二章主 要方案的論證，包括任務的分析實現(xiàn)、硬件和軟件的方案設計；第三章詳細介紹半橋電 子秤的硬件設計； 第四章講述半橋電子秤的軟件設計； 第五章主要論述調試與分析過程。 1 第 2 章 方案論證 2.1 半橋電子秤的任務分析與實現(xiàn) 211 設計任務 利用 CSY-2000 傳感器與檢測技術實驗臺 中的電阻應變片式傳感器實驗模板完成 稱重的傳感器部分。在傳感器的輸出端連接放大電路以及濾

4、波整形電路，得到所要的在 05V 之間的信號。 本設計主要利用單片機實驗箱（含 A/D 轉換） 、單片機仿真器等對傳感器輸出量進 行 A/D 轉換、數(shù)據(jù)處理、顯示，并利用單片機控制蜂鳴器，實現(xiàn)超值報警功能。其中， A/D 轉換采用 ADC0809，鍵盤/顯示采用 8279，蜂鳴器由單片機的 P1.1 口控制。 技術指標： （1）重量顯示為 XXX.Xg 。 （2）測重范圍：0500g。 212 任務的分析與實現(xiàn) 2 方框圖如下： 放 大 濾波 電 路 ADC0809 89C52 ROM LCD 顯示 時鐘電路 半橋傳感器 復位電路 單 片 機 82 9 電路 測 物 電源 電路 圖 2-1 硬

5、件原理框圖 由于電阻絲在外力作用下發(fā)生機械變形時，其電阻值發(fā)生變化，從而引起電壓發(fā)生 變化，即電橋的輸出電壓反映了相應的受力狀態(tài)。利用半橋傳感器測應力的變化，可以 間接的測量物體的質量。傳感器測出的信號經(jīng)過放大電路、整形濾波電路進入 A/D 放大 器、單片機，最后通過單片機運行軟件程序進行計算，最后送交 LCD 顯示器顯示。原理 框圖如圖 2-1 所示。 2.2 半橋電子秤的硬件方案設計 首先由圖 2-2 了解電子秤的構成： 圖 2-2 電子秤的構成原理圖 根據(jù)任務的要求，半橋電子秤的硬件部分分成以下幾個部分： 1測量部分:用半橋傳感器和振動臺實現(xiàn)從非電量（質量）到電量（電壓）的轉換 即 。

6、2調理電路：主要指由雙運放組成的運算放大電路。由于半橋傳感器的輸出電壓 比較小，只有幾個毫伏，而 A/D 轉換器要求的電壓在 0V-5V 之間,而放大電路的增益是 可調的，故運用運算放大電路將電壓信號放大到所要求的的范圍。 3 傳感器的輸出信號，在實驗條件下會產(chǎn)生噪聲，為了避免干擾消除噪聲，就需要濾 波電路。 3A/D 轉換部分：計算機所能處理的是二進制的數(shù)字量，而傳感器經(jīng)過放大器出來 的信號是模擬量，計算機不能處理，所以需要一個 A/D 轉換電路完成從模擬量到數(shù)字量 的轉換。 4單片機：采集的信號要進行顯示，閾值要進行比較等都要經(jīng)過單片機的處理。 單片機主要完成數(shù)據(jù)處理，使顯示值與稱重值對應

7、。同時對鍵盤輸入閾值進行顯示并與 A/D 值比較，控制蜂鳴器進行報警。 5鍵盤/顯示電路：閾值設定與稱重值顯示。 6報警電路部分：在所秤質量超過設定閾值時，報警電路工作，蜂鳴器報警。 應變式傳感器半橋式連接圖 2-3： 圖 2-3 應變式傳感器半橋式連接圖 2.3 半橋電子秤的軟件方案設計 根據(jù)模塊化設計程序的思想設計程序，其中包括：監(jiān)控子程序的設計、數(shù)據(jù)處理子 程序的設計、數(shù)據(jù)采集子程序的設計、鍵盤掃描子程序的設計、顯示子程序的設計、報 警子程序的設計幾大部分。 監(jiān)控程序實時監(jiān)測測量值的范圍，若超出閾值則調用報警子程序，實現(xiàn)報警，它是 實現(xiàn)超值報警功能的關鍵部分。 傳感器輸出值與顯示值之間有

8、一定的對應關系。A/D 采樣值為十六進制數(shù)，LCD 顯 示需要 BCD 碼，所以數(shù)制之間需要轉換。這些過程都需要通過數(shù)據(jù)處理子程序來完成。 數(shù)據(jù)采集子程序是控制 A/D 轉換的程序，通過它啟動轉換，并將采集的數(shù)據(jù)存入數(shù) 4 據(jù)存儲區(qū)。這是數(shù)字化電子秤的關鍵。 鍵盤掃描子程序實時監(jiān)視鍵盤是否有有重設閾值的要求，實現(xiàn)對鍵盤閾值重新設定 的需求。并將鍵盤掃描值保存、顯示。鍵盤是電子秤的主要控制部件，不同按鍵又有不 ”D” 同的功能定義， “09” 為數(shù)據(jù)區(qū)， 返回重新設置閾值界面。 為確定閾值輸入。 “F” “E” 為進入設置閾值界面。 顯示子程序是將測量結果送顯示器顯示。是電子秤的窗口部件。 開始

