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1、重量测量电路课程设计班级：*专业：*学生姓名：*指导老师：*日期：*年*月*日目录第一节 绪论21.1 本设计的任务和主要内容21.2 基本工作原理及原理框图3第二节 硬件电路的设计32.1电阻应变式传感器的选择（了解）32.2 三运放大电路的设计72.3 ADC0809 A/D 转换器（了解）82.4 LED 显示电路的设计（了解） 112.5 总体工作电路原理图 1 2第三节软件的设计（选做）13第四节 设计总结 15 参考书籍16 附图 1 7重量测量电路设计第一节 绪论本课程设计的重量测量电路是电子称的主要部分。利用全桥测量 原理，通过对电路输出电压和标准重量的线性关系，建立具体的数学
2、 模型，将电压量纲（V）改为重量纲（g）即成为一台原始电子秤。 其中重量测量电路中最主要的元器件就是电阻应变式传感器。电阻应 变式传感器是传感器中应用最多的一种，本设计采用全桥测量电路， 使系统产生的误差更小，输出的数据更精确，但由于传感器的成本较 高，我们就只对其性能以及工作原理进行了解，而不做具体操作的要 求。三运放大电路的作用就是把传感器输出的微弱的模拟信号进行一 定倍数的放大，以满足A/D转换器对输入信号电平的要求ADC0809 A/D转换的作用是把模拟信号转变成数字信号，进行模数转换，然后 把数字信号输送到显示电路中去，最后由显示电路显示出测量结果， 此部分也只做了解。1.1本设计的
3、任务和主要内容设计的主要内容如下：1）运用电阻应变式传感器并采用全桥测量电路2）设计一款简易的重量测量电路，用LED液晶显示器显示被称物体的质量3）电路由全桥测量电桥，三运放大电路，A/D转换电路，LED显 示电路4）写出详细的实验报告1.2 基本工作原理及原理框图基本工作原理框图如下：、-二运ADC0809传感器二放大器二 A/D转二 换器80318155LEDK 曰w.:显示器图 1.2-1 基本工作原理框图电路方框图如下：图 1.2-2 电路方框图第二节 硬件的设计2.1 传感器的选择（只做了解）2.1.1 电阻应变式传感器的组成以及原理电阻应变式传感器是将被测量的力，通过它产生的金属弹
4、性变形 转换成电阻变化的元件。由电阻应变片和测量线路两部分组成。常用 的电阻应变片有两种：电阻丝应变片和半导体应变片，本设计中采用 的是电阻丝应变片，为获得高电阻值，电阻丝排成网状，并贴在绝缘 的基片上，电阻丝两端引出导线，线栅上面粘有覆盖层，起保护作用。电阻应变片也会有误差，产生的因素很多，所以测量时我们一定 要注意，其中温度的影响最重要，环境温度影响电阻值变化的原因主 要是：A. 电阻丝温度系数引起的。B. 电阻丝与被测元件材料的线膨胀系数的不同引起的。对于因温度变化对桥接零点和输出，灵敏度的影响，即使采用同 一批应变片，也会因应变片之间稍有温度特性之差而引起误差，所以 对要求精度较高的传
5、感器，必须进行温度补偿，解决的方法是在被粘 贴的基片上采用适当温度系数的自动补偿片，并从外部对它加以适当 的补偿。非线性误差是传感器特性中最重要的一点。产生非线性误差 的原因很多，一般来说主要是由结构设计决定，通过线性补偿，也可 得到改善。 滞后和蠕变是关于应变片及粘合剂的误差。由于粘合剂 为高分子材料，其特性随温度变化较大，所以称重传感器必须在规定 的温度范围内使用。7； r: 2ADC0809对输入模拟量要求：信号单极性，电压范围是0-5V,若信号太小，必须进行放大；输入的模拟量在转换过程中应该保持不变 如若模拟量变化太快，则需在输入前增加采样保持电路。地址输入和控制线： 4 条ALE为地
6、址锁存允许输入线，高电平有效。当ALE线为高电平时， 地址锁存与译码器将A，B, C三条地址线的地址信号进行锁存，经 译码后被选中的通道的模拟量进转换器进行转换。A, B和C为地址输入线，用于选通IN0-IN7上的一路模拟量输入。通道选择表如下表所示。CB00000101A选择的通道0IN01INI0IN21IN3101011110IN41IN50IN61IN7数字量输出及控制线：11条ST为转换启动信号：当ST上跳沿时，所有内部寄存器清零；下跳沿 时，开始进行A/D转换；在转换期间，ST应保持低电平。EOC为转 换结束信号。当 EOC 为高电平时，表明转换结束；否则，表明正在 进行A/D转换
7、。OE为输出允许信号，用于控制三条输出锁存器向单 片机输出转换得到的数据。OE=1,输出转换得到的数据；OE= 0, 输出数据线呈高阻状态。D7-D0为数字量输出线。CLK为时钟输入信号线：因ADC0809的内部没有时钟电路，所需时 钟信号必须由外界提供，通常使用频率为500K HZVREF ( + ), VREF ()为参考电压输入。2.3.3 ADC0809 应用说明：1) ADC0809内部带有输出锁存器，可以与8031直接相连。2) 初始化时，使ST和OE信号全为低电平。3) 送要转换的哪一通道的地址到A, B, C端口上。4) 在ST端给出一个至少有100ns宽的正脉冲信号。5) 是
8、否转换完毕，我们根据EOC信号来判断。6)当EOC变为高电平时，这时给OE为高电平，转换的数据就输出给单片机了。2.4 LED 显示电路设计（只做了解）2.4.1 LED 显示器结构与原理LED 显示块是由发光二极管显示字段的显示器件。在单片机应 用系统中通常使用的是七段LED。这种显示块有共阴极与共阳极两 种。共阴极 LED 显示块的发光二极管阴极共地。当某个发光二极管 的阳极为高电平时，发光二极管点亮；共阳极LED显示块的发光二 极管阳极并接。2.4.2 LED 显示器与显示方式在单片机应用系统中使用LED显示块构成N位LED显示器。N 位LED显示器有N根位选线和8*N根段选线。根据显示方式不同， 位选线与段选线的连接方法不同。段选线控制字符选择，位选线控制 显示位的亮，暗。LED 显示器有静态显示与动态显示两种方式。我们使用的为动 态显示LED动态显示方式。在多位 LED 显示时，为了简化电路，降低成本，将所有位的段选线 并联在一起，由一个8位I/O 口控制，而共阴极点或共阳极点分别由 响应的I/O 口线控制。图 2.4-1LED 显示电路图2.5 总体工作电路原理图IX応i/kEFi： +VREF - 1匚LILO-11匚ALE-riB hetrrSIAE：A|_篙-Ir rril i“iFlWT*43i-.第三节 软件的设计（
