基于8086CPU設(shè)計(jì)的包含傳感器， 信號(hào)放大器，A/D轉(zhuǎn)換，譯碼顯示器 功能的電子秤，通過匯編語言編程， Protues軟件仿真來模擬電子稱的實(shí) 現(xiàn)。此電子秤性能價(jià)格比高、功耗低、 系統(tǒng)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單、速度快、測(cè)量準(zhǔn)確、自 動(dòng)化程度高等特點(diǎn)。

0.引言

隨著科技的迅猛發(fā)展,電子技術(shù)在生 活中得到了廣泛的應(yīng)用這給電子技術(shù)的 發(fā)展帶來了空前的機(jī)會(huì),同時(shí)也帶來了很 大的挑戰(zhàn)電子技術(shù)逐漸的向著集成化、 高速、高精度、智能化的方向發(fā)展.

以8088CPU為核心設(shè)計(jì)一個(gè)電子秤檢測(cè)系統(tǒng)(A/D采用ADC0809 ),系統(tǒng)可實(shí) 現(xiàn)一路壓力信號(hào)的采集.在顯示器上顯示 當(dāng)前質(zhì)量

利用CZL-1R型橋路（應(yīng)變片）壓力傳感器（量程500克）實(shí)現(xiàn)R-V物理 量變換，將壓力傳感器輸出的小信號(hào)經(jīng) 過放大和低通濾波后，送至A/D轉(zhuǎn)換器 ADC0809轉(zhuǎn)換成8位數(shù)字量信號(hào)編制程 序,采集并顯示壓力值(顯示質(zhì)量）。

在測(cè)量過程中，當(dāng)壓力超過容限后， 通過電壓比較開通硬件報(bào)警電路報(bào)警每 隔0.1s檢測(cè)一次,連續(xù)檢測(cè)10次,取其平 均值,經(jīng)標(biāo)度變換,轉(zhuǎn)為BCD碼后送顯示 器顯示,每乜刷新一?欠顯示顯示方式為： 例：重量：500 g,:

1.總體方案

根據(jù)電子稱的稱重的基本要求,需要 通過重量傳感器采集到重量信號(hào),經(jīng)過處 理后由模擬量轉(zhuǎn)化成數(shù)字量,因此每一 個(gè)數(shù)字量對(duì)應(yīng)物體的一個(gè)重量(在一定精度 范圍內(nèi)）,所以只要將物體的重量與轉(zhuǎn)化 的數(shù)字量建立起一個(gè)合適的映射關(guān)系輸 出.即可完成一定的稱重要求.而其它功 能可以通過軟件編程來實(shí)現(xiàn),：

根據(jù)以上所述,需要完成的主要有：

(1 )傳感器設(shè)計(jì)：得到所稱重重量的 模擬量

(2) A/D轉(zhuǎn)換：將采集到的模擬量轉(zhuǎn) 化成數(shù)字量

(3 )建立合適的映射關(guān)系,：

(4）踰出

(5 )其它功能的完成 傳感器的設(shè)計(jì)：利用壓力傳感器 (Protues仿真中可用電位計(jì)模擬壓力傳感 器）組成的單臂電橋電路(實(shí)際中為提高 靈敏度可以采用全橋電路)實(shí)現(xiàn)R-V物理 量變換，通過將壓力傳感器輸出的小信號(hào) 經(jīng)過放大后可以得到所需重物重量的模 擬量

A/D轉(zhuǎn)換:可采用所學(xué)的逐次逼近法， 利用ADC0809芯片實(shí)現(xiàn)A/D轉(zhuǎn)化功能， ADC0809芯片是8位逼近的，采樣電壓為 0—5V,:

建立合適的映射關(guān)系：由于壓力傳 感器電阻變化的大小與壓力的大小成正 比，電橋在一定情況下輸出電壓的大小 與E力傳感器電阻變化的大小成正比， ADC00809芯片采樣電壓的范圍為0— 5V,:因此在保證不改變電位計(jì)電阻大小的 情況下,輸出電壓是0V，只需利用放大電 路將重物在0~500克時(shí)橋路輸出的電壓放大為0—5V即可。此時(shí),0.01V代表1克輸出：輸出時(shí)只需將二進(jìn)制數(shù)字量在 轉(zhuǎn)化成相對(duì)應(yīng)的電壓值.在乘以100輸出 即可得到相應(yīng)的輸出值,

