电子秤改进方法

1、电工电子课程设计任务书题目电子秤的改进方法 班级 09无非（1）班 学号姓名徐春亮指导徐琼琼时间2011年6月9日景德镇陶瓷学院目录 TOC o 1-5 h z HYPERLINK l bookmark12 o Current Document 第一章引言3 HYPERLINK l bookmark15 o Current Document 1.1本设计的任务和主要内容4 HYPERLINK l bookmark22 o Current Document 1.2基本工作原理及原理框图4 HYPERLINK l bookmark25 o Current Document 第二章 硬件电路的设计5

2、 HYPERLINK l bookmark34 o Current Document 2.1电阻应变式传感器的选择5 HYPERLINK l bookmark37 o Current Document 2.2三运放大电路的设计8 HYPERLINK l bookmark40 o Current Document ADC0809 A/D 转换器8LED显示电路的设计112.5总体工作电路原理图12参考书籍13 HYPERLINK l bookmark65 o Current Document 元件清单14 HYPERLINK l bookmark82 o Current Document 设计心

3、得体会15第一章引言我国的废旧物资回收工作，就是我们的通常讲的再生资源，这个工作已经有 五十多年的历史了。1954年4月28日，经邓小平同志批准，在中央人民政府， 政务院，财经委员会成立了废旧物资回收局，从此我国的废旧物资这个行业正式 宣告诞生。目前我国从事再生资源回收利用的企业，我们统计一下大约有八万家 左右。回收加工的工厂有六千余家。回收的网点约有20万个。从业人员达到近 千万人。这其中绝大部分是从事个体和是民营的回收，承担了整个再生资源市场 的80%的回收量。十一五期间主要回收的废旧物资的总量为为四亿吨。年平均回收量在八千万 吨左右。年均的增长率在12%以上。主要的废旧物资回收总值超过了

4、 6500亿元， 年均增长率超过了 20%。在这其中，废钢铁废有色金属有较大的进口量。上述主 要的废料约为1.3亿吨，年均的进口量为2450万吨。年均的增幅超过了 20%以 上。其中进口的废钢铁4530万吨，年均增长超过了 5%，后三年超过了 15%。非 有色金属年均增长率18%，废塑料年增长率超过了 20%。增长的速度很快，特别 是十一五期间。特别是2003年到2005年，特别是今年以后增长速度非常快。本课程设计的电子秤以单片机为主要部件，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。其中测量电路中最主

5、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。而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。1.1设计的任务与主要内容1）运用电阻应变式传感器并采用全桥测量电路2）设计一款电子秤，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

6、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：传感器 、*三运放大器传感器 、*三运放大器ADC0809A/D转换器80318155LED显示器N图1.2-1基本工作原理框图电路方框图如下：图1.2-2图1.2-2电路方框图第二章硬件的设计2.1传感器的选择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

7、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：电阻丝温度系数引起的。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

8、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。L.提图1.2-3应变式传感器安装示意图全桥测量电路中，将受力性质相同的两应变片接入电桥对边，当应变片 初始阻值：R=R2=R3=R4，其变化值 R1=ar2=ar3=ar4时，其桥路输 出电压Uout=KE 8。其输出灵敏度比半桥又提高了一倍，非线性误差和温度误 差均得到改善。2.1.2电阻应变式传感器的测量电路常规的电阻应变片K值很小，约为2,机械应变度约为0.0000010.001，所 以，电阻应变片的电阻变化范围为0.00050.1欧姆。所以测量电路应当能精确 测量出

9、很小的电阻变化，在电阻应变传感器中做常用的是桥式测量电路。桥式测量电路有四个电阻，其中任何一个都可以是电阻应变片电阻，电桥的 一个对角线接入工作电压U，另一个对角线为输出电压Uo。其特点是：当四个 桥臂电阻达到相应的关系时，电桥输出为零，或则就有电压输出，可利用灵敏检 流计来测量，所以电桥能够精确地测量微小的电阻变化。测量电路是电子秤设计电路中是一个重要的环节，我们在制作的过程中应尽 量选择好元件，调整好测量的范围的精确度，以避免减小测量数据的误差。图1.2-4全桥测量电桥图图1.2-5三运放大电路结构图它由电阻应变片电阻R1、R2、R3、R4组成测量电桥，R=R2=R3=R4= 350 Q，

10、加热丝阻值为50Q左右，测量电桥的电源由稳压电源Uin供给。将差动 放大器调零，合上电源开关，调节电桥平衡电位RW1,使数显表显示。.。将 10只标准砝码全部置于传感器的托盘上，调节电位器RW3 （增益即满量程调节） 使数显表显示为0.200V（2V档测量）或一0.200V。拿去托盘上的所有砝码，调节 电位器R W4 （零位调节）使数显表显示为0.0000V。重复2、3步骤的标定过程， 一直到精确为止，把电压量纲V改为重量纲g，就可以称重。成为一台原始的电 子秤。2.2三运放大电路本次课程设计中，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。在许多需要用A/D转换和数字

11、采集的单片机系统中，多数 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，在此情况下，就 必须选择一种符合要求的放大器。图1.2-6三运放大电路结构图2.3 ADC0809 A/D 转换器ADC0809是带有8位A/D转换器、8路多路开关以及微处理机兼容的控 制逻辑的CMOS组件。它是逐次逼近式A/D转换器，可以和单片机直接接口。ADC0809的内部逻辑结构:n-ioINIn-T2n-n：IH4n-T5n-reIMTAEcALE8蹈A/D 转 换 器态 输 出 锁 存 器8路模拟Enjn开关由上图可知，ADC080

12、9由一个8路模拟开关、一个地址锁存与译码器、一个A/D 8蹈A/D 转 换 器态 输 出 锁 存 器8路模拟Enjn开关CE7(53&02.3.2引脚结构：CE7(53&0IN0-IN7： 8条模拟量输入通道ADC0809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

13、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。CBA选择的通道000IN0001IN1010IN2011IN3100IN4101IN5110IN6111IN7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。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

14、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500KHZ，VREF ( + )，VREF (-)为参考电压输入。2.3.3 ADC0809 应用说明：ADC0809内部带有输出锁存器，可以与8031直接相连。初始化时，使ST和OE信号全为低电平。送要转换的哪一通道的地址到A，B，C端口上。在ST端给出一个至少有100ns宽的正脉冲信号。是否转换完毕，我们根据EOC信号来判断。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

15、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。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

16、，而共阴极点或共阳极点分别由响应的I/O 口线控制。ALE RESE11ALE RESE11WRPg.7图2.4-1LE D显示电路图2.4 总体工作电路原理图元件清单:1）电阻丝应变片1个2）加热丝1个3）电位器4个4）LED显示器1个ADC0809 A/D转换器1个5）350欧姆电阻4个，1K欧姆电阻4个，10K欧姆电阻2个，7K欧姆电阻2个6）导线参考文献：1、现代传感技术，李科杰等著，电子工业出版社2、常用传感器应用电路的设计与实践，何希才著，科学出版社3、最新传感器使用手册，杨帮文编，人民邮电出版社4、电子技术实践及仿真，孙丽霞主编，高等教育出版社5、智能传感器系统设计与应用，主编:沙占友，副主编：王彦朋，葛家怡， 文环明等，电子工业出版社设计心得体会：电子与电工课程设计上一门强理论性的课程。在老师讲解完设计实验的要 求后，我们便开始留心身边的一些简单实用的电子用品，希望能在这些用品上