基于AT89S52和AD574的数字显示电子秤设计

2017-12-19 13:46:06 来源:电子发烧友
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本文根据当前电子秤的应用情况,分析采用单片机和AD574设计一款简易电子秤装置,在分析测量原理的基础上,选择了比较简单的51系列单片机作为主控制系统,根据测量要求设计了传感器电路、AD转换电路、超量程报警电路、显示电路、按键电路等,根据硬件电路,完成了相应的软件设计。
 
1、测量原理
电子秤一般由三部分组成,称重传感器、承重系统、传力复位系统。在这个基础上,分成了其他的硬件电路子单元,如单片机最小系统电路、传感器电路、AD转换电路、超量程报警电路、显示电路、按键电路、存储电路等。其测量原理是:将物体放置在承重系统的秤台上时,其重量参数会通过传感器,产生压力-电效应,转换为与其重量相对应的电信号,然后通过放大电路将电信号放大并经过AD处理,最后将信号输入给单片机处理,经单片机处理后,将输入信息显示在LCD上。测量的精度一般由称重传感器决定。
 
2、硬件电路设计
2.1、总体设计框图
根据其测量原理,设计整体硬件框图如图1所示。主要包含压力传感器电路模块、放大电路模块、AD转换模块、LCD显示器模块、阈值报警模块、单片机控制系统模块。
 
图1硬件原理框图
 
2.2、传感器电路设计
设计采用SP20C-G501电阻应变式传感器,称重传感器由组合式S型梁结构及金属箔式应变计构成,具有过载保护装置。过程设计中采用惠斯登电桥进行电压采集转换,它能抑制温度变化的影响,抑制干扰能力强,补偿方便简单,因此选用的传感器精度高、零漂小、工作稳定等。传感器原理图如图2所示:
 
图2传感器工作原理图
 
其工作原理:用应变片测量时,将其粘贴在弹性体上。当弹性体受力变形时,应变片的敏感栅也随之变形,其阻值发生相应的变化,通过转换电路转换为电压或电流的变化。由于内部线路采用惠更斯电桥,当弹性体承受载荷产生变形时,输出信号电压可由下式(1)给出:
 
 
2.3、AD转换电路设计
AD574是美国AnalogDevice公司生产的12位单片A/D转换器。它采用逐次逼近型的A/D转换器,最大转换时间为25us,转换精度为0.05%,所以适合于高精度的快速转换采样系统。芯片内部包含微处理器借口逻辑(有三态输出缓冲器),故可直接与各种类型的8位或者16位的微处理器连接,而无需附加逻辑接口电路,切能与CMOS及TTL电路兼容。AD574采用28脚双列直插标准封装。
 
图3   AD574芯片及与AT89s52的接线图
 
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