终绘制成个总的电路原理图。但由于缺乏实践经验，电路中还有些功能不够完善，有写参数不够精确，而且抗干扰能力也不够好。总之，在这次课程实际中，我学会了怎样把自己所学的书本知识应用到实处。看到自己设计的功能电路能在仿真软件中运行调试好的电路正确运行，我有了很大的成就感。另外，通过具体的操作，我掌握了各个功能模块的接口设计方法，无论是在设计思想还是在动手能力上都有了很大的提高。参考文献余成波等传感器与自动检测技术高等教育出版社，沙占友等新型专用数字仪表原理与应用机械工业出版社,周航慈等智能仪器原理与设计北京航空航天大学出版社,张立科系列单片机程序设计人民邮电出版社,张金铎传感器用其应用西安电子科技大学出版社,沈红卫基于单片机的智能系统设计与实现电子工业出版社，吴金戌单片机实践与应用清华大学出版社,附录附录软件程序,禁止,再次启动转换最低位最高位附录两级放大电路仿真图硬件系统电路结构图附录系统测试结果分析附录元件明细表元件明细表名称数量名称数量电阻瓷片电容电解电容可变电阻芯片底座芯片底座排阻芯片芯片底座底座个共阴数码管数码管晶振底座插孔若干插线若干最低位最高位附录两级放大电路仿真图硬件系统电路结构图附录系统测试结果分析附录元件明细表元件明细表名称数量名称数量电阻瓷片电容电解电容可变电阻芯片底座芯片底座排阻芯片芯片底座底座个共阴数码管数码管晶振底座插孔若干插线若干附录附录软件程序,禁止,再次启动转换理图差动全桥电路由于传感器的输出为微弱的低频差分信号,其电压幅度为微伏级，必须经过放大电路进行调理放大，再进行测量。常用的放大电路可以由单运放放大器双运放放大器三运放放大器或直接由集成仪表放大器如等构成。下面以三运放构成的仪表放大器为例说明仪表放大器的工作原理及性能指标，运算放大器选择高精度运放。基本电路及放大原理图三运放电路原理图如上图，由运算放大器特性可知由分压原理可得故由于放大器为差值放大器，可知所以其差值放大倍数为当要改变增益时，仅须调整可变电阻即可。第二级放大电路的工作原理图第二级放大器原理图第二级放大电路其实是个增益可调的同相运算放大器，其作用是把第级放大电路输出的电压进步放大，以满足需要，工作原理如下设的输出电位为，输入第级放大电路输出，而可变电阻的实际有效接入部分的阻值为。对而言，两端的电位应近似相等，即而流过电阻上的电流可分别表示为又因为所以整理后，可得放大系数增益为设电阻阻值分别为，则第二级放大电路的理论计算增益为集成运算放大器有各档，它是高精度运算放大器，具有极低的失调电压和偏置电流，它的温漂系数为，具有较高的共模输入范围，共模抑制比，以及极宽的供电电流范围从到，双电源供电。的封装管脚排列以及基本连接方式如下图所示，般不需要调零，如需调零，可在和管脚之间接个电位器，阻值可为，参见基本接法图。图封装图图运算放大器引脚图通过利用仿真软件，可以得到参考设计电路。两级放大电路仿真如图所示。转换的工作原理般电子秤的转换精度越高越好，精度越高，电子秤的灵敏度越高。但的，然后关掉，打开送十位，再关掉，打开送百位,再关掉，打开送千位，由于速度足够快，那么我们将看到个数显示。显示电路模块流程图如图所示。图拆字程序流程图图显示电路模块流程图第章安装与调试硬件调试硬件调试是整个调试步骤中第步，硬件电路的正确性，是其它各部分正常工作的先决条件。首先判断购买的各个元器件本身是否已经损坏，按电路原理图安装电路，安装完毕，再则根据电路原理图仔细检查元器件是否有组装上的，诸如极性电容集成块安装方向等。再利用万用表检测各个焊点是否存在虚焊等问题，并且按照原理图部分部分的检测。进行调试，先硬件调试然后软件调试。是电桥的调零电阻，是整个放大电路的调零电阻调整运放增益。如果运放两个输入端上短接，则输出端电压也应该等于。但事实上，输出端总有些电压，该电压称为失调电压。如果将输出端的失调电压除以电路的噪声增益，得到结果称为输入失调电压或输入参考失调电压。必须对放大器的两个输入端施加差分电压，以产生输出。调节的阻值即可将电路调零。将应变电桥接入电路，调节调节电桥平衡，使电桥输出端电压为再通过调节调节电路放大增益。使第级放大倍数达到，第二级放大倍数在倍之间。软件调试软件调试主要应用软件进行程序的调试，软件全面支持汇编语言，语言的编译连接调试。转换程序的调试显示程序的调试综合调试在完成了硬件和软件调试工作以后，便可进行系统的综合调试。综合调试般采用全速断点调试运行方式，在这个阶段的主要工作是排除系统中遗留的以提高系统的动态性能和精度。