9、 初始化 調監(jiān)控程序 調 A/D 轉換子程序 調鍵盤掃描子程序 調數(shù)據(jù)處理子程序 調顯示子程序 調報警子程序 報警? Y Y 報警 N 圖 2-4 軟件原理框圖 第 3 章 半橋電子秤的硬件設計 3.1 傳感器的選擇 3.1.1 應變式電阻傳感器的測量原理。 應變式電阻傳感器的工作原理：當導體或半導體受到外力作用時，會產(chǎn)生機械變 形，從而導致阻值變化。導體與半導體的電阻與電阻率及其幾何尺寸有關。當導體受外 5 力作用時， 電阻率及幾何尺寸的變化會引起電阻的變化。 因此， 通過測量電阻值的大小， 就可以反映外界力的大小。 電阻型應變片傳感器的測量電路可采用橋式測量電路。橋式測量電 路有四個電阻，

10、其中任何一個電阻均可以是應變片。 圖 3-1 橋式測量電路圖 電橋平衡，即輸出電壓 U ab 為 0 時的條件是： R1 R3 = R2 R4 。若 R1 R3 R2 R4 即電橋 不平衡時，電橋輸出電壓 ： U ab =( R1 R3 - R2 R4 )/( R1 + R2 )( R3 + R4 ) （3-1） 如能恰當選擇各橋臂的電阻，可消除電橋的恒定輸出，使輸出電壓只與應變片的電 阻有關。 每當橋的變化遠小于本身阻值，即 Ri Ri 時，可得輸出電壓為：U ab = R1 R2 ( R1 + R 2 ) （ R1 ?R2 ?R3 ?R4 + ） R1 R2 R3 R4 （3-2） 3.1

11、.2 傳感器的分類和選擇 應變片式電阻傳感器按其測量電路（橋式）可分為單臂式、半橋式、全橋式三種。 所謂半橋，即將電橋的四臂接入四應變片。其中：一片受拉，一片受壓，另外兩應 變片不受力。全橋是兩片受拉，兩片受壓，故靈敏度比半橋式的大一倍。 本方案采用半橋式傳感器。 3.2 放大電路的設計 傳感器輸出電壓為毫伏級， A/D 轉換器所能處理的電壓是 05V， 而 所以必須在 A/D 6 轉換器前加入一個前置差動放大電路以實現(xiàn)電壓的放大，放大倍數(shù)為 100200 倍，使 輸出電壓為 05V。 由于單運放在應用中要求外圍電路匹配精度高、增益調整不便、差動輸入阻抗低， 故采用三運放結構。 三運放結構具有

12、差動輸入阻抗高、共膜抑制比高、偏置電流低等優(yōu)點，且有良好的 溫度穩(wěn)定性，低噪單端輸出和和增益調整方便，適于在傳感器電路中應用。 如圖 3-2 所示，圖中 R g 為增益調節(jié)電阻，整個芯片僅 R g 為外接電阻，而運放 A3 為 增益為 1 的差動輸入放大器。利用理想運放條件可列寫方程。 設流過 R g 的電流 I g 為： I g = U o1 ? U o 2 2 R1 + R g U i1 ? U i 2 Rg 再由 A1 、 A2 的虛短可知： I g = 所以 U o1 ? U o 2 2 R1 + R g = U i1 ? U i 2 Rg 又 U o = U o1 - U o 2 故

13、 U o =（ U i1 - U i 2 ） （1+2 所以 Ad = R1 ） Rg Uo R =1+2 1 U o1 ? U o 2 Rg （3-3） 可以看出三運放增益只與 R g 取值有關。 7 圖 3-2 放大電路硬件原理圖 3.3 采集電路的設計 3.3.1 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的組成 數(shù)據(jù)采集的核心是計算機，它對整個系統(tǒng)進行控制和數(shù)據(jù)處理。它由采樣/保持器、 放大器、A/D 轉換器、計算機等組成。 濾 波 樣 放 大 器 器 保 持 采 A/D 轉 換 機 器 單 片 / 量 體 器 圖 3-3 數(shù)據(jù)采樣系統(tǒng)框圖 3.3.2 數(shù)據(jù)采樣保持器 進行模數(shù)變換時，從啟動變換到變換結束的數(shù)字量輸

