基于單片機(jī)的電子稱設(shè)計(jì)開題報(bào)告書

..課題名稱基于單片機(jī)的電子稱設(shè)計(jì)學(xué)生姓名學(xué)號(hào)系、年級(jí)專業(yè)指導(dǎo)教師2014年12月26日一、課題的來源、目的、意義〔包括應(yīng)用前景〕、國外現(xiàn)狀及水平1.課題來源電子秤是利用物體的重力作用來確定物體質(zhì)量〔重量〕的測量儀器,是將檢測與轉(zhuǎn)換技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息處理、數(shù)字技術(shù)等技術(shù)綜合一體的現(xiàn)代新型稱重儀器。本課題來源于學(xué)校命題，是一個(gè)模擬性課題研究設(shè)計(jì)。2.目的為培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)理論知識(shí)和技能解決實(shí)際問題能力，實(shí)際動(dòng)手能力，查閱文獻(xiàn)資料的能力與工程設(shè)計(jì)的根本能力，培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用本專業(yè)理論知識(shí)的能力。意義〔包括應(yīng)用前景〕電子秤是電子衡器中的一種，衡器是國家法定計(jì)量器具，是國計(jì)民生、國防建立、科學(xué)研究、外貿(mào)易不可缺少的計(jì)量設(shè)備，衡器產(chǎn)品技術(shù)水平的上下，將直接影響各行各業(yè)的現(xiàn)代化水平和社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益的提高。稱重裝置不僅是提供重量數(shù)據(jù)的單體儀表，而且作為工業(yè)控制系統(tǒng)和商業(yè)管理系統(tǒng)的一個(gè)組成局部，推進(jìn)了工業(yè)生產(chǎn)的自動(dòng)化和管理的現(xiàn)代化，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)量以及加強(qiáng)企業(yè)管理、改善經(jīng)營管理等多方面的作用。稱重裝置的應(yīng)用已普及到國民經(jīng)濟(jì)各領(lǐng)域，取得了顯著的經(jīng)濟(jì)效益。因此，稱重技術(shù)的研究和衡器工業(yè)的開展各國都非常重視。4.國外現(xiàn)狀及水平50年代中期電子技術(shù)的滲入推動(dòng)了衡器制造業(yè)的開展。60年代初期出現(xiàn)機(jī)電結(jié)合式電子衡器以來，經(jīng)過40多年的不斷改良與完善，我國電子衡器從最初的機(jī)電結(jié)合型開展到現(xiàn)在的全電子型和數(shù)字智能型?，F(xiàn)今電子衡器制造技術(shù)及應(yīng)用得到了新開展。電子稱重技術(shù)從靜態(tài)稱重向動(dòng)態(tài)稱重開展：計(jì)量方法從模擬測量向數(shù)字測量開展；測量特點(diǎn)從單參數(shù)測量向多參數(shù)測量開展，特別是對(duì)快速稱重和動(dòng)態(tài)稱重的研究與應(yīng)用。通過分析近年來電子衡器產(chǎn)品的開展情況及國外市場的需求，電子衡器總的開展趨勢是小型化、模塊化、集成化、智能化；其技術(shù)性能趨向是速率高、準(zhǔn)確度高、穩(wěn)定性高、可靠性高；其功能趨向是稱重計(jì)量的控制信息和非控制信息并重的"智能化〞功能；其應(yīng)用性能趨向于綜合性和組合性。電子秤是電子衡器中的一種，衡器是國家法定計(jì)量器具，是國計(jì)民生、國防建立、科學(xué)研究、外貿(mào)易不可缺少的計(jì)量設(shè)備，衡器產(chǎn)品技術(shù)水平的上下，將直接影響各行各業(yè)的現(xiàn)代化水平和社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益的。近年來，電子秤已愈來愈多地參與到數(shù)據(jù)處理和過程控制中?，F(xiàn)代稱重技術(shù)和數(shù)據(jù)系統(tǒng)已經(jīng)成為工藝技術(shù)、儲(chǔ)運(yùn)技術(shù)、預(yù)包裝技術(shù)、收貨業(yè)務(wù)及商業(yè)銷售領(lǐng)域中不可缺少的組成局部。隨著稱重傳感器各項(xiàng)性能的不斷突破，為電子秤的開展奠定了其礎(chǔ)，國外如美國、西歐等一些國家在20世紀(jì)60年代就出現(xiàn)了0.1%稱量準(zhǔn)確度的電子秤，并在70年代中期約對(duì)75%的機(jī)械秤進(jìn)展了機(jī)電結(jié)合式的電子化改造。目前單片機(jī)滲透到我們生活的各個(gè)領(lǐng)域，幾乎很難找到哪個(gè)領(lǐng)域沒有單片機(jī)的蹤跡。