电气工程及其自动化毕业论文--基于msp430的智能电子秤设计

电气工程及其自动化毕业论文--基于msp430的智能电子秤设计内容摘要：

输出或 SPI方式 、主输入或 SPI 方式 ―USART1/UART 或 SPI 模式，时钟输出― USART1/SPI 模式 I/O 通用数字 I/O 引脚 /主系统时钟 MCLK 输出 用数字 I/O 引脚 /子系统时钟 SMCLK 输出 I/O 引脚 /辅助时钟 ACLK 输出 切换所有的 PWM 数字输出口为高阻抗―定时器 B3 TB0~TB2 59 I/O 通用数字 I/O 引脚 /12 位 A/D 转换器模拟输入通道 0 60 I/O 通用数字 I/O 引脚 /12 位 A/D 转换器模拟输入通道 1 61 I/O 通用数字 I/O 引脚 /12 位 A/D 转换器模拟输入通道 2 I/O 通用数字 I/O 引脚 /12 位 A/D 转换器模拟输入通道 3 I/O 通用数字 I/O 引脚 /12 位 A/D 转换器模拟输入通道 4 I/O 通用数字 I/O 引脚 /12 位 A/D 转换器模拟输入通道 5 I/O 通用数字 I/O 引脚 /12 位 A/D 转换器模拟输入通道 6 I/O 通用数字 I/O 引脚 /12 位 A/D 转换器模拟输入通道 7 RST/NMI 58 I 复位输入、不可屏蔽中断输入口，或自动加载程序启动（ FLASH 版本器件有此功能） TCK 57 I 测试时钟， TCK 是用于器件测试与自动加载程序启动的始终输入接口（ FLASH 版本器件有此功能） TMS 56 I 测试方式选择，器件编程与测试的输入 口 TDI 55 I 测试数据输入口，期间的保护熔丝被连接到 TDI TDO/TDI 54 I/O 测试数据输出口、编程数据输出口 Veref+ 10 I/P 送到模数转换器 ADC12 的外部基准电压 Vref+ 7 O 模数转换器 ADC12 内部基准电压的正输入端 Vref/Veref 11 O 模数转换器 ADC12 内部基准电压或外部加的基准电压负端 XIN 8 I 晶体振荡器 XT1 的输入口 XOUT/TCLK 9 I/O 晶体振荡器 XT1 的输入口或测试时钟的输入口 XT2IN 53 I 晶体振荡器 XT2 的输入口，只能接标准晶体 XT2OUT 52 O 晶体振荡器 XT2 的输出口 AVcc 64 模拟电源的正输入端，送到模数转换器 ADC12 的模拟部分 AVss 62 模拟电源的负输入端，送到模数转换器 ADC12 的模拟部分 DVcc 1 数字电源的正输入端 DVss 63 数字电源的负输入端 MSP430F149 的模数转换器 ADC12 MSP430F149 内嵌模数转换器模块，其采样频率为每通道，可以对生物、机械等传感器给出的模拟量进行转换。 内置的模数转换器又由带有采样和保持的内核、参考电压发生器、转换时钟的选择和控制电路、采样与转换时序控 制电路部分组成。 采样系统中数模转换速度与转换时钟有密切关系，的来源于，，然后被分频器分频，最终得到的信号作为送往内核。 信号源自内部，同时会随温度、电压以及器件的离散性而变化。 对于要求精确的转化，则需要稳定的转换时钟信号，因此使用由晶体产生的时钟信号。 为了得到正确可靠的转换，模拟输入信号必须在采样期间保持稳定，在整个采样与转换期间，不允许有相邻的其他通道引脚有数字信号活跃，这样可减少对模拟信号转换的干扰，以得到正确的结果。 内置模数转换器有种转换模式：单通道单次转换、单通道多次转换、多通道单次转换、多通道多 次转换。 压力传感器压力传感器压力传感器由敏感元件、转换元件、后续处理部分组成，压力传感器一般应用应变片来实现压力的测量，应变片的制造原理是依据桥式电路，当在桥臂上的电阻满足这样的条件： R1R3 R2R4 时电桥平衡，则输出的电压为零，当电阻由变化的时候，电桥不平衡，有一定的电压输出。 可分为单臂电桥、双臂电桥、全臂电桥，其输出的电压与电阻的变化量成近似的线性变化。 