14、出，需要一定的時間，即 A/D 轉換的孔徑時間。 當輸入信號頻率較高， 由于孔徑時間的存在， 會造成較大的轉換誤差； 為了防止誤差需在中間加一個功能器件采樣/保持器，進行有效、正確的數(shù)據(jù)采集。 采樣/保持器通常由保持電容器、 模擬開關和運算放大器組成。 其中對于低速場合可 以采用繼電器作為開關以減小開關漏電流的影響；在高速場合也可以用晶體管、場效應 管來作為開關。 采樣保持器的原理：如圖，當開關閉合時，V1 通過限電流電阻向電容 C 充電，在 電容值合理的情況下，V0 隨 Vi 的變化而變化；當 K 斷開時，由于電容 C 有一定的容 量，此時輸出 V0 保持輸入信號再開斷開瞬間的電平值。 圖

15、3-4 采集/保持原理圖 8 在模擬信號輸入通道中，是否需要加采樣/保持器，取決于模擬信號的變化頻率和 A/D 轉換器的孔徑時間；對快速過程信號，當最大孔徑誤差超過允許值時，必須在 A/D 轉換器前加采樣/保持器。但如果輸入模擬量是直流量或者被測信號模擬量隨時間變化 非常緩慢，采樣/保持（S/H）電路可以省去。 3.3.3 A/D 轉換器 設計中 A/D 轉換器用的是 ADC0809 A/D 轉換器，它是 8 路 8 位逐次逼近式轉換器， 結果為 8 位二進制數(shù)據(jù)，轉換時間短（一般在級） ，滿足題目要求的“實時采樣” ，并且 它的轉換精度在 0.1%上下，比較適中，適用于一般場合。 由圖 3-

16、5 可見，單片機通過讀控制線 WR 和 0809 片選線控制啟動 A/D 轉換及輸入通 道地址鎖存，寫控制線 WR 與 ADC0809 片選線控制輸出允許。由于 ADC0809 具有通道地 址鎖存功能，通道選擇 ADD.A、ADD.B、ADD.C 直接接單片機的數(shù)據(jù)口。模擬電壓由 IN0 通道輸入，A/D 采樣電壓在 05v 之間變化。所模擬通道 IN0 地址口為 0AOOOH，但是 ADC0809 無內置時鐘，所以 CLOCK 由外部時鐘信號控制。 圖 3-5 A/D 轉換器與單片機的接口電路 3.4 顯示電路的設計 顯示部分可以將處理得出的信號在顯示器上顯示， 讓人們直觀的看到被測體的質量

17、， 也可以進行報警提示。 LCD 液晶顯示器是一種極低功耗顯示器，從電子表到計算器，從袖珍時儀表到便攜 式微型計算機以及一些文字處理機都廣泛利用了液晶顯示器。 本設計采用的顯示模塊是 128×64 點陣的漢字圖形型液晶顯示模塊，可顯示漢字及 圖形，內置 8192 個中文漢字（16X16 點陣） 、128 個字符（8X16 點陣）及 64X256 點陣顯 示 RAM（GDRAM） ?？膳c CPU 直接接口，提供兩種界面來連接微處理機：8-位并行及串行 兩種連接方式。具有多種功能：光標顯示、畫面移位、睡眠模式等。 9 3.5 鍵盤電路的設計 利用鍵盤可選擇電子秤工作模式、設定測量上限等。

18、鍵盤部分采用矩陣式的鍵盤， 采用這種結構的特點是把檢測線分為兩組，一組為行線，一組為列線，按鍵放在行線和 列線的交叉點上。矩陣式的鍵盤的優(yōu)點是需要的測試線的數(shù)量少，對于一個 M×N 的矩 陣鍵盤與主機連接只需要 M+N 條測試線，這樣鍵盤的規(guī)模越大，矩陣時鍵盤的有點越 顯著，當需要的按鍵數(shù)目大于 8 時，一般都采用矩陣式鍵盤。 圖 3-6 矩陣式鍵盤結構圖 3.6 報警電路的設計 報警電路是超過閾值設定的范圍， 出信號驅動蜂鳴器發(fā)聲報警。 如圖 3-8 所示。當 BELL 端為低電 電流通過蜂鳴器，蜂鳴器報警。反之， 端為高電平時，不報警。即當電壓值超 時，電路報警。這里設定當超過質

19、量上 軟件使 8031 的 P1.0 口清零，再用 P1.0 低電平信號連接至 BELL 端驅動蜂鳴器 警。 圖 3-8 報警電路 9012 P1.0 +5v 單片機輸 平時，有 當 BELL 蜂鳴器 過預定值 限時通過 口出來的 發(fā) 聲 報 10 第 4 章 半橋電子秤的軟件設計 4.1 引言 軟件設計一般按下列步驟進行：即先分析儀器系統(tǒng)對軟件的要求；然后在此基礎上 進行軟件總體設計，包括程序整體結構設計和對程序進行模塊化設計，模塊化設計即將 程序劃分為若干個相對獨立的模塊；接著畫出每一個專用模塊的詳細流程圖，并選擇合 適的語言編寫程序；最后按照軟件總體設計時給出的結構框圖，將各模塊連接成一