單片機(jī)具有體積小、功耗低、控制功能強(qiáng)、擴(kuò)展靈活、微型化和使用方便等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于儀器儀表中，結(jié)合不同類型的傳感器，可實(shí)現(xiàn)諸如電壓、功率、頻率、濕度、溫度、流量、速度、厚度、角度、長度、硬度、元素、壓力等物理量的測量。采用單片機(jī)控制使得儀器儀表數(shù)字化、智能化、微型化，且功能比起采用電子或數(shù)字電路更加強(qiáng)大。采用單片機(jī)設(shè)計(jì)的電子稱會(huì)越來越適應(yīng)社會(huì)的開展，響應(yīng)經(jīng)濟(jì)的要求。二、課題研究的主要容、研究方法或工程技術(shù)方案和準(zhǔn)備采取的措施1.研究的主要容設(shè)計(jì)一基于單片機(jī)的電子稱，要求該電子稱除了可以用LCD顯示商品的單價(jià)、重量和總價(jià)外，還要有商品超重報(bào)警功能。研究方法本設(shè)計(jì)采用模塊化設(shè)計(jì)法，以51單片機(jī)為核心設(shè)計(jì)一款高精度電子秤，當(dāng)被稱物體放置在秤臺(tái)上時(shí)，稱重傳感器產(chǎn)生力－電效應(yīng)，將物體的重量轉(zhuǎn)換成與被稱物體重量成一定函數(shù)關(guān)系的電信號(hào)。該電信號(hào)先通過前端信號(hào)處理電路，然后經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)送入到主控電路的單片機(jī)中，單片機(jī)通過掃描鍵盤和各種功能開關(guān)，根據(jù)鍵盤輸入容和各種功能開關(guān)的狀態(tài)進(jìn)展判斷、分析和控制，來完成各種運(yùn)算和顯示功能。其硬件構(gòu)造主要包括：數(shù)據(jù)采集模塊、最小系統(tǒng)模塊、超重報(bào)警模塊、鍵盤和顯示模塊。其中，數(shù)據(jù)采集模塊包括稱重傳感器和A/D轉(zhuǎn)換電路；最小系統(tǒng)局部主要包括AT89S51、晶振電路和復(fù)位電路；鍵盤由4X4位矩陣鍵盤組成，可以控制顯示重量和價(jià)錢等信息；顯示局部由LCD1602液晶顯示。軟件局部由C語言編程，實(shí)現(xiàn)對(duì)各局部的控制。該電子秤可以實(shí)現(xiàn)稱重、置零、計(jì)價(jià)和顯示等功能。其稱重圍為0～10Kg，分度值為0.001g。整個(gè)系統(tǒng)構(gòu)造簡單，使用方便。利用壓力傳感器采集因壓力變化產(chǎn)生的電壓信號(hào)，經(jīng)過電壓放大電路放大，然后再經(jīng)過模數(shù)轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，最后把數(shù)字信號(hào)送入單片機(jī)。單片機(jī)經(jīng)過相應(yīng)的處理后，得出當(dāng)前所稱物品的重量及總額，然后再顯示出來。按照本設(shè)計(jì)功能的要求，系統(tǒng)由5個(gè)局部組成：控制器局部、測量局部、數(shù)據(jù)顯示局部、鍵盤局部、和電路電源局部，系統(tǒng)設(shè)計(jì)總體方案框圖如下圖。設(shè)計(jì)思路框圖測量局部是利用稱重傳感器檢測壓力信號(hào)，得到微弱的電信號(hào)〔本設(shè)計(jì)為電壓信號(hào)〕，而后經(jīng)處理電路〔如濾波電路，差動(dòng)放大電路，〕處理后，送單片機(jī)中的A/D轉(zhuǎn)換器，將模擬量轉(zhuǎn)化為數(shù)字量輸出，控制器承受來自A/D轉(zhuǎn)換器輸出的數(shù)字信號(hào)，經(jīng)過復(fù)雜的運(yùn)算，將數(shù)寧信號(hào)轉(zhuǎn)換為物體的實(shí)際重量信號(hào)，并將其送到顯示單元中。3．準(zhǔn)備采取的措施〔1〕閱讀大量與本設(shè)計(jì)有關(guān)的文獻(xiàn)書籍；〔2〕在網(wǎng)上查找本設(shè)計(jì)相關(guān)的容，學(xué)會(huì)圖書檢索，提高自己的查找文獻(xiàn)資料的能力；〔3〕學(xué)會(huì)使用仿真軟件，為設(shè)計(jì)的仿真階段作準(zhǔn)備?！?〕遇到不明白的問題時(shí)向指導(dǎo)教師請(qǐng)教。認(rèn)真做到以上四點(diǎn)，希望在教師和一些同學(xué)的幫助下保質(zhì)保量地完成論文。三、現(xiàn)有根底和具備的條件1．理論方面通過所學(xué)的"模擬電子技術(shù)"和"數(shù)字電子技術(shù)""自動(dòng)控制原理""MATLAB在電氣工程中的應(yīng)用""現(xiàn)代控制理論""電磁場""可編程序控制器應(yīng)用技術(shù)""單片機(jī)原理及其應(yīng)用"，"可編程技術(shù)控制器應(yīng)用技術(shù)"及參閱""現(xiàn)代電梯控制技術(shù)""電梯的保養(yǎng)和維修技術(shù)"等書籍。