电气工程及其自动化毕业论文--基于单片机at89s52的数显电子秤的设计

电气工程及其自动化毕业论文--基于单片机at89s52的数显电子秤的设计内容摘要：

大器 AD623 图 35 AD623 引脚示意图 如图 35 所示为 AD623 引脚示意图。 引脚 7 分别接正负 5V 电压，参考端 5 接地，在引脚 1 跟 8 之间接一个可调电阻，通过调节的阻值来改变放大倍数。 微弱信号分别从引 脚 3 进入放大器放大后从引脚 6 脚输出。 A/D 转换器ICL7135 的输入电压变化范围是 2V～ +2V，传感器的输出电压信号在 0～ 20mv，因此放大器的放大倍数为 100 倍。 根据公式：，可将接成 10K 的滑动变阻器。 再调阻值到 ,使其放大 100 倍。 为了减少对进入放大电路的有用信号的干扰，在放大电路之前，一般会有滤波电路。 两路信号都采用 RC 滤波电路形式，电阻 R R2，电容 C C C C4用于滤除前级的噪声， C C2 为普通小电容，取 ,可以滤除高频干扰， CC4 为大的电解电容，取 220uF,主要用于滤除低频噪声。 电路图如图 36 所示。 图 36 滤波电路 ． A/D 转换模块 图 37 A/D 转换电路 如图 37 所示， A/D 转换电路由 A/D 转换器 ICL713基准源 MC140分频器 CD4017 三部分组成。 ． A/D 转换器 ICL7135 图 38 ICL7135 管脚图 美国 Intersil 公司的 ICL7135 是较流行的双积分 A/D 转换器，其具有 4 位半的精度（相当于 14 位 A/D 转换器），自动校零，自动极性输出，单基准电压，动态字位扫描 BCD 码输出，价格低等特点 [5]。 其管脚图如图 38 所示。 ICL7135 管脚说明 [6]: V ――负电源端――外接基准电压输入端 AGND――模拟地 INT――积分器输出，外接积分电容（ Cint 端 AZ――外接调零电容（ Caz 端 BUF――缓冲器输出，外接积分电阻（ Rint 端 Rr+、 Rr――外接基准电压电容（ Cr 端 INTO、INHI――被测电压（低、高）输入端 V+――正电源端 D D D D D1――位扫描选通信号输出端 B B B B1―― BCD 码输出端，采用动态扫描方式输出 BUST――指示积分器处于积分状态的标志信号输出端 CLK――时钟 信号输入端 DGNG――数字电路接地端 R/H――转换 /保持控制信号输入端 ST――选通信号输出端，主要用作外部寄存器存放转换结果的选通控制信号 OR――过量程信号输出端 UR――欠量程信号输出端 图 39 ICL7135 的 INT 与 BUSY 端的输出波形 ICL7135 与单片机连接方式包括并行接法和串行接法，并行接法又包括并行9 线制接法 [7]和 6 线制接法 [8]。 为了节省单片机端口。 本设计采用串口连接的方式。 进一步分析 ICL7135 的时序发现，在模拟输入积分阶段和对基准电压反积分阶段， ICL7135 的 BUSY 端输出均 为高电平，其余均为低电平，如图 39 所示 ,同时，模拟输入积分阶段的时间是固定的，为 10000 个时钟周期（ 10000 s）。 如果应用单片机的定时 /计数器检测出 BUSY 为高电平的时间 或计数值 ，再减去输入积分阶段和一个时钟周期（其中在反积分阶段最早时有一个时钟脉冲是“无效”的）的时间之和（ 10001 s）或计数值之和（ 10001），即得到基准电压反积分的时间或计数值 [9]。 基准电压反积分阶段的计数值 设为 N 则，由此可得。 由于基准电压是已知的，因此求出 N 后，就不难计算出模拟输入信号的大小。 由于ICL7135 的输入电压的范围为最大即 2 V～ +2 V；能够分辨电压变化的最小值为 mV，即。 如上所述的原理，当 BUSY 为高电平，此时启动 T0 计数器开始计数；当 BUSY 为低电平时，中断计数停止，此时的计数值（设为 N），则电压可知。 其中 POL 端为极性判断，当存在双极性情况，就需要用到此端口 [1011]。 R/ H 始终悬空或接高电平，则 ICL7135 按自动转换方式工作，若要控制转换，可以将R/ H 端接入单片机一个 I/O 口加以控制。 ．基准源 MC1403 图 310 基准源 MC1403 ICL7135 还需要外接基准电源，这是因为芯片内部的基准源一般容易受到温度的影响，而基准电源的变化会直接影响转换精度。 所以当精度要求较高时，应采用外接基准源。 在 ICL7135 应用中最常用的是将输入电压范围接为最大即为2V+2V,此时基准电压源应该选择 1/2 满量程电压，即 +1V[12]。 利用基准源 MC1403 可以准确达到 1V 电压， MC1403 是美国摩托罗拉公司生产的高精度、低温漂、采用激光修正的带隙基准电压源。 一般用作 812bit 的D/A 芯片的基准电压等一些需要精准的基准电压的场合。 其具有极佳的温度稳 定性，长期稳定性和低噪音，为了配置 8P 插座，还专门设置了 5 个空脚。 其电路接法如图 310 所示，电路非常简单， 1 端输入 5V 电压， 3 端接地，输出端 2 端输出固定 电压，再由 10KΩ滑动电阻分压得到 1V 电压。 ．分频器 CD4017 图 311 分频电路 由于 ICL7135 内部没有振荡器，所以需要外接。 ICL7135 的时钟频率典型值为 200kHz，最高允许为 1200kHz，时钟频率越高，转换速度越快。 每输出一位BCD 码的时间为 200 个时钟周期，选通脉冲位于数据脉冲的中部，如果时钟频率太高，则数据的接受程序还没有 接受完毕，数据就已经消失了。 为了使 50Hz 或60Hz 干扰的抑制为最大，应当选择时钟频率以便在信号积分相期间内 50Hz 或60Hz 的周期按整倍数 [13]。 考虑到此系统频率要求不是太高，且单片机的工作频率也不是很高，因此我们取时钟频率的典型值： 125kHz。 转换速度为 3 次 /s左右。 在本设计中我们采用单片机口 ALE 产生的 1MHz 的时钟频率再经过分频器CD4017 的 8 分频产生准确的 125KHz 供给 A/D 转换器的。 如图 311为 CD1407分频电路 , CD4017 是 5 位 Johnson 计数器，具有 10 个译码输出 ， CP， CR， INH 输入端。 时钟输入端的斯密特触发器具有脉冲整形功能，对输入时钟脉冲上升和下降时间无限制， INH 为低电平时，计数器在时钟上升沿计数；反之计数功能无效。 CR 为高电平时，计数器清零。 其波形图如图 312所示。