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1、金金 华华 职职 业业 技技 术术 学学 院院 JINHUAJINHUA COLLEGECOLLEGE OFOF PROFESSIONPROFESSION ANDAND TECHNOLOGYTECHNOLOGY 毕业教学环节成果毕业教学环节成果 题 目 基于 MSP430 单片机 的电子测重仪设计 学 院 信息工程学院 专 业 班 级 学 号 姓 名 指导教师 - 2 - 金华职业技术学院毕业教学成果金华职业技术学院毕业教学成果 目目 录录 摘要： 1 英文摘要: .2 引言 3 1 单片机的发展4 2 电子测重仪的相关理论与技术5 2.1 MSP430 单片机的特点 .5 2.2 MSP43
2、0FW427 芯片 6 2.2.1 MSP430FW427 的模数转换器 ADS1110.7 2.3 压力传感器8 2.3.1 压力传感器的选择8 3 系统硬件设计9 3.1 电子测重仪系统的构成及工作原理9 3.2 电子秤系统压力传感器电路9 3.3 电子秤系统的显示电路.10 3.4 电子测重仪系统的电源电路.11 3.5 小结.11 4 电子测重仪系统的软件设计.12 4.1 电子测重仪系统的程序总流程图.12 4.2 初始化程序流程图.12 4.3 压力传感器程序流程图.13 4.4 小结.13 结论 .14 致谢 .15 参考文献 .16 附件 1程序清单17 附件 2硬件电路图23
3、 理工类 - 1 - 基于基于MSP430MSP430单片机的电子测重仪设计单片机的电子测重仪设计 信息工程学院应用电子技术专业信息工程学院应用电子技术专业 摘要：摘要：随着生活的快速发展，人们对重量这个词使用率越来越高目前，大到航 空航天小到商场家庭，为了准确快捷的测量出物体的重量，人们对测重仪器的 要求也不断地提高，由原来的机械称发展到现在电子侧重仪。而电子测重仪的 使用非常普及，逐渐会取代传统的机械称。由压力传感器制作的电子测重仪已 广泛地应用到各行各业, 特别是微处理机的出现，工业生产过程自动化程度的 不断提高，压力传感器已成为过程控制中的一种必需的装置。 本文介绍了一种以MSP430
4、单片机微处理器最小系统，并配以几个主要的集 成电路器件设计成的电子测重仪。本系统是利用压力传感器采集当前压力，准 确快速的计算出物品重量并显示到LED上。 关键词：关键词：压力传感器 测重仪 单片机 - 2 - MSP430 microcontroller based electronic weighing instrument design (Major of Applied Electronic Technology, Information and Engineering college, Jin Hua College of Vocation And Technology, Liang
5、 Yan-yan) Abstract: With the rapid development of life, people have the weight of the growing use of this word now, small to large shopping malls aerospace family, for accurate and efficient measure the weight of objects, people weigh equipment requirements continue to increase from the original mac
6、hine, said electronic focus on instrument development to the present. The use of electronic weighing instrument is very popular, and gradually will replace the traditional mechanical said. Produced by the pressure sensor electronic weighing instrument has been widely applied to all walks of life, es
7、pecially the emergence of the microprocessor, the degree of automation of industrial production rising, the pressure sensors in process control has become an essential device. This paper introduces a microprocessor MSP430 MCU minimum system, and supported by several major electronic integrated circu
8、it designed for weighing instrument. This system is the use of pressure sensor to collect the current pressure, quickly and accurately calculate the weight of items and displays to LED digital tube. Keywords: pressure sensor, The test apparatus, microcontroller - 3 - 引言引言 随着时代科技的迅猛发展，微电子学和计算机等现代电子技术