故障分析与解决方案故障出现情况数码管显示数值不稳定数码管显示数值为零解决方案针对上述故障对应的解决方案在主程序调用显示程序之前加了个循环，实现循环调用显示程序，便实现了数值的稳定显示。开始显示数值始终为零，然后将程序中改成，编译下载后可以稳定的显示，说明显示部分的硬件电路和程序没有问题。再测的输入电压，测出个负值，由于此处的的为,为，所以的输入电压须为正值。然后调节应变电桥电阻的位置，便实现了的输入电压为正值，数码管便可正常显示。功能测试及结果分析测试电路板，增加砝码，记录输出电压信号，利用虚拟仪器采集测量电路的输出电压至电脑中，并分析数据。测试结果分析如图所示。图测试结果分析由图可分析知，灵敏度为，非线性误差为，参照设计指标考虑分辨率为，要求灵敏度不低于。系统线性度和灵敏度最小二乘法，要求非线性误差小于。本设计芯片价格比较贵，考虑到实验室条件，本次设计采用位串行芯片。是美国德州仪器公司生产的位串行转换器芯片，可与通用微处理器通过三条口线进行串行接口具有片内系统时钟和软硬件控制电路，转换时间最长微秒。允许的最高转换速率为次秒。总失调误差最大为最低有效位。可用于较小信号的采样。数码管显示的工作原理采用位共阴数码管动态显示显示电压值。统采用驱动数码管。首先显示个数,然后关掉，然后显示第二个数，又关掉，那么将看到连续的数字显示,轮流点亮扫描过程中，每位显示器的点亮时间是极为短暂的约，由于人的视觉暂留现象及发光二极管的余辉效应，尽管实际上各位显示器并非同时点亮，但只要扫描的速度足够快，给人的印象就是组稳定的显示数据，不会有闪烁感。这就是动态显示。图两级放大电路仿真第章硬件设计电路主要结构利用传感器与检测技术实验室已有的应变式称重台，将四片应变片采用全桥形式接入测量电路，经过两级放大电路放大，再由串行转换芯片进行转换，转换结果送入单片机，通过驱动四位数码管显示电压值。接线如图所示。稳压电路为确保给供应稳定的电压。故设计稳压电路，如图所示。图硬件系统电路结构两级放大电路本设计采用两级放大电路，由两个部分组成。前部分是采用三个运放构成的仪表放大器，后面的放大器将仪表放大器的输出电压进步放大。接线如图所示。转换电路般电子秤的转换精度越高越好，精度越高，电子秤的灵敏度越高。但的芯片价格比较贵，考虑到实验室条件，本次设计采用位串行芯片。与接线如图所示。图稳压电路图两级放大电路数字显示电路采用位共阴数码管动态显示显示电压值。统采用驱动数码管。数码管与接线如图所示。图转换电路图图数字显示电路图第章软件设计总程序模块设计在总程序中先将系统初始化，然后循环调用转换程序把转换后的数拆成码程序和数码管显示程序。程序流程图如图所示。电路模块设计当为低电平时为高阻状态。转换开始之前，必须为低电平，以确保完成转换。产生个时钟脉冲，以提供作为的的引脚输入。当为低电平时，最先出现在引脚上的信号为转换值的最高位。依次转换个数据，直至位转换完毕。程序流程图如图所示。图总程序模块程序流程图图转换程序流程图拆字程序模块设计拆字程序既把转换所得数据转换成码，流程图如图所示。显示电路模块设计在单片机中实际的工作流程如下先打开，送个附录附录序言孙子•算经记载秤之所起，起于黍，十黍为累，十累为铢，二十四铢为两，十两为斤。称重技术自古以来就被人们所重视，在传说的皇帝设五量中，权衡既为五量之首。夏禹的声为吕，声为度，称以出循守会稽，乃审权衡，平斗斛等，均说明了在我国古代称重技术所处的位置和重要性。在公元前，人们为了对货物交换量的估计，起初采用木材或陶土制作的容器作为交换货物的计量。以后，又采用简单的秤来测定质量。在世纪后期，随着工业化的迅猛发展，出现了大量迅速称量散料物品的自动秤。第台定量自动秤约在年获得型式批准的，它是由倾斜象限杆秤发展来的。每次约可称量。这种自动秤的称量过程分以下几个阶段，打开装满散料的容器，把散料输入到秤斗里进行称量，到达平衡位置时，关闭进料闸门，自动卸空料斗，秤斗和气动联动装置回到初始位置，自动地启动下个称量程。随着科技革命，传感器技术的迅速发展，单片机的出现，电子秤走进的人们的生活。电子秤的发展过程与其它事物样，也经历了由简单到复杂，由粗糙到精密，由机械到机电结合再到全电子化，由单功能到多功能的过程。特别是近年以来，工艺流程中的现场称重，配料定量称重，以及产品质量的监测等工作，都离不开能输出电信号的电子衡器。这是由于电子衡器不仅能给出质量或重量值的信号，而且也能作为总系统中的个单元承担着控制与检验功能，从而推动工业生产和贸易交往的自动化和合理化。近年来，电子衡器已愈来愈多地参与到数据处理和过程控制之中。现代称重技术和数据系统已经成为工艺技术，储运技术，预包装技术，收货业务及商业销售领域中不可缺少的组