20、個完 整的程序。在主程序的設計中要合理地調用各模塊程序，特別注意各模塊的入口、出口 及對硬件的、資源占用情況。 采用模塊化設計方法以后依據(jù)儀表的功能要求將軟件的初始化模塊、轉換模塊、顯 示模塊、比較報警模塊、鍵盤輸入模塊、鍵功能處理模塊、延時模塊。分別進行設計和 調試，然后把它們連接起來，進行總調。 而硬件分成主機、過程通道、人機聯(lián)系部件、通信接口和電源等模塊。模塊化設計 的優(yōu)點是：無論是硬件還是軟件，每一個模塊都相對獨立，故能獨立地進行設計、研制、 調試和修改，從而使復雜的工作得以簡化。模塊之間的相互獨立也有助于研制任務的分 解和設計人員之間的分工合作，這樣可提高工作效率和儀表的研制速度。上

21、述各種軟、 硬件模塊的研制調試完成之后，還需要將它們按一定的方法連接起來，才能構成完整的 儀表，以實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、傳輸、處理和輸出等各種功能。軟件模塊的連接，一般是通過 監(jiān)控主程序調用各種功能模塊，或采用中斷的方法實時地執(zhí)行相應的服務模塊來實現(xiàn)， 并且按功能層次繼續(xù)調用下一級模塊。模塊之間的聯(lián)系是由數(shù)據(jù)接口（數(shù)據(jù)緩沖器和標 志狀態(tài)）來完成的。硬件模塊的連接，是通過商業(yè)化的模板進行連接完成的。 4.2 監(jiān)控程序的設計 智能儀器的設計既要滿足設定的功能的完成如計算等功能的任務功能程序，也要有 可以監(jiān)控儀器儀表正工作，保證其可靠性方面的監(jiān)控程序。整個智能儀器的測量都是智 能儀器自動完成的，所以設計一套

22、功能完備的監(jiān)控程序是必須的也是必要的。 監(jiān)控程序的主要作用是實時的響應來自系統(tǒng)的各種信息，按信息的類別進行處理； 當系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，能自動的采取有效的措施，消除故障，保證系統(tǒng)能夠繼續(xù)進行正常 工作。 11 4.3 數(shù)據(jù)處理子程序的設計 數(shù)據(jù)處理子程序是整個程序的核心。主要用來調整輸入值系數(shù)，使輸出滿足量程要 求。另外完成 A/D 的采樣結果從十六進制數(shù)向十進制數(shù)形式轉化。 431 系數(shù)調整 在 IN0 輸入的數(shù)最大為 5V，要求的質量 500g 對應的是 4.8V，為十六進制向十進制 轉換方便，將系數(shù)放大 100 倍。并用小數(shù)點位置的變化體現(xiàn)這一過程。 1 因而系數(shù)為： K = ×

23、500 g × 100 255 432 數(shù)制轉換 數(shù)制之間的轉換：在二進制數(shù)制中，每向左移一位表示數(shù)乘二倍。以每四位作為一組對 數(shù)分組，當?shù)谒奈幌虻谖逦贿M位時，數(shù)由 8 變到 16，若按十進制數(shù)制規(guī)則讀數(shù)，則丟失 6，所以應進行加六調整。DA 指令可完成這一調整?？梢姅?shù)制之間的轉換可以通過移位 的方法實現(xiàn)。其中，移出數(shù)據(jù)的保存可以通過自乘再加進位的方法實現(xiàn)，因為乘二表示 左移一位，左移后，低位進一，則需加一。否則，加零。而通過移位已將要移入的尾數(shù) 保存在了進位位中，所以能實現(xiàn)。 12 開始 R3 存 16 位二進制的低八位 R2 存 16 位二進制的高八位 R6 存調整后的低兩位，R

24、5 存中間兩位，R4 存高兩位 R3 左移一位， 右移一位 R2 R7=R7-1 R6、R5、R4 依次保存移入值， 并分別進行調整 N R7=0 Y 取 R4 的低位存入 30H 單元作為 百位信息，R5 高位存入 31H 作 為十位信息， 低位存入 32H 作為 個位 R6 高位作為小數(shù)點信息 返回 圖 4-2 數(shù)據(jù)處理原理框圖 4.4 數(shù)據(jù)采集子程序的設計 數(shù)據(jù)采集用 A/D0809 芯片來完成，主要分為啟動、讀取數(shù)據(jù)、延時等待轉換結束、 讀出轉換結果、存入指定內存單元、繼續(xù)轉換（退出）幾個步驟。ADC0809 初始化后， 就具有了將某一通道輸入的 05 模擬信號轉換成對應的數(shù)字量 00

