电子称毕业设计

电子称毕业设计内容摘要：

() LM317 的 VREF =, I adj =50 A，由于调整端电流 I adj I1, 故可以忽略，式（ ） 可简化为 （ ） 毕业设计（论文） 11 图 LM317 结构 图 LM337 稳压器是与 LM317 对应的负压三端可调集成稳压器，它的工作原理和电路结构与 LM317 相似。 LM 系列的特性有： 可调整输出电压低到 ；保证 输出电流；典型线性调整率 %；典型负载调整率 %； 80dB 纹波抑制比；输出短路保护；过流、过热保护；调整管安全工作区保护。 系统的传感器部分，传感器电源的设计直接影响系统的稳定性和精确度。 实践证明，若桥电源采用一级稳压，稳压器采用 78 系列，称重误差为 10%，屏幕显示的称重数据变化较大，各部分之间协调性较差。 若采用二级稳压，稳压器采用 78 系列，称重误差为 3%左右，各部分之间协调性较好。 由此可见电桥电压的重要性。 经反复试 验发现，采用差动式电源可将电源的波动部分中和掉，大大提高电桥输出精度及稳定性。 另外，系统要求扩大输出电压的调节范围，故使用它很不方便。 所以， 具体设计时考虑到运算放大器的放大能力与工作电压的大小关系，以及电源芯片的自身优势等因素，最终选用了性价比比较高的 LM317 和 LM337 来设计电源电路，给系统提供正、负电压，满足系统正常工作电源的要求。 系统硬件的结构框图如下所示 ： 称重传感器 LPSIII 滤波电路 放大器 AD620 数据采集 部分 毕业设计（论文） 12。 部分，不包括系统电源部分 图 系统硬件结构框图 第 三 章 系统硬件设计 根据设计要求以及系统所需要实现的功能，在设计系统时可以分成以下几个部分：单片机控制模块，前端信号采集、处理、转换模块，人机接口界面以及系统电源部分 （为实现系统超量程与欠量程的报警功能， 还扩展了报警电路）。 毕业设计（论文） 13 基于 AT89S52 的主控电路 芯片介绍 芯片 AT89S52 AT89S52单片机是 ATMEL公司新近推出的高档型 AT89S系列单片机中的增强型产品。 ATMEL 公司是美国 20世纪 80 年代中期成立并发展起来的半导体公司。 该公司的技术优势在于推出 Flash 存 储器技术和高质量、高可靠性的生产技术，它率先将独特的 Flash 存储技术注入于单片机产品中。 其推出的 AT89 系列单片机，在世界电子技术行业中引起了极大的反响，在国内也受到广大用户欢迎。 AT89S52 是一个低功耗 ,高性能 CMOS 8 位单片机 ， 片内含 8k Bytes ISP(Insystem programmable)的可反复擦写 1000 次的 Flash 只读程序存储器。 器件采用 ATMEL 公司的高密度、非易失性存储技术制造 ， 兼容标准 MCS51 指令系统及 80C51 引脚结构。 芯片内集成了通用 8 位中央处理器和 ISP Flash 存储单元 ， 功能强大的微型计算机的 AT89S52 可为许多嵌入式控制应用系统提供高性价比的解决方案。 AT89S52 具有如下特点： 40 个引脚 ， 8k Bytes Flash 片内程序存储器 ， 256 bytes 的随机存取数据存储器（ RAM） ， 32 个外部双向输入 /输出（ I/O）口 ， 5 个中断优先级 2 层中断嵌套中断 ， 3 个 16 位可编程定时计数器 ， 2 个全双工串行通信口 ， 看门狗（ WDT）电路 ， 片内时钟振荡器。 此外 ， AT89S52 设计和配置了振荡频率可为 0Hz， 并可通过软件设置省电模式。 空闲模式下 ， CPU暂停工作 ， 而 RAM 定时计数器 、 串行口 、 外中断系统可继续工作 ， 掉电模式冻结振荡器而保存 RAM 的数据 ， 停止芯片其它功能直至外中断激活或硬件复位。 