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称重仪的设计
摘要本系统采用单片机AT89C51为控制核心,实现电子秤的基本控制功能。系统的硬件部分包括最小系统板,数据采集两大部分。最小系统部分主要是实现数码管显示及键盘控制,数据采集部分由称重仪模拟器、信号的前级处理(采用仪表放大器INA121)和双积分AD转换部分组成。由于称重仪设计中电路的精度及抗工频干扰能力要求较高,故选用精度较高的仪表放大器INA121和抗工频干扰能力较强的双积分AD转换器MC14433。
关键词单片机最小系统;微弱信号;双积分AD转换;仪表放大
引言
1
f称重仪是电子衡器的一种,电子衡器是自动化称重控制和贸易计量的重要手段对加强企业管理、严格生产、贸易结算、交通运输、港口计量和科学研究都起到了重要作用。电子衡器具有反应速度快、测量范围广、应用面广、结构简单、使用操作方便、信号远传便于计算机控制等特点,被广泛应用于煤炭、石油、化工、电力、轻工、冶金、矿山、交通运输、港口建筑机械制造和国防等各个领域。
在工业现场和环境中干扰源是各种各样的,如噪音干扰、工频干扰等,抗工频干扰能力成为衡量电子衡器性能的重要指标。为了具备这一性能,市场上的电子衡器的电路普遍较复杂,相对地,成本也较高。而本产品电路简单,成本低,抗工频干扰强,具有很好的推广价值。
1设计要求与系统设计方案
11设计要求
简述此次的设计要求如下:设计一称重仪,对模拟器输出的微弱信号(012mV)进行前级放大处理,再以较小的失真、误差来进行AD转换,并要求具备较强的抗工频干扰能力。最后利用单片机AT89C51对数字信号进行处理,控制数码管显示等。要求浮动误差在0200之内,显示值与输入信号值比值在155175之内。
12系统总体设计
输入信号送入前级放大器放大,再经过AD转换器转换成BCD码,然后把BCD码送入单片机AT89C51中进行处理,最后把数据送出数码管显示。
输入信号前级放大AD转换
AT89C51
数码管显示键盘处理
图11系统总体设计
2
f2、各电路模块设计方案的选择
21电源模块
放大模块与AD转换模块需要正负电源,且要求电源具有稳定性。方案一:采用MC7812正压MC7912MC(负压)构成的的±12V稳压电源。但其不可调,不能满足所需要的正负5V电源的要求。方案二:采用自制电源,可调式三端集成稳压器是输出电压可以连续调节的稳压器,有输出正电压的CW317系列(LM317)三端稳压器;有输出负电压的CW337系列(LM337)三端稳压器。自制电源输出电压的可调范围为Uo1212V,满足要求。
22放大模块
由于压力传感r
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