25、HFFH，然后再存入 8031 內部 RAM 的指定單元中。在控制方面有所區(qū)別?？梢圆捎贸绦虿樵兎绞?，延時等待 方式和中斷方式。 13 開始 0809 初始化 啟動 A/D 轉換 A/D 轉換完成 Y 數(shù)據(jù)儲存 N 數(shù)據(jù)顯示 圖 4-3 數(shù)據(jù)采集子程序原理框圖 4.5 顯示子程序的設計 1 顯示子程序是字符顯示，首先調用事先編好的 8279 的鍵盤顯示子程序： 開始 顯示歡迎界面 有無按鍵 Y 顯示功能選擇界面 N 有無按鍵 Y 鍵盤輸入界面 Y 是否為 D N 顯示測量界面 Y 是否為 E N 是否為 F N Y 返回 圖 4-4 LCD 顯示流程框圖 調用 8279 初始化命令，然后輸出寫

26、顯示命令。在顯示過程中一定要調用 延時子程序。當輸入通道采集了一個新的過程參數(shù)，或儀表操作人員鍵 入一個參數(shù)，或儀表與系統(tǒng)出現(xiàn)異常情況時顯示管理軟件應及時調用顯 示驅動程序模塊，以更新當前的顯示數(shù)據(jù)顯示符號。為了是過程信息、 按鍵內容與顯示緩沖器相銜接，設計人員可在用戶 RAM 區(qū)開辟一個數(shù) 18 據(jù)緩沖區(qū)，作為顯示管理模塊與其他功能模塊的數(shù)據(jù)接口。 4.6 鍵盤掃描子程序的設計 如圖 4-5 所示：鍵盤電路設計成如圖 3.5.1 的 4X4 矩陣式，由鍵盤 的編碼方式可以得出 0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,A,B,C,D,E,F 各鍵對應的鍵 值：0D8H,0D0H,0D1H,0D

27、2H,0C8H,0C9H,0CAH,0C0H,0C1H,0C2H， 0C3H,0CBH,0D3H,0DBH,0DAH,0D9H 。在程序中可以先判斷按鍵編碼，然 后根據(jù)編碼將鍵盤代表的數(shù)值送到相應的存儲單元，再進行功能選擇或 數(shù)據(jù)處理。 圖 4-5 鍵盤掃描程序原理框圖 19 4.7 報警子程序的設計 由于要求要鍵盤設定閾值，所以要求有報警電路，報警電路可以有 聲報警也可有光報警，將設定的閾值與實時顯示的值進行比較，如果設 定值小于實時顯示的值，則將 P1.0 置為 1，將發(fā)光二極管點亮，或使蜂 鳴器發(fā)出聲音。這就需要一段比較程序以及一小段置 1 清 0 程序。 開始 Y A/D 高位大？ N

28、 N 與閾值相等？ Y A/D 低位大？ N Y 與閾值相等？ Y 報警 Y 返回 圖 4-6 報警子程序框圖 20 第 5 章 調試與分析 5.1 調試系統(tǒng)簡介 調試包括硬件調試、軟件調試和樣機調試。 軟件的調試和硬件的調試都是獨立進行的，軟件部分包括監(jiān)控子程 序、數(shù)據(jù)采集子程序、數(shù)據(jù)處理子程序、顯示子程序、鍵盤掃描子程序、 報警子程序。軟件調試中需要用到的測量信號可以用仿真實驗臺上的電 壓信號進行模擬，而不需要進行硬件的連接。同樣硬件部分的調試也是 不需要軟件連接而獨立進行的。 當軟件調試和硬件調試都正確無誤的時候，就可以進行連接調試， 在調試中繼續(xù)找出單獨調試中無法指出的故障，反復進行修

29、改軟件、修 改硬件設計的工作， 直到所設計的電子秤顯示數(shù)據(jù)與理想數(shù)據(jù)誤差不大。 最后進行軟件的固化與整機的組裝工作。 5.2 調試故障及原因分析 故障一：傳感器顯示電壓示數(shù)范圍與要求的 LCD 顯示器的質量示數(shù) 范圍不符。 原因分析：沒有選擇好轉換系數(shù)，使質量范圍不能滿足要求。 解決方法：修改程序中的轉換子程序部分，在進制轉換時計算出轉 換系數(shù)值。 故障二：經(jīng)過放大器的傳感器信號不穩(wěn)定，且不滿足設定的放大倍 數(shù)。 原因分析：信號不穩(wěn)定是由于傳感器精度不夠準確，以及連線時線 路不穩(wěn)定等因素的影響；不滿足放大倍數(shù)是由于放大器選擇不合適，導 致不能滿足設定的放大倍數(shù)。 解決方法：選擇精度高的傳感器，