同时该芯片还具有 PDIP、 TQFP 和 PLCC 等三种封装形式 ，以适应不同产品的需求。 主要功能特性 见下表 ： 表 AT89S52功能 兼容 MCS51指令系统 8k可反复擦写 (1000次） ISP Flash ROM 32个双向 I/O口 3个 16位可编程定时 /计数器 时钟频率 033MHz 全双工 UART串行中断口线 256x8bit内部 RAM 毕业设计（论文） 14 2个外部中断源 低功耗空闲和省电模式 中断唤醒省电模式 3级加密位 看门狗（ WDT）电路 软件设置空闲和省电功能 灵活的 ISP字节和分页编程 双数据寄存器指针 引脚封装如下图所示： 图 AT89S52的引脚图 引脚功能说明： VCC/GND： 电源 /接地 引脚； Port 0： P0 是一个 8位漏极开路型双向 I/O 端口，端口置 1(对端口写 1)时作高阻抗输入端； P0 还可以用作总线方式下的地址数据复用管脚，用来操作外部存储器。 在这种工作模式下， P0 口具有内部上拉作用。 对内部 Flash 程序存储器编程时，接收指令字节、校验程序、输出指令字节时，要求外接上拉电阻； Port 1： P1 是一个带有内部上拉电阻的 8 位双向 I/0 端口，输出时可驱动 4个 TTL。 端口置 1 时，内部上拉电阻将端口拉到高电平，作输入用； 另外， 、 可以分别被用作定时器 /计数器 2 的外部计数输入 ()和触发输入()；对内部 Flash 程序存储器编程时，接收低 8位地址信息； Port 2： P2 是一个带有内部上拉电阻的 8 位双向 I/0 端口；输出时可驱动 4个 TTL。 端口置 1 时，内部上拉电阻将端口拉到高电平，作输入用； P2 口在存取外部存储器时，可作为高位地址输出；内部 Flash 程序存储器编程时，接收高 8位地址和控制信息； 毕业设计（论文） 15 Port 3： P3 是一个带有内部上拉电阻的 8 位双向 I/0 端口，输出时可驱动 4个 TTL。 端口置 1 时，内部上拉电阻将端口拉到高电平，作输入用。 P3 引脚功能复用 见下表： 表 P3引脚功能复用 串行通讯输入 (RXD) 串行通讯输出 (TXD) 外部中断 0( INT0) 外部中断 1(INT1) 定时器 0输入 (T0) 定时器 1输入 (T1) 外部数据存储器写选通 WR 外部数据存储器写选通 RD RST： 在振荡器运行时，有两个机器周期 (24 个振荡周期 )以上的高电平出现在此管脚时，将使单片机复位。 只要这个管脚保持高电平， 51 芯片便循环复位。 复位后 P0— P3 口均置 1，管脚表现为高电平，程序计数 器和特殊功能寄存器 SFR全部清零。 当复位脚由高电平变为低电平时，芯片为 ROM 的 00H 处开始运行程序； XTAL XTAL2 ： XTAL1 是片内振荡器的反相放大器输入端， XTAL2 则是输出端，使用外部振荡器时，外部振荡信号应直接加到 XTAL1，而 XTAL2 悬空。 内部方式时，时钟发生器对振荡脉冲二分频，如晶振为 12MHz，时钟频率就为 6MHz。 晶振的频率可以在 1MHz 至 24MHz 内选择，电容取 30PF 左右。 ALE/PROG： 访问外部存储器时， ALE(地址锁存允许 )的输出用于锁存地址的低位字节，即使不访问 外部存储器， ALE 端仍以不变的频率输出脉冲信号 (此频率是振荡器频率的 1/6)，在访问外部数据存储器时，出现一个 ALE 脉冲； PSEN： 该引脚是外部程序存储器的选通信号输出端。 当 AT89S52 由外部程序存储器取指令或常数时，每个机器周期输出 2 个脉冲，即两次有效。 但访问外部数据存储器时，将不会有脉冲输出； EA/Vpp： 外部访问允许端。 当该引脚访问外部程序存储器时，应输入低电平。 