电子秤629800677共32页PPT资料

放大电路组成
1. 前级采用TS-2型放大器放大后，将原先桥式应 变传感器输出的毫伏级电压转换成4-20mA电流
2.中间加零位校正电路，用电流源将4mA-20mA电流迁移 到0mA-16mA抑制零点飘移。
3. 后级电路采用廉价的仪器放大器，将电流信号转换为 电压信号输出。由于阻容耦合电路的隔直作用，后级的 仪器放大器可以做到滤波调节阻值的作用，进而提高电 子秤的精度。
39 38 37 36 35 34 33 32
P2.0 P2.1 P2.2 P2.3 P2.4 P2.5
P2.6 P2.7
21 22 23 24 25 26 27 28
P3.0 P3.1 P3.2 P3.3 P3.4 P3.5 P3.6 P3.7
10 11 12 13 14 15 16 17
数据采集部分电路设计
应用传感器设计电子秤
【实验设计思想】
物理重量
指示表数值
–
电子秤是利用物体的重力 作用来确定物体质量（重 量）的测量仪器
(1)称重传感器
即由非电量（质量或重量）转换成电 量的转换元件，它是把拉压力变换成电压的 变化或其它形式的适合于计量求值信号的装 置。
(2)测量显示和数据输出的载荷测量装置
即处理称重传感器信号的电流源或电压 源、调节器、补尝元件、保护线路等）和指示 部件（如显示、打印、数据传输和存贮器件 等）。这部分习惯上称载荷测量装置或二次仪 表。在数字式的测量电路中，通常包括前置放 大、滤波、运算、变换、计数、寄存、控制和 驱动显示等环节。
设计思路
当被称物体放置在秤体的秤台上时，其重量便通过 秤体传递到称重传感器，传感器随之产生电阻应变效应， 将阻值变化转变成电压信号，使物体的重量转换成与被称 物体重量成一定函数关系(一般成正比关系)的电信号(电压 或电流等)。
此信号由放大电路进行放大、经滤波后再由模/ 数（A/D）器进行转换，数字信号再送到微处器的CPU 处理，CPU不断扫描键盘和输出开关，根据键盘输入 内容和各种功能开关的状态进行必要的判断、分析、 由仪表的软件来控制各种运算。
显示电路部分
数据显示是电子秤的一项重要功能，是人机交换 的主要组成部分，它可以将测量电路测得的数据经过 微处理器处理后直观的显示出来 ,LCD液晶显示器是一 种极低功耗显示器，从电子表到计算器，从袖珍时仪 表到便携式微型计算机以及一些文字处理机都广泛利 用了液晶显示器。
键盘处理部分
电子秤需要设置单价（十个 数字键），还具有小数点、输出 等功能，总共需设置13个键（包 括一个复位键）12个按键使用 3×4矩阵式键盘，另外一个复位 键使用独立式按键实现。
运算结果送到LCD显示器显示。一般地信号的放大、 滤波、A/D转换以及信号各种运算处理都在信号采集电路 中中完成。
系统设计总体方案框图
系统由6个部分组成：控制器部分、测量部分、报警部分、数据显示部 分、键盘部分、和电路电源部分
放大电路
A/D转换器
超重报警
压力传感器
AT89S52单片机
键盘
LCD显示
各部分电路设计
AT89S51的最小系统电路
AT89S51单片机的最小系统由时钟、 复位电路、电源电路及单片机构成。单 片机的时钟信号用来提供单片机片内各 种操作的时间基准，复位操作则使单片 机的片内电路初始化，使单片机从一种 确定的初态开始运行
GND +5 V
C1 30PF
X1
U1
C2
30PF
19
CRYSTAL
18 20
XTAL1 XTAL2
R2 10k
VSS
9
RST
C3 10uF
R1 100 D1
29 30 31
40
1 2 3 4 5 6 7 8
PSEN ALE EA VCC
P1.0 P1.1 P1.2 P1.3 P1.4 P1.5 P1.6 P1.7
AT89S51
P0.0 P0.1 P0.2 P0.3 P0.4 P0.5 P0.6 P0.7
数据采集部分电路包括传感器输出信 号放大电路、A/D转换器与单片机接口电路。
传感器和其外围以及放大电路设计
传感器检测电路的功能是
RV1
2k
44%
+12V
把电阻应变片的电阻变化转变为 电压输出，由于电桥电路具有很 多优点，如可以抑制温度变化的 影响，可以抑制侧向力干扰，可
C4
0.01uF
R3
510 -12V
A/D转换器
1. ADC0809引脚及功能
2. 逐次比较式8路模拟 输入、8位输出的A/D转 换器。引脚如图11-14所 示。
共28脚，双列直插式封装。主要引脚功能如下：
(1)IN0~IN7：8路模拟信号输入端。
(2) D0~D7：8位数字量输出端。 (3) C 、B 、A：控制8路模拟通道的切换，C、B、A=000
~111分别对应IN0~IN7通道。 (4) OE、START、CLK：控制信号端，OE为输出允许端，START
为启动信号输入端，CLK为时钟信号输入Βιβλιοθήκη Baidu。 (5)VR(+)和VR(-)：参考电压输入端。
2. ADC0809结构及转换原理 结构如图11-15。
0809完成1次转换需100s左右，可对0~5V信号进行转换。
2 3 U2:A(-IP)
8
TL072
R4
47k
C6
+12V100nF
RV2(2)
RV2(2) VALUE=-20m
是为了满足系统精度可调的要求
而设计。其电路图如图所示
A/D转换芯片与AT89S52单片机接口电路设计
RS RW LCD EN
U1
19 XTAL1 18 XTAL2
9 RST
称重传感器
称重传感器在受到压力或拉力时会产生 电信号，受到不同压力或拉力是产生的电信 号也随着变化，而且力与电信号的关系一般 为线性关系。本系统中采用的力传感器是航 天科技集团公司7Ol所的BK-2F型高精度S形 测力/称重传感器。其测量作用力的最大范围 可达20N，精度为0．05％。输出经过TS-2型 放大器放大后，输出流范围为4-20mA。
40%
RV2
5k
以比较方便的解决称重传感器的 +5V
补偿问题等。由于传感器输出的
电流信号很小，是mA级的电流
D1
DIODE
1
信号，因此为了提高系统的精度，U3(IN0)
D2
将电流信号转化为电压信号在传
DIODE
感器电路的设计过程中，增加了
由普通运放设计的增益调节阻，
U2:A(OP)
4
C5 100nF U2:A