2．硬件方面單片機(jī)實(shí)驗(yàn)室，具備EL型微機(jī)三合一實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，偉福仿真開發(fā)系統(tǒng)和燒錄系統(tǒng)。3．參考文獻(xiàn)[1]宋文續(xù)，揚(yáng)帆.傳感器與檢測技術(shù).：高等教育，2005.4[2]常健生.檢測與轉(zhuǎn)換技術(shù).：機(jī)械工業(yè)，2004.6[3]凌志浩.智能儀表原理與設(shè)計(jì)技術(shù).：華東理工大學(xué)，2003.8[4]于永權(quán).89系列〔MCS-51兼容〕Flash單片機(jī)原理及應(yīng)用.：電子工業(yè)，1997[5]朝清.單片機(jī)原理及接口技術(shù).：航空航天大學(xué)，1996.8[6]丁元杰.單片微機(jī)原理及應(yīng)用.：機(jī)械工業(yè)，1999.8[7]周航慈.單片機(jī)應(yīng)用程序設(shè)計(jì)技術(shù).：航空航天大學(xué)，2002.11[8]涵芳.單片機(jī)原理及應(yīng)用〔修訂版〕.：航空航天大學(xué)，1996年[9]何立民.單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)選編(1)-(8).：航空航天大學(xué)，2002[10]于海生.微型計(jì)算機(jī)控制技術(shù).：清華大學(xué)，1999年[11]閻石.數(shù)字電子技術(shù)根底.第四版.：高等教育，1997.12[12]"中國集成電路大全"編寫委員會(huì)TTL/CMOS分冊(cè)國防工業(yè)1999[13]"中國集成電路大全"編寫委員會(huì)9－16分冊(cè)國防工業(yè)2006[14]"電子技術(shù)應(yīng)用"1998.2[15]INTEGRATEDCIRCUITSDATAHANDBOOK80C51-based8-bitmicrocontrollersPHILIPS,1992[16]AdelS.Sedra,KennethC.Smith:MicroelectronicsCircuits,3rdEdition,HoltRinehartandWinston,Inc.,1991四、總的工作任務(wù)，進(jìn)度安排以及預(yù)期結(jié)果1．總的工作任務(wù)1、硬件電路設(shè)計(jì)；2、軟件設(shè)計(jì)；3、完成實(shí)物制作或仿真設(shè)計(jì)；4、畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書〔論文〕1份〔電子版、打印稿各1份〕；5、不少于3000漢字的專業(yè)外文翻譯資料1份〔打印稿或手寫稿均可〕；6、硬件構(gòu)造圖、軟件程序及實(shí)物或仿真過程及結(jié)果〔編入成品附件，同時(shí)上交電子版〕；7、要求在2013年3月-2013年6月，在學(xué)校完成畢業(yè)設(shè)計(jì)。2．進(jìn)度安排〔1〕2012年12月1日—2012年12月20日：選題、搜集、整理資料，交出開題報(bào)告；〔2〕2012年12月26日—2013年3月1日：完成方案比擬，確定設(shè)計(jì)方案；〔3〕2013年3月2日—3月20日：根據(jù)設(shè)計(jì)方案，進(jìn)展硬件電路的設(shè)計(jì)；〔4〕2013年3月21日—4月1日：完成軟件設(shè)計(jì)；〔5〕2013年4月2日—4月20日：對(duì)控制系統(tǒng)進(jìn)展模擬仿真，并交出設(shè)計(jì)的初稿；〔6〕2013年4月21日—5月10日：修改設(shè)計(jì)，完成畢業(yè)設(shè)計(jì)的撰寫；〔7〕2013年5月10日—5月25日：準(zhǔn)備辯論。3．預(yù)期結(jié)果必須嚴(yán)格按照系統(tǒng)分析、系統(tǒng)設(shè)計(jì)、系統(tǒng)實(shí)施、系統(tǒng)運(yùn)行與調(diào)試的過程來進(jìn)展。保質(zhì)保量地順利完成此次畢業(yè)設(shè)計(jì)，希望我設(shè)計(jì)出的這個(gè)電子稱符合設(shè)計(jì)任務(wù)書里的要求，能運(yùn)用到生活和實(shí)踐中去。通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，希望自已能夠把大學(xué)四年所學(xué)的理論知識(shí)很好的跟實(shí)踐結(jié)合起來，讓自己所學(xué)的東西掌握的更好，更深刻，為以后在工作里打好良好的根底。對(duì)利用單片