要使毕业设计（论文） 16 AT89S52 只访问外部程序存储器 (地址为 0000HFFFFH)， 这时该引脚必须保持低电平； 芯片 74LS373 锁存器是具有保存功能的芯片，常用于通过一些引线传送信号时，保存（记 忆）这些引线上在时钟作用前一时刻出现的地址信息，这种保存地址信息的锁存器称为地址锁存器。 74LS373 是典型的锁存器芯片，它是三态输出的八位锁存器。 芯片内含八个D 型触发器，其集成电路引脚如下 图 ： 图 74LS373的引脚图 表 74LS373功能表 输出控制 E 时钟端 CP 数据输入 D 三态输出 1nQ 0 1 1 1 0 1 0 0 0 0 nQ 1 高阻态 当时钟端 CP=1（高电平）时， Q 端输出将随数据输入 D 而变。 当 CP=0（低电平）时， D 触发器输出将锁存已建立的电平。 当输出控制端 E=0（低电平）时，将使八个输出处于正常工作状态（高电平或低电平输出）。 当 E=1（高电平）时，将使锁存器输出处于高阻状态，从而不多总线加载，即不会影响总线上的数据。 输出控制端不影响触发器的内部锁存功能，即已有的锁存数据仍然保留，甚至当输出被关闭，新的数据也可被置入。 芯 片 62256 随机存取存储器简称 RAM(Random Access Memory)。 使用 RAM 时既能从任一指定地址 读取 （取出）数据，也能写入（存入）数据，所以又叫读写存储器。 它读、写方便，但一旦断电，所存储的数据也随即丢失，因此不利于数据的长期保存。 数据存储器用于存储数据采集系统采集的原始数据、运算结果等，所以外部毕业设计（论文） 17 数据存储器能随机读 /写。 62256 的引脚符号功能如下： 表 62256功能表 引脚符号 功能 A0～ A14 地址输入线 D0～ D7 双向三态数据线 CE 片选信号输入线，低电平有效 OE 读选通信号输入线 WE 写选通信号输入线 CCV 工作电源 +5V GND 线路接地 主控电路 P1 口 和 ～ 口作为地址总线，其中 P1口 作为 低地址线和 数据总线 复用 ， ～ 口做高地址线。 作为 62256 的片选控制总线， ALE 接锁存器74LS373 的使能端。 和 作为外部数据存 储器写 /读选通信号输出端 分别接 62256 的 /WE 和 /OE 端。 主控电路图如下： 图 主控电路图 基于 ICL7135 的前端信号处理电路 芯片介绍 LPSIII 型称重传感器 LPSⅢ 型铝制称重传感器为双孔悬臂梁形式，是电子计价秤的专用产品，也可用于制造由单只传感器构成的电子案秤，台秤及专用衡器等。 主要技术指标参考下表： 毕业设计（论文） 18 表 LPSIII 型称重传感器电气特性 准确度等级 C3 额定载荷 kg 50 灵敏度 mV/V 177。 非线性 %. 177。 滞后 重复性 蠕变 %./30min 177。 蠕变恢复 零点输出 %. 177。 1 零点温度系数 %./10℃ 177。 额定输出温度系数 输入电阻 Ω 415～ 445 输出电阻 Ω 349～ 355 绝缘电阻 MΩ ≥ 5000 供桥电压 V 12（ DC/AC） 温度补偿范围 ℃ 10～ +50 允许温度范围 ℃ 20～ +60 允许过负荷 % 120 极限过负荷 % 200 四角误差 % 连接电缆 mm Φ 300 接线方式 输入（ +） : 红 输入（ ） :白 输出（ +） :绿 输出 Output（ ） :蓝 屏蔽 : 黄 而我们在具体实现采集的模拟量时，出于经济方面的考虑并没有在系统中采用 LPSIII 型传感器，而是直接从系统的电源电路中引出一个毫伏级的电压作为待采样的模拟量。 AD620 放大器 AD620 是一种低耗高精度仪表放大器。 仅需一个外接电阻即可得到 1～ 1000范围内的任意增益；  ～。