9、的成就给传 统的电子测量与仪器带来了巨大的冲击和革命性的影响。单片机技术的出现给 工业测控领域带来了一次新的技术革命。随着单片机技术的不断提高，功能不 断完善，使其应用日趋成熟，应用领域日趋扩大。 目前，台式电子测重仪在日常生活中的使用已相当普遍，但存在较大的局 限性：体积大、成本高、需要工频交流电源供应、携带不便、应用场所受到制 约。现有的便携秤为杆秤或以弹簧、拉伸变形来实现计量的弹簧秤，居民用户 使用的基本是杆秤。弹簧盘秤制造工艺要求较高，弹簧的疲劳问题无法彻底解 决，一旦超过弹簧弹性限度，弹簧秤就会产生很大误差，以至损坏，影响到称 重的准确性和可靠性，只是一种暂时的代用品，也被列入逐渐取
10、消的行列。多 年来，人们一直期待测量准确、价格低廉的投放市场。基于电子测重仪的现状， 本课题拟研究一种用MSP430单片机控制的电子测重仪设计方案。这种电子测重 仪体积小、测量准确、携带方便，能够满足商业贸易和居民家庭的使用需求。 50年代中期电子技术的渗入推动了衡器制造业的发展。60年代初期出现机 电结合式电子衡器以来，经过40多年的不断改进与完善，我国电子衡器从最初 的机电结合型发展到现在的全电子型和数字智能型。我国电子衡器的技术装备 和检测试验手段基本达到国际90年代中期的水平。电子衡器制造技术及应用得 到了新发展。电子称重技术从静态称重向动态称重发展；计量方法从模拟测量 向数字测量发展
11、；测量特点从单参数测量向多参数测量发展。但就总体而言， 我国电子衡器产品的数量和质量与工业发达国家相比还有较大差距，其主要差 距是技术与工艺不够先进、工艺装备与测试仪表老化、开发能力不足、产品的 品种规格较少、功能不全、稳定性和可靠性较差等。 - 4 - 1 单片机的发展单片机的发展 单片机又称单片微控制器,它不是完成某一个逻辑功能的芯片,而是把一个 计算机系统集成到一个芯片上。概括的讲：一块芯片就成了一台计算机，学习 使用单片机是了解计算机原理与结构的最佳选择。还有它的体积小、质量轻、 价格便宜、而且它低电压，低功耗，便于生产便携式产品，因此为学习、应用 和开发提供了便利的条件。 单片机内部
12、也用和电脑功能类似的模块，比如CPU，内存，并行总线，还有 和硬盘作用相同的存储器件，不同的是它的这些部件性能都相对我们的家用电 脑弱很多，不过价钱也是低的，一般不超过10元即可。用它来做一些控制电器 一类不是很复杂的工作足矣了。我们现在用的全自动滚筒洗衣机、排烟罩、VCD 等等的家电里面都可以看到它的身影！它主要是作为控制部分的核心部件。它 是一种在线式实时控制计算机，在线式就是现场控制，需要的是有较强的抗干 扰能力，较低的成本，这也是和离线式计算机的（比如家用PC）的主要区别。 目前单片机渗透到我们生活的各个领域，几乎很难找到哪个领域没有单片 机的踪迹。导弹的导航装置，飞机上各种仪表的控制
13、，计算机的网络通讯与数 据传输，工业自动化过程的实时控制和数据处理，广泛使用的各种智能IC卡， 民用豪华轿车的安全保障系统，录象机、摄象机、全自动洗衣机的控制，以及 程控玩具、电子宠物等等，这些都离不开单片机。更高级的还有自动控制领域 的机器人、智能仪表、医疗器械等等。 综合所述，单片机已成为计算机发展和应用的一个重要方面。另一方面， 单片机应用的重要意义还在于，它从根本上改变了传统的控制系统设计思想和 设计方法。从前必须由模拟电路或数字电路实现的大部分功能，现在已能用单 片机通过软件方法来实现了，因此单片机的学习、开发与应用是十分重要的。 - 5 - 2 电子测重仪的相关理论与技术电子测重仪
14、的相关理论与技术 2.1 MSP430 单片机的特点单片机的特点 处理能力强：MSP430系列单片机是一个16位的单片机，采用了精简指令集 （RISC）结构，具有丰富的寻址方式（7 种源操作数寻址、4 种目的操作数寻 址）、简洁的 27 条内核指令以及大量的模拟指令；大量的寄存器以及片内数 据存储器都可参加多种运算；还有高效的查表处理指令。这些特点保证了可编 制出高效率的源程序。 运算速度快：MSP430 系列单片机能在25MHz晶体的驱动下，实现40ns的指 令周期。16位的数据宽度、40ns的指令周期以及多功能的硬件乘法器（能实现 乘加运算）相配合，能实现数字信号处理的某些算法，如FFT等
15、。 超低功耗：首先，MSP430 系列单片机的电源电压采用的是 1.8-3.6V 电压。因而可使其在 1MHz 的时钟条件下运行时，芯片的电流最低会在 165A左右，RAM 保持模式下的最低功耗只有 0.1A。其次，独特的时钟 系统设计。在 MSP430 系列中有两个不同的时钟系统：基本时钟系统、锁频 环（FLL 和FLL+）时钟系统和 DCO数字振荡器时钟系统。可以只使用一个晶 体振荡器（32768HZ），也可以使用两个晶体振荡器。由系统时钟系统产生 CPU 和各功能所需的时钟。并且这些时钟可以在指令的控制下，打开和关闭， 从而实现对总体功耗的控制 。在系统中共有一种活动模式（ AM）和五种
16、低 功耗模式（LPM0LPM4）。在实时时钟模式下，可达 2.5A ，在RAM 保持 模式下，最低可达 0.1A 。 片内资源丰富：MSP430 系列单片机的各系列都集成了较丰富的片内外设。 它们分别是看门狗（WDT）、模拟比较器 A、定时器A0（TIMER_A0）、定时 器A1（TIMER_A1）、定时器B0（TIMER_B0）、UART、SPI、I2C、硬件乘法 器、液晶驱动器、 10位/12位ADC、16位- ADC、DMA、I/O端口、基本定 时器（BASIC TIMER）、实时时钟（RTC）和USB控制器等若干外围模块的不 同组合。其中，看门狗可以使程序失控时迅速复位；模拟比较器进行模拟电 压的比较，配合定时器，可设计出 A/D 转换器；16 位定时器（ TIMER_A 和 TIMER_B）具有捕获/比较功能，大量的捕获 /比