30、預先計算好運放放大倍數(shù)，以便 于選擇合適的運算放大器。 21 結 論 隨著集成電路和計算機技術的迅速發(fā)展，使電子儀器的整體水平發(fā) 生巨大變化，傳統(tǒng)的儀器逐步的被智能儀器所取代。智能儀器的核心部 件是單片機，因其極高的性價比得到廣泛的應用與發(fā)展，從而加快了智 能儀器的發(fā)展。而傳感器作為測控系統(tǒng)中對象信息的入口，越來越受到 人們的關注。傳感器好比人體“五官”的工程模擬物，它是一種能將特 定的被測量信息（物理量、化學量、生物量等）按一定規(guī)律轉換成某種 可用信號輸出的器件或裝置。 本次課設中的半橋電子秤就是在以上儀器的基礎上設計而成的。因 此，只有充分了解有關智能儀器、單片機、傳感器以及各部分之間的關

31、 系才能達到要求。 首先是傳感器的精密度，它將直接影響電子秤的稱重準確度。課設 時由于傳感器發(fā)出的信號不是很穩(wěn)定，所以稱重時誤差很大。如果使用 精密度較高的傳感器，效果會好的多。 其次是數(shù)據(jù)采集處理階段， 此階段是對傳感器發(fā)出的信號進行量化、 采集，主要分為信號放大、采集，然后進行 A/D 轉換。該階段需注意的 地方是對傳感器輸出的信號進行放大時，應選取合適的運算放大電路。 最好是預先計算好應放大的倍數(shù)，以便選取。還有就是進行數(shù)據(jù)處理時， 選取適當?shù)臄?shù)據(jù)轉換系數(shù)，使輸出滿足量程要求。 最后是結果的顯示。本次設計使用 LCD 液晶顯示器，顯示效果較好。 本次課設給我最大的啟示是要敢于進行大膽的嘗

32、試，還有就是要有 科學的嚴謹?shù)膽B(tài)度，這是做好本次課設所必需的。當然，最重要的還是 堅實的知識做基礎，這樣當你遇到各種問題時才能用最快的速度解決。 22 參考文獻 1趙茂泰.智能儀器原理及應用.電子工業(yè)出版社，2004：100-156 2張毅剛.MCS-51 單片機應用設計.哈爾濱工業(yè)大學出版社，2003： 142-169 3賈伯年，俞樸.傳感器技術.東南大學出版社，2000：33-62 4單成祥.傳感器理論設計基礎及其應用.國防工業(yè)出版社，1999： 78-133 5李道華， 李玲， 朱艷.傳感器電路分析與設計.武漢大學出版社， 2000： 61-88 23 附錄 1 半橋電子秤硬件系統(tǒng)原理圖

33、 重 半 橋 傳 感 器 物 24 附錄 2 半橋電子秤軟件程序清單 ;定義 中文 LCD 液晶 128X64 的地址 W_C_GLCD XDATA 0E000H W_D_GLCD XDATA 0E001H R_B_GLCD XDATA 0E002H R_D_GLCD XDATA 0E003H ;TIMER0 DATA 30H ;延時時間的初值 TIMER1 DATA 31H ;調用延時子程序的次數(shù) DATA1 DATA 32H ;點陣顯示的變量 1 DATA2 DATA 33H ;點陣顯示的變量 2 X DATA 34H ;X 方向的位置 Y DATA 35H ;Y 方向的位置 COUNTE

34、R DATA 36H ;計數(shù)器 N DATA 37H ;行數(shù)變量 D1 DATA 38H ;點變量 1 D2 DATA 39H ;點變量 1 ADDR DATA 3AH ;起始的顯示位置 ADDR1 DATA 3BH ;起始的顯示位置臨時變量 N1 DATA 3CH ;行數(shù)的臨時變量 ;* ;* 主程序開始 ;* ORG 0000H AJMP START ORG 0030H START: CLR P1.0 SETB P1.1 MOV SP,#60H LCALL INITIAL_GLCD ; 調用 LCD 初始化 LCALL KAIJI ; 顯示開機畫面 LCALL DELAY500 LCALL

35、 DELAY500 LCALL DELAY500 LCALL TISHI ; 顯示主界面 LCALL INI_8279 25 ;判斷是否繼續(xù) ;KEY_A: MOV DPTR,#8101H ; 8101H 為 8279 命令 MOVX A,DPTR ; 讀狀態(tài)字 ANL A,#07H ; 判斷低三位是否為 0 CJNE A,#00H,LP1 ; 不為 0（有鍵按下）則跳轉 SJMP KEY_A ; 為 0（沒鍵按下）則繼續(xù)查詢 LP1: MOV DPTR,#8100H ; 8100H 為 8279 數(shù)據(jù)口 MOVX A,DPTR ; 讀鍵值 CJNE A,#0DBH,KEY_A ; 判斷是否按

36、 D 鍵 AJMP K1 K1: LCALL YUZHI ; 閾值設定 LCALL celianjieguo ; 結果顯示界面 LCALL CELIANGJIEGUO ; 結果顯示 AJMP $ ;* ;* 主程序開始 ;* ;= ;各界面顯示內容 ;= DHTABLE1: DB " 歡 迎 使 用 " DHTABLE2: DB " 半橋電子秤 " DHTABLE3: DB " 設計人: x x x " DHTABLE4: DB " 時間：xxxx " DHTABLE5: DB "*" DHTA