在輸出時(shí)由于需要輸出多位數(shù).因此 可以用可編程串行通信控制器88251A和 7段LED數(shù)碼管輸出

其它功能：（1 ).報(bào)警裝置可以采用 LED燈顯示.電壓大于5V時(shí).既重物重量 大于500克時(shí).LED燈亮,:（2).每隔0.1 秒檢測(cè)和1秒刷新.可以在程序中經(jīng)過延 時(shí)來完成,:（3 ).連續(xù)檢測(cè)10次.既連續(xù)采 樣10次,可以在程序中利用循環(huán)采樣實(shí) 現(xiàn)。

2.硬件設(shè)計(jì)

硬件部分主要由8086CPU、ADC0809 AD轉(zhuǎn)換器、可編程外圍接口芯片8855A、 74HC373、74HC138、單臂電橋、放大電路 和數(shù)碼管等組成8086CPU是整個(gè)電路 的核心.驅(qū)動(dòng)其它芯片工作,：ADC0809芯 片是電路的不可少的重要部分.采集到重 物的重量轉(zhuǎn)化的電壓模擬信號(hào).將之轉(zhuǎn)化 為二進(jìn)制的數(shù)字量,:，8255A作為整系 統(tǒng)中不可或缺的一部分.承擔(dān)了負(fù)責(zé)CPU 與輸出顯示7段LED數(shù)碼管聯(lián)系的作用.

8086CPU將采樣后的二進(jìn)制數(shù)經(jīng)過運(yùn)算 轉(zhuǎn)換為0~500的十進(jìn)制數(shù)字通過8255A

口輸出.使七段顯示譯碼管實(shí)時(shí)顯示所測(cè) 重物的重量值圖1 )

3.軟件設(shè)計(jì)

程序設(shè)計(jì)是一件復(fù)雜的工作.為了把 復(fù)雜的工作條理化.就要有相應(yīng)的步驟和 方法其步驟可概括為以下三點(diǎn)：

(1 )分析系統(tǒng)控制要求.確定算法：對(duì) 復(fù)雜的問題進(jìn)行具體的分析.從而確定編 寫程序的步驟這是能否編制出高質(zhì)量程 序的關(guān)鍵

(2)根據(jù)算法畫流程圖：畫程序框圖 可以把算法和解題步驟逐步具體化.以減 少出錯(cuò)的可能性。

(3 )編寫程序：根據(jù)程序框圖所表不 的算法和步驟.選用適當(dāng)?shù)闹噶钆帕衅?來,構(gòu)成一個(gè)有機(jī)的整體.即程序。

軟件編程實(shí)現(xiàn)：空指令三次.防止重 物剛放上震動(dòng)引起的電阻變化而采樣.接 著AD采樣10次.分別存人到10 1、存儲(chǔ) 單元內(nèi).每次采樣之間間隔0.1S,:求10個(gè) 數(shù)的平均數(shù).放人到NUM(定義存儲(chǔ)單元 名)中NUM除以33H,商放人SHIK定 義存儲(chǔ)單元名）的第一個(gè)存儲(chǔ)空間內(nèi).余 數(shù)乘以10后放人NUM中；NUM在除以 33H,商放人SHU的第二 1、存儲(chǔ)空間內(nèi). 余數(shù)乘以10后放人NUM中；依次可以得 到5個(gè)數(shù):將SHU中5個(gè)數(shù)相應(yīng)的數(shù)輸出. 其中前三個(gè)當(dāng)做整數(shù)部分.后兩個(gè)當(dāng)做小 數(shù)部分,:(圖2 )

4.結(jié)束語

這次設(shè)計(jì)雖然能顯示基本的稱重 顯示功能.但很大程度上需要一定的改 進(jìn).首先仿真時(shí)使用的是A/D米樣芯 片為ADC0809 .為8位逼近的芯片.若 稱重為500克范圍內(nèi)的重物.則誤差在 500/2"8=1.953125.接近于2克的誤差.因 此在生活中至少需要16位逼近或以上的 A/D轉(zhuǎn)化芯片.才能保證其精度在實(shí)際中 電子稱還需有計(jì)價(jià)功能.通過鍵盤的人機(jī) 交換.這些在這次仿真中并未實(shí)現(xiàn)。再者 在實(shí)際操作中還可能遇到各種硬件問題, 尤其是放大電路中電阻對(duì)電橋的影響.以 及傳感器輸出電壓較小.調(diào)試比較困難等 問題因此本次仿真還有很大的提高空 間。