应变片是很薄的薄片，上表面镶嵌两个有电阻丝制成的电阻，同时下表面也有两个同样的电阻，在连接上形成桥式电路，当应变片上没有压力是，出的电压为零，当有压力 作用时，上边的电阻变大，下面的电阻变小，电桥不平恒，而且是相同的电阻丝，其电阻的变化量相同，输出的电压与电阻的变化量成线性关系，这样就可以测量出压力的大小。 Kg，考虑到秤台自重、振动和冲击分量，还要避免超重损坏传感器，所以传感器量程必须大于额定称重―。 我们选择的是 LPSIII 型传感器，量程 20Kg，精度为，满量程时误差。 可以满足本系统的精度要求。 其原理如图 22 所示： 图 22 全桥测量电桥图 称重传感器主要由弹性体、电阻应变片电缆线等组成，内部线路采用惠更斯电桥，当弹性体承受载荷产生变形 时，输出信号电压可由式 21 给出： （ 2－ 1） 路 在许多需要 A/D 转换和数字采集的单片机系统中，情况下，传感器输出的模拟信号都很微弱，必须通过一个模拟放大器对其进行一定倍数的放大，才能满足A/D 转换器对输入信号电平的要求，情况下，就必须选择一种符合要求的放大器 图 23 放大电路结构图 放大器增益，通过改变的大小来改变放大器的增益。 基于以上分析，我们决定采用制作方便而且精度很好的专用仪表放大器INA126。 LED 数码管 数码管的分类 但是，当按键较多时数码逻辑的成 本较高，直接编码的方法也不够灵活，一旦编码逻辑固定就难以更改。 在通用键盘上或当按键数量较多时，普遍采用扫描方式产生键值。 将按键连接成矩阵，每个按键位于某行、某列的交点上，先通过扫描方式确定按下键的行和列位，即位置码或扫描码。 再查表将位置码转换为按键码值或者直接使用扫描码，称为扫描式键盘。 在执行键盘扫描时应注意将键在闭合过程中往往会有一些难以避免的机械性抖动如图 43，使输出信号也发生抖动，通常达 10 ms20 ms 宽。 若不避开抖动区，则可能误认为多次按键。 还应注意当前一个键值还未送出又有按键按下时，后 边的键值将覆盖前边的键值，从而造成丢失。 要解决这一问题即可以设置硬件延时电路，延迟数十毫秒后再读取键值，这种电路称为去抖电路。 或者在软件里面采用软件延时的方式来读取键值。 相关软件 Protel 99 SE 1 Protel 的发展 Protel 是 PROTEL（现更名为 Altium）公司在 20 世纪 80年代末推出的 CAD工具。 它较早在国内使用，普及率很高。 早期的 Protel 主要作为印刷板自动布线工具使用，现在普遍使用的是 Protel?99?SE。 它是个完整的全方位电路设计系统，包含了电原理图绘制 、模拟电路与数字电路混合信号仿真、多层印刷电路板设计，可编程逻辑器件设计等功能，并具有 Client/Server 体系结构，同时还兼容一些其它设计软件的文件格式。 Protel 软件功能强大、界面友好、使用方便。 它最具代表性的是电路设计和 PCB 设计。 Protel99SE 是应用于Windows9X/2020/NT 操作系统下的设计软件，采用设计库管理模式，可以进行联网设计，具有很强的数据交换能力和开放性及模拟功能，是一个 32 位的设计软件，可以完成电路原理图设计，印制电路板计和可编程逻辑器件设计等工作，可以设计 32 个信 号层， 16 个电源 地层和 16个机加工层。 Protel 99 SE 的系统组成 ? ?按照系统功能来划分， Protel99se 主要包含以下俩大部分和 6 个功能模块。 1）电路工程设计部分 电路原理设计部分：电路原理图设计部分包括电路图编辑器、电路图零件库编辑器和各种文本编辑器。 本系统的主要功能是：绘制、修改和编辑电路原理图；更新和修改电路图零件库；查看和编辑有关电路图和零件库的各种报表。 ? ? 2 印刷电路板设计系统：印刷电路板设计系统包括印刷电路板编辑器、零件封装编辑器和电路板组件管理器。 本系统的主要功能是： 绘制、修改和编辑电路板；更新和修改零件封装；管理电路板组件。 ? ? 3 自动布线系统：本系统包含一个基于形状的无栅格自动布线器，用于印刷电路板的自动布线，以实现 PCB 设计的自动化。 ? ?电路仿真与 PLD 部分 电路模拟仿真系统：电路模拟仿真系统包含一个数字 /模拟信号仿真器，可提供连续的数字信号和模拟信号，以便对电路原理图进行信号模拟仿真，从而验证其正确性和可行性。 可编程逻辑设计系统：可编。