37、BLE6: DB " 設置報警上限 " DHTABLE7: DB " 確定 " DHTABLE8: DB " 請按 D 鍵 " DHTABLE9: DB " " DHTABLE10: DB " 報警上限重量: " DHTABLE11: DB " . g " DHTABLE12: DB " 確定(E) " CELIANG1: DB " 電子秤 " CELIANG2: DB " 重量是: " CELIANG3: DB &

38、quot; . g " 26 CELIANG4:DB " 返回 (F) " ;= ;開機界面子程序 ;= KAIJI: MOV ADDR1,#00H ; 第一行顯示 MOV N1,#08H ; 數(shù)量 8 個 MOV DPTR,#DHTABLE1 ; 需要顯示的漢字位置 CALL DHZ ; 調用漢字子序 MOV ADDR1,#10H ; 第二行顯示 MOV N1,#08H MOV DPTR,#DHTABLE2 CALL DHZ MOV ADDR1,#08H ; 第三行顯示 MOV N1,#08H MOV DPTR,#DHTABLE3 CALL DHZ MOV AD

39、DR1,#18H ; 第四行顯示 MOV N1,#08H MOV DPTR,#DHTABLE4 CALL DHZ RET ;= ;提示界面子程序 ;= TISHI: LCALL CLEAR_GLCD ; 清除 LCD 顯示屏幕 MOV ADDR1,#00H MOV N1,#08H MOV DPTR,#DHTABLE5 CALL DHZ MOV ADDR1,#10H MOV N1,#08H MOV DPTR,#DHTABLE6 CALL DHZ MOV ADDR1,#08H MOV N1,#08H MOV DPTR,#DHTABLE7 CALL DHZ 27 MOV ADDR1,#18H MOV

40、 N1,#08H MOV DPTR,#DHTABLE8 CALL DHZ RET ;= ;閾值設定界面子程序 ;= SHEDING: LCALL CLEAR_GLCD MOV ADDR1,#00H MOV N1,#08H MOV DPTR,#DHTABLE9 CALL DHZ MOV ADDR1,#10H MOV N1,#08H MOV DPTR,#DHTABLE10 CALL DHZ MOV ADDR1,#08H MOV N1,#08H MOV DPTR,#DHTABLE11 CALL DHZ MOV ADDR1,#18H MOV N1,#08H MOV DPTR,#DHTABLE12 CA

41、LL DHZ RET ;= ;測量界面子程序 ;= celianjieguo: LCALL CLEAR_GLCD MOV ADDR1,#00H MOV N1,#08H MOV DPTR,#CELIANG1 CALL DHZ MOV ADDR1,#10H MOV N1,#08H MOV DPTR,#CELIANG2 28 CALL DHZ MOV ADDR1,#08H MOV N1,#08 MOV DPTR,#CELIANG3 CALL DHZ MOV ADDR1,#18H MOV N1,#08 MOV DPTR,#CELIANG4 CALL DHZ RET ;= ;8279 初始化子程序 ;=

42、 INI_8279: MOV DPTR,#8101H MOV A,#00H MOVX DPTR,A MOV A,#32H MOVX DPTR,A MOV A,#0DFH MOVX DPTR,A RET ;= ;鍵盤設定閾值子程序 ;= YUZHI: LCALL SHEDING MOV 44H,#00H ; 44H 單元存按鍵次數(shù)，先清 0 ;*鍵盤按鍵存儲空間 * MOV 55H,#00H ;存入四次按鍵值 MOV 56H,#00H MOV 57H,#00H MOV 58H,#00H MOV 50H,#00H ; 存閾值百位 MOV 51H,#00H ; 存閾值十位和個位 MOV 52H,#0

43、0H ; 存閾值小數(shù)位 ;* KEY_09: MOV DPTR,#8101H ; 判斷是否有鍵按下 MOVX A,DPTR 29 ANL A,#07H CJNE A,#00H,LPP1 AJMP KEY_09 ;各個鍵的處理 ;LPP1: MOV DPTR,#8100H MOVX A,DPTR B0: CJNE A,#0D8H,B1 AJMP KK0 B1: CJNE A,#0D0H,B2 AJMP KK1 B2: CJNE A,#0D1H,B3 AJMP KK2 B3: CJNE A,#0D2H,B4 AJMP KK3 B4: CJNE A,#0C8H,B5 AJMP KK4 B5: CJN

44、E A,#0C9H,B6 AJMP KK5 B6: CJNE A,#0CAH,B7 AJMP KK6 B7: CJNE A,#0C0H,B8 AJMP KK7 B8: CJNE A,#0C1H,B9 AJMP KK8 B9: CJNE A,#0C2H,BE AJMP KK9 BE: CJNE A,#0DAH,YUZHI AJMP KKE KK0: MOV 5BH,#00H ; 5BH 存鍵值 AJMP COUNT_1 KK1: MOV 5BH,#01H AJMP COUNT_1 KK2: MOV 5BH,#02H AJMP COUNT_1 KK3: MOV 5BH,#03H 30 AJMP C

