片微电脑电子称的接口电路设计

1、 本文由泉上雨下贡献 pdf文档可能在WAP端浏览体验不佳。建议您优先选择TXT，或下载源文件到本机查看。 单片微 电脑 电子 称的接 口 电路设 计 檀 东 锵 上 海第 一 医 院 一 单片 微 计 算机 具有 直 接 的 。 接 , 组 成 的 限 幅 保护 电路 送 至 人 运 放 电路 尺。 转 换 电路 。 口 能 力 和 中断 处 理 功 能 其 、 左右 的 指 令 是 速度快 和 的反 相 端 间 接入 固 定 电阻 , , 。 , 单 字节 指 令 , 执 行 指 令周 期 短 , 。 能进 和 可 变 电阻 调 整 这 些 电 阻的 阻 值 大 小 , 行 一定 的 运

2、算处 理 称的控制核心 因 之 常 用 来 作为精 密 电子 , 可 祖 调 及 细 调 整 个 信 号放大 电路 的 放 大 倍 数 使 输 出 电压 的 幅值 适应 用 单 片 微 电脑 作 为 测 试 控 制 单 转 换 电路 的输 入 要 元 , 其接 口 电路 的 设 计有 不 少特 殊 之 处 本文 求 有 。 运 放 电路 阻 容 电路 , 的 输 出端 和 反 相 端 间 接 。 , 介 绍 了医 用 和 商 用 电子 称 微 电脑 电 路 的 设 计原 理 。 和 , , 它们组成 。 简 单的 低 通 滤 波 器 , 能 将 桥 式 传 感 器 电路 输 出 电压 中所 包

3、 含 的 高 频 干 扰 信 号 滤除 掉 其 低通 一 电子 称 的 电路 、 采 样接 口 电路 采 样接 口 截 止频 率 。 为 。 。 运 放 电路 , , 的反 相 端 以 提 高放 大 , 。 和 输 出端 间 接 有 负反 馈 电 阻 电路 由 传 感 器 检 测 电路 的 稳 定 性 器 的 同相 端 接有 由射 极 跟 随 。 信 号 放 大 电路 和 。 转 换 电路 组 成 , 。 组 成 的 调 零 电路 改 变可 变 电 阻 。 的值 传 感 器 检 测 电 路 是 用 应 变片 作 元 件 量 信 息转 变 为 电 信 息 应变片 , , 将重 。 。 可调节 电

4、路 出 点 的 电位值 , 从 而 使 射 随 电路 到 运 放 其原 理 如 图 , 所示 同 相 端 间 的 电压 发 生 变 化 , , 这 样可 在 组 成 桥 式 电路 直 。 秤盘 上无 重物时 。 将 整 个 放大 电 路 的 输 出 电压 流 电源 平 衡 破坏 , 。 通 过 电阻 在 。 。 。 向其 供 电 称 重 时 电桥 调 整 至 预 定值 从而 达 到 手 动调 零 的 目 , , 端产 生 与被 称 重 量 成 比例 关 和, 的 使 用 射 随 电路 是 为 了 改 善 电路 的 温 度 特 系 的 输 出 电压 路 和 端 分 别 接至 运 放 电 。 ,

5、。 性 。 齐 纳 二 极管 , 和 电阻 。 , 组 成 整 个放 的 同 相 端 其 输 出通 过 电阻 大 电 路 的 输 出限 幅 电 路 一 旦 输 出 电压 过 高 将 。 接 向 运 放 电路 月 组 成 的 差 动 放 大 电路 , , 差动 , 使 齐 纳 二 极管 击 穿 压 损坏后 续 的 从 而 可 趁免 过 大 的 输 出 电 放 大 电路 的 输 出 通 过 电 阻 和二 极管 转 换 电路 乞 反 图 称 传感器 电路 图 收 到 本 文 的 时 间是 朋 年 月招 日 。 单 片做 电 脑 电子 称 的 接 口 电路 设 计 传 感 器 检 测 电 路 和 信

6、号 放 大 电路 的 输 出 电 压 出 间 。 由于转换 时 间 比较长 , 为了 使 整 个转 换 周 , 可 用 下 式 计算 出 二 。 期 内输 入 模 拟 电压 能保持 不 变 在 。 。 转换器 式中 , 二 会 面 几 十 一 “ 凡 扩 一 旦 士 七 , 模 拟 量 输 入 端 前 需 前 置 采 样保 持 电路 用最常见 的 采 样 保持 电路 本机 选 , 它 是 采用 双 卜 而会 瓦 、 丁 几二 极 型 场 效 应 管 工 艺 制 成 的 单 片 采 样 保持 器 具 有超 高 的 优点 。 精度 , 高 采 样 速 度 和 低下 降 率 等 二 一 二 一 尺并

