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1、东 北 石 油 大 学 课 程 设 计课 程 电子技术课程设计 题 目 数字电子秤 院 系 电气信息工程学院自动化系 专业班级 自动化14-4班 学生姓名 王士迪 学生学号 140601140412 指导教师 白丽丽 刘超 2016年 6 月 27日东北石油大学课程设计任务书课程 电 子 技 术 课 程 设 计 题目 数 字 电 子 秤 专业 自 动 化 姓名 王 士 迪 学号 140601140412 主要内容：基于数字逻辑及相关课程知识设计一个包含传感器，信号放大器，数模转换器，译码显示器功能的电子秤，进一步巩固理论知识，并增强对于数字系统的实践设计能力。基本要求：1. 实现重量传感功能（
2、可调电阻）2. 测量范围：0128，12553. 由数字显示电路显示主要参考资料：1.高吉祥等.电子技术基础试验与课程设计.北京.电子工业出版社2002.22.黄瑞祥等.数字电路识读.浙江.浙江科学技术出版社.2005.83.杨帮文.新编传感器实用宝典.北京.机械工业出版社.2005.44.余孟尝.数字电子技术基础简明教程（第二版）.北京.高等教育出版社.2006.125.科林等.TTL高速CMOS手册.北京.电子工业出版社.2004.56.孙余凯等.常用集成电路实用手册.北京. 电子工业出版社.2006.17.孙余凯等.常用集成电路实用手册（续集）.北京. 电子工业出版社.2008.18.邱
3、寄帆等.数字电子技术实验与综合实训.北京.人们邮电出版社.2005.9完成期限 2016.6.272016.7.3 指导教师 白丽丽 刘超 专业负责人 2016年 6 月27 日目 录1 引言.1 2 需求分析.1 3 概要设计.13.1设计方法13.2设计框架.13.3分模块设计思路.1 3.3.1电子秤传感器功能设计.2 3.3.2量程控制功能的设计.4 3.3.3数字显示功能设计.54 详细设计64.1 整体模块实现64.2 压力传感器模块64.3 量程控制模块84.4 译码驱动显示模块95 调试及操作说明105.1调试方法及结果.105.2使用说明.106 总结与体会11参考文献121
4、.引言设计实现一个具有温度采集、显示、加热、超温报警功能的数码控制加热器设计系统，既是对数字逻辑课程的巩固，检验所学知识的有效手段，更是进一步巩固知识和提升数字系统设计能力的重要方法。电子秤采用现代传感器技术、电子技术和计算机技术一体化的电子称量装置，才能满足并解决现实生活中提出的“快速、准确、连续、自动”称量要求，同时有效地消除人为误差，使之更符合法制计量管理和工业生产过程控制的应用要求。2.需求分析本节是该设计的方案与比较部分，对设计中所采用的芯片从多方面综合的进行比较，最后经过仔细的研究后决定所选的器件。 电子秤传感器的测量电路使用滑动变阻器和可调直流电源，通过A/D转换器，将模拟信号转
5、化为数字信号，从而实现传感器功能； 需要一个放大电路，我们将采用三运放大电路，主要的元件就是三运放大器，从而实现信号放大功能； 根据课题对量程的要求，采用2个74LS160D计数器用来控制量程，通过2个74LS85D4位数值比较器，实现量程控制功能； 根据课题对量程的要求，采用4个74LS160D计数器用于实现数字显示功能；3.概要设计3.1设计方法设计方法是在理解题目的基础上，将问题模块化，各个击破。完成后，再进行调试和验证，最后对系统进行完整设计，使设计过程的可靠性得到保证。3.2设计框架可调电阻模拟信号输入通过A/D转换为二进制信号输入译码由LED输出与8位数值比较器比较，并将相等的结果
6、输出依据相应的设计要求，该系统应有以下框架构成，如图3-1所示：图3-1系统 图3-1 系统功能框图各模块功能分别为： 传感器功能模块：改变电阻，从而改变了电流或电压的输入量，实现压力传感； 量程控制功能模块：将由A/D转换而来二进制信号与8位数值比较器进行比较，控制量程； 数字显示模块：由74LS160D和LED显示器用于数字显示功能的实现；3.3分模块设计思路本设计的数字电子秤由以下3部分组成：电子秤传感器模块、量程控制模块、数字显示模块，以下前三个模块为例进行介绍。3.3.1传感器HM10高精度压阻式压力传感器，是采用德国HeLM公司先进的硅压阻力敏元件封装在不锈钢壳体内组装调试而成，外
7、壳和接口材料均为不锈钢，介质兼容性好，性能稳定可靠，精度高，密封垫端面密封。图3-2压力传感器应压力传感器无法实现所以用如图3-3所示电路图代替；图3-3电子秤传感器电路图常见的A/D转换器实例模数转换器即A/D转换器，或简称ADC，通常是指一个将模拟信号转变为数字信号的电子元件。A/D转换一般要经过采样、保持、量化及编码4个过程。模数转换过程包括量化和编码。量化是将模拟信号量程分成许多离散量级，并确定输入信号所属的量级。编码是对每一量级分配唯一的数字码，并确定与输入信号相对应的代码。ADC类型繁多，在此，以ADC0808为例进行设计分析，图3-4为其外观图示：图3-4 ADC0808数模转换
8、器外观ADC0808的引脚名称如图3-5所示：图3-5 ADC0808外部引脚图共有28只引脚呈对称排列，相应引脚名称和功能，如表3-6所示：表3-6 ADC0808各引脚功能引脚名称功能描述IN0IN78路模拟输入，通过3根地址译码线ADDA、ADDB、ADDC来选通一路。ADDA、ADDB、ADDC模拟通道选择地址信号，ADDA为低位，ADDC为高位。VR(+)、VR(-)正、负参考电压输入端ALE地址锁存允许信号，高电平有效。STARTA/D转换启动信号，正脉冲有效。CLOCK接时钟脉冲OE数据输出允许信号，输入，高电平有效。当A/D转换结束时，此端输入一个高电平，才能打开输出三态门，输
9、出数字量。EOCA/D转换结束信号，输出，当A/D转换结束时，此端输出一个高电平（转换期间一直为低电平）。D0D7A/D转换后的数据输出端，为三态可控输出，故可直接和微处理器数据线连接。8位排列顺序是D7为最高位，D0为最低位。其内部结构图如3-7所示:图3-7 ADC0808原理图3.3.2量程控制功能的设计两个4位数的比较是从A的最高位A3和B的最高位B3进行比较，如果它们不相等，则该位的比较结果可以作为两数的比较结果。若最高位A3B3，则再比较次高位A2和B2，余类推。显然，如果两数相等，那么，比较步骤必须进行到最低位才能得到结果。真值表（见表3-2所示）中的输入变量包括A3与B3、A2与B2、A1与B1、A0与B0的比较结果。其中A和B是另外两个低位数，IAB、IABIABFAB3A3 B2A2B1 A1B0A0B0A0=B0A0=B0A0=B0A0=B0HLHLLHHLLLHLLHLHLHLHLHLLLHLHLHLHLHLHLLHLLLLLLLLLLHLL3.3.3数字显示功能设计74LS160D简介这种同