45、OUNT_1 KK4: MOV 5BH,#04H AJMP COUNT_1 KK5: MOV 5BH,#05H AJMP COUNT_1 KK6: MOV 5BH,#06H AJMP COUNT_1 KK7: MOV 5BH,#07H AJMP COUNT_1 KK8: MOV 5BH,#08H AJMP COUNT_1 KK9: MOV 5BH,#09H AJMP COUNT_1 KKE: AJMP END_P COUNT_1: MOV A,44H ; 44H 存按鍵次數(shù) INC A MOV 44H,A CJNE A,#05H ,CW1 ; 按鍵次數(shù)是否達到 4 次 AJMP YUZHI ;

46、 五次按鍵則重設閾值 CW1: ADD A,#54H ; 鍵盤按鍵存儲空間 MOV R0,A CW2: CLR A MOV A,5BH MOV R0,A LCALL PRO_SHOW AJMP KEY_09 RET ;= ;各次報警值按鍵處理子程序 ;= PRO_SHOW: NOP PR_1: CLR A ; 一次按鍵 MOV A,44H CJNE A,#01H,PR_2 MOV R0,#55H MOV A,R0 SUBB A,#05H 31 PR_2: PR_3: JNC MOV MOV MOV LCALL SJMP CLR MOV CJNE CLR MOV SWAP ADD MOV MOV

47、 MOV LCALL MOV MOV LCALL AJMP CLR MOV CJNE CLR MOV MOV SWAP ADD MOV MOV MOV LCALL MOV MOV LCALL MOV SS 51H,55H A,55H ADDR1,#0AH SHUZIXIANSHI END_P A A,44H A,#02H,PR_3 A A,55H A A,56H 51H,A A,55H ADDR1,#09H SHUZIXIANSHI A,56H ADDR1,#0AH SHUZIXIANSHI END_P A A,44H A,#03H,PR_4 A 50H,55H A,56H A A,57H 5

48、1H,A A,55H ADDR1,#08H SHUZIXIANSHI A,56H ADDR1,#09H SHUZIXIANSHI A,57H 32 ; 二次按鍵 ; 三次按鍵 MOV ADDR1,#0AH LCALL SHUZIXIANSHI SJMP END_P PR_4: CLR A ; 四次按鍵 MOV A,58H SWAP A MOV 52H,A SWAP A MOV ADDR1,#0CH LCALL SHUZIXIANSHI SJMP END_P END_P: RET SS: LJMP YUZHI ;= ;結果顯示子程序 ;= CELIANGJIEGUO: LCALL ADC0809

49、 ; 調用 0809 采樣程序 LCALL ZHH ; 調用轉換程序 MOV ADDR1,#08H ; 采數(shù)據(jù)送 LCD 顯示 MOV A,40H LCALL SHUZIXIANSHI MOV ADDR1,#09H MOV A,41H SWAP A LCALL SHUZIXIANSHI MOV ADDR1,#0AH MOV A,41H LCALL SHUZIXIANSHI MOV ADDR1,#0CH MOV A,43H SWAP A LCALL SHUZIXIANSHI CALL DELAY500 ; 調用延時 CALL BJ ; 判斷是否超過閾值，超過則報警 ;F 鍵判斷是否返回提示界面

50、;33 KEY_F: MOV DPTR,#8101H MOVX A,DPTR ANL A,#07H CJNE A,#00H,LP2 SJMP CELIANGJIEGUO LP2: MOV DPTR,#8100H MOVX A,DPTR CJNE A,#0D9H,CELIANGJIEGUO ;判斷是否按 F 鍵 SETB P1.1 CLR P1.0 AJMP K1 ;= ;報警子程序 ;= BJ: MOV R1,#50H MOV A,R1 CLR C SUBB A,40H JC WARNING JZ COMP1 SETB P1.1 CLR P1.0 RET COMP1: INC R1 MOV A

51、,R1 CLR C SUBB A,41H JC WARNING JZ COMP2 SETB P1.1 CLR P1.0 RET COMP2: INC R1 MOV A,R1 CLR C SUBB A,43H JC WARNING 34 SETB P1.1 CLR P1.0 RET WARNING: CLR P1.1 SETB P1.0 RET ;= ;0809 采樣程序 ADC0809: PUSH DPL PUSH DPH PUSH ACC MOV DPTR,#W_D_0809 ; AD0809 的啟動地址 MOV A,#00H MOVX DPTR,A ; 0 通道 LCALL DELAY01 ; 延時 100US MOVX A,DPTR ; 讀出 A/D 的結果 MOV 3FH,A ; 暫存 POP ACC POP