7、 二 能满 足 普 通 精 密 电子 称 的 基 准 电压 可 由 。 转 换 电路 的 集 成块 , 。 一 飞 要求 。 冲 不 位 “ 个 反 了 , 组 成 的 基 准 电压 电 路 提 供 由于 已 在 信 号放大 所以 也可 以 不 , 电路 中对 输 出 电压 采 取 了 限 幅 措 施 因 为 秤 量 过程 不 要 求 太 高 的操 作 速 度 以 本 机 选 用 了 简 单 的 双 积 分 型 单片 所 专 、 木 身 的 过 量 程 报警 控 制 端 启用 。 转换 器 、 。 它 具 有 自动 调 零 、 的 。 为 , 码 数 字输 出端 分 别 作 为千 位 。 、

8、自动 极 性 切 换 便的 优点 量 的要求 。 功耗低 。 、 输入 阻抗 高 次 秒 , 调 试简 为选 位信 号端 百 其 转换 速 率 为 一 士 , 转换精 位 、 十位 和 个 位 的选 通 锁 存 信 号 端 个 时 钟 脉 冲周 期 由 时钟脉 冲 , , 。 选通脉 冲 度为读数 的 士 。 完 全 能 满 足 电子 称 , 高 电平 宽度为 两 个相 邻选 通 脉 冲 之 间 间 隔 个 时 钟 脉 冲周 期 在 每 次 芯 片 的 时 钟 信 号 可 由 内部产 生 转换完 成后 宽度 为 , 的 端 输 出正 脉 冲 。 、 本 系统 在 和 。 之 间接 入 电 阻

9、。 , 而后 依 次 从 则产 生 的 时 钟频 率 约 为 可取 时 , 这 时 积 分 电容 和 位以 百 、 码 方 式输 出转 换 好 的 数 字信 息 的 千 时 在 输 入 模 拟 电压 量 的 量 程 为 。 , 十 、 个 位数 字 , 并由 输 出正 脉 , 积 分 电阻可取 为 , 接在 “ 。 端 时 冲进 行 判 别 或 锁 存 。 由 于 转 换速 度 较 慢 本机 间 的 失 调 补 偿 电容 可 取 为 路 参数 后 完成 一 次 礴 这 样选 取 电 采 用 中断 配 合 转 换 好 的数 字 量 。 口 查 询 检 测 方 式 来输 入 每 次 转换 约需 住

10、 , 也 即将 单 片微 机 置 成可 拈 大 乙, 二 之 , ? , 二 场 认 闷名 二 一 场 二 “ “ 肠 汉 了 , 忿 子 。 亨厂 厂 尸 目 一 。 鹅 漆 一丢 一 。 一, 一 , 脆 一 为 节乍 , 人 , 人。 令 令 , 咤 任 飞 了 汾 尸 , , 于 竹 己勺 , 韦 是 屯 下 , 竺 图 人 转换电 路 原 理 田 份 意 与 控 创 , 弓 年 第翔 , 中 断 工 作方 式 门接至 口的 。 , 的 检测端 。 端 通 过 一 个反 , 口的 控 制端 完 成 。 的 接至 端 , 。 。 接至 , 。 口的 二 显 示 和 键 盘 扫 描 电路

11、设 计 位重 位 端 。 每当 , 转换操 作 结 束后 端输 出 的脉 冲使 单片 机 进 入 中 断 操作 完现 行 指 令 后 元 开 始执 行 中断 子 程 序 。 单片机执 行 号单 普 通 商 用 电子 称 一 般 要 求 能显 示 量 、 立 即 转 到程 序 存 储 器 的 , 位 单价 和 显示 器 位 的 总价 、 , 因 而 一 共要 码 。 、 在 中断 子 程 序 中 单片 。 显示 的是 在 键 盘设 、 机顺 序 检 测 为 说明 。 各位的 状 态 。 一 旦 状态 , 置 上要 求 能键 入 单价值 称重 置 、 清 去皮 重 , 。 启动 。 位上的 , 码

