本文設計的電子稱以單片機為主要部件,用C語言進行軟件設計,硬件則以雙孔梁,放大系統(tǒng),A/D轉(zhuǎn) 換系統(tǒng),數(shù)碼管顯示系統(tǒng)的五部分組成,通過電路輸出電壓和標準重量的線性關系,建立具體的數(shù)學模型,將電壓 量綱(V)轉(zhuǎn)換成重量綱(g)即成為一臺原始的電子稱,最后將所得的重量通過數(shù)碼管顯示出來。本文設計的電子秤雖然是一個極其簡單的儀器,但是通過它可以更深入的了解儀器的工作原理以及其優(yōu)異的性能。
0.引言
在我們生活中經(jīng)常都需要測量物體的重量,于是就用到稱, 但是隨著社會的進步,科學的發(fā)展,我們對其要求操作方便, 易于識別。隨著計量技術和電子技術的發(fā)展,電子稱向提高精 度和降低成本方向發(fā)展的趨勢對低成本,高性能模擬信號處理 器件需求的增加,通過近年來電子稱產(chǎn)品的發(fā)展情況及國內(nèi)外 市場的需求,電子稱總的發(fā)展趨勢是小型化,模塊化,集成化, 智能化。
1.電子秤發(fā)展研究現(xiàn)狀
近幾年,我國的電子稱重系統(tǒng)從最初的機電組合型發(fā)展到 現(xiàn)在的全電子型和數(shù)字智能型,電子稱重技術逐漸從靜態(tài)稱重 到動態(tài)稱重發(fā)展,從模擬測量到數(shù)字測量發(fā)展,從單參數(shù)測量 向多參數(shù)測量發(fā)展。在國際上一些發(fā)達國家在電子稱重力一面, 特別是在準確性和可靠性等方面有了很大的提高,國外產(chǎn)品的 品種和結(jié)構(gòu)又有創(chuàng)新,技術功能和應用范圍不斷擴大。
隨著信息時代的到來在工業(yè)過程檢測和稱重計量與控制系 統(tǒng)中,數(shù)字化電子稱和數(shù)字稱重系統(tǒng)的應用越來越多。作為一 種計量手段,廣泛應用于工農(nóng)業(yè),科研,交通,內(nèi)外貿(mào)易等各 領域,而且作為工業(yè)控制系統(tǒng)和商業(yè)管理系統(tǒng)的一 個組成部 分,它起到了縮短作業(yè)時間,改善操作條件,降低能源和材料 的消耗,提高產(chǎn)品質(zhì)量和加強企業(yè)管理,改善經(jīng)營管理等多方 面的作用,稱重裝置的應用已經(jīng)遍及到國民經(jīng)濟各領域,取得 了顯著的經(jīng)濟效益。
2.電子稱設計方案分析
2.1電子秤的設計要求及工作原理
系統(tǒng)分為三大模塊:數(shù)據(jù)采集模塊,控制模塊,數(shù)碼管顯 示模塊。當物體放在秤盤上時,壓力施給雙孔梁,該雙孔梁發(fā) 生形變,從而使阻抗發(fā)生變化,同時使激勵電壓發(fā)生變化,輸 出電壓信號通常很小,需要前端信號處理電路進行準確性的 放大,輸出一個變化的模擬信號。模擬信號通過A/D轉(zhuǎn)換成 數(shù)字信號,轉(zhuǎn)換成便于處理的數(shù)字信號輸出到CPU運算控制。 然后由數(shù)碼管顯示出來。
2.2數(shù)據(jù)采集部分的方案確定
2.2.1傳感器
現(xiàn)代科學技術的發(fā)展,將人類社會帶入了一 1、信息社會, 在這信息社會,人們獲取大量的信息,人們的生活主要是依 靠對信息的開發(fā)-、傳輸與處理,傳感器在這1、信息的處理過程 中占有很重要的位置,是感知與獲取信息的窗口,信息的檢測 與離不開傳感器,所有科學研究和生產(chǎn)過程要獲取的信息都要 通過傳感器轉(zhuǎn)換為易傳輸與處理的電信號,因此傳感器在加工 處理信息的過程中處于十分重要的位置。
2. 2. 2 A/D轉(zhuǎn)換部分
本次設計的電子稱由于是基于STC12C5A60S2控制的, STC12C5A60S2系列單片機ADC由多路選擇開關,比較器,逐 次寄存器,10位DAC,轉(zhuǎn)換結(jié)果寄存器(ADC一RES和ADC一 RESL )以及 ADC-C0NTR 構(gòu)成.
3.電子秤硬件設計分析
3.1基于STC12C5A60S2單片機的主控模塊
單片機控制模塊使用的是STC12C5A60S2,使用該芯片很 容易實現(xiàn)對其他模塊的控制。通過對單片機STC12C5A60S2寫 入程序,可以方便的用軟件來控制整個過程。
3.2數(shù)碼管顯示與傳感器系統(tǒng)
本次設計利用數(shù)碼管顯示系統(tǒng)將測量物體的質(zhì)量顯示出 來,七段顯示器就是一種典型的編碼輸出實閩,可顯示0?9 的阿拉伯數(shù)字。傳感器系統(tǒng)將測量雙孔梁發(fā)生形變通過電平傳 給單片機工作。
4.電子秤軟件設計分析
C語言是一種通用的計算機程序設計語言,在國際上非常 流行,它既可以用來編寫計算機的系統(tǒng)程序,也可以用來編寫 一般的應用程序。單片機應用系統(tǒng)更是如此,C語言是當前 最流行的程序設計語言,它像其他高級語言一樣,面向用戶, 面向解題的過程,編程者不必熟悉具體得及損及內(nèi)部結(jié)構(gòu)和指 令,C語言又像匯編語言一樣可以對機器硬件進行操作。
5.結(jié)論
電子儀器的水平隨著集成電路和計算機技術的發(fā)展而不斷 提高,傳統(tǒng)的儀器被現(xiàn)代化智能儀器所取代是社會發(fā)展的必然 結(jié)果,傳感器在信息加工和處理的過程中起到的作用越來越大, 因此,應該加強對傳感器的開發(fā)利用,為促進電子儀器的發(fā)展 提供幫助。