12、 已 稳 定 有效 即可 返 回 主 程 序 。 打 印 结 果 和 累 加 计 数 等操作 共 所 以要设 就将 其 存入 显 示 缓存区 中 当 千位 到 个 位 的 所 , 个数 字 键 和 , 个 功 能键 、 。 为尽 量 有 数 字 量 都 输入 完 毕 后 进 减 小 硬 件 电路 指 令对 本 机采用 了软 硬 件结 合 的 动 行 下一步 的 重 量 显 示 和 有关运 算 操 作 整 个 态 显 示 和 扫 描 键 盘 的 设 计 方 案 并且 用 , 接 口 电 路 进 行 读 写 操作 也 即 是 转 换 电路 的原 理 框 图如 图 上图 中 此时 的 控制端需接 ,

13、 所示 。 作 为 外程 序 存 储 器 。 将 显 示 器 和 键 盘 接 口 电 路 当作 单片 机 的外 。 由于 电 地址线 , 扩充 使用 单片机 。 其工 作原 理 如 图 的 线通 过 所示 子 称 的 监 控 操作 并 不 复 杂 的 。 所 以 只 启用 了 。 透 明锁存器 , 字节 容量 接地 。 从 , 工 隔 离后 送 出字 型 笔 划 选 择 信 息 经 如 果 称 量 的 功 能键 有 所 变化 只 要 把 , 。 可不 , 驱 动 电路功 率 放 大 后 去 点 亮所 有 的 示器 , 位 显 及 小数 必 更 动 硬件 电 路 接 从 启 以 选 择 所 显

14、示 的 字型 数字 、 用 。 的后 字节 容 量 即 可 的片 内 点 只有 时 , 。 由 口的 的 控 制线 及 指令 因 为 单片 机 控 制 端共 同 选 通 在执行 此时 五和 个 字节 元 , , 一 般 只 能 作 为 直 接运 算 单 元 和 暂 存 单 。 累 加 器 的 内容 送 入 工 作 寄 存 器 口去, 所 间接 的 隔 离送 出 而 运 算 的 中 间结 果 和 最 终 存储 就 必 须 扩 充 本 机 使用 , 寻 址 的端 线 还通 过 有效 , 。 片外 的 量达 制要求 。 片 巳可扩充容 字节 的 外 存 整个 足 可满足 运 算和 控 , 位 显 示

15、 器 的 选位信 息 经 驱 动 电路 放 大 转 换 电路 的 启 动 由 单片机 后 去 选 择 该 点 亮 的 各位 显示 器 锁存器 某 正址 。 位 单价 书 澎 总价 位 , 丁 一 电路 路 驱动 一 叮 , 乙 】 一 一 一 一 一 一 一 抽 一 一 一 一到 到 电动 孤路 门 一一门 口 民 厂 一 一 一一刁 刁 】 一 一 占 丫 按桩 国 示 和懊 我接 口 电 路 二 单 片 微 电 脑 电 子 称 的 接 口 电 路设 计 位 送 出的为 低 电平 亮 。 , 则 连 向此 位 的 芯 片 内的 , , 管被点 区开辟 一 这 样只 要 在 位的显示缓存区 三

16、 打 印 电路 设 计 和 传 感 器 非 线 性 特性 补偿 个 在显 示 时 从 左 至 右 依 序 并 查 阅 固 化在 将 相 应 的 字 型 信 息通 丑和 , 将 缓 存 区 中 的 信 息取 出 中 的 字 模表 后 过 皿 组成的 由于 普通 电 子 称 只 需打 印 重 量 价 , 、 单价 和 总 送出 电平 。 再从 , 所 以 可 以 使 用 简 单 的 只 能 打 印数 据 和 少 量 , 位选 位线 的 第 , 位 送 出 零 电平 位 其 符 号 的 滚轮 式 打 印 机 一 台价 约 一 百 多 元 量 , 比如 。 余各位 送 而后 使 此 零 电平 在 各位

17、 上 就 能在 按 闭 环 右 移 方 式 循环 单价 由 一个 。 、 显示 器 、 由 于本 机 只 启 用 了 程 序 的 口的 , 字节 容 。 , 上 动态 地 显 示 出 显 示 缓 存 区 中 所 存 放 的 重 量 所 以 单片 机 。 只需 用 , , 作 总 价 等信 息 了 和 。 为高二位地 址寻址线 的输 出端还接向 。 而 。 可 以不用 来 输出 地 址 信 息 本 机巧妙 地启用这 二 根 控 制 。 个按 键 组 成 的 键 盘 , 各按 键 的 一 端 分 别 接 , 线 作 为打 印 控 制 线 其 结 构原 理 如 图 , 所示 。 向 锁 存 器 的

18、相 应 各位 的 电阻 接 向 。 另一 端 按 行 串 连 后 通 过 同时还接 向 , 滚 轮 式 打 印机 是 一 种 很 十 的 有代表性 的 简 易式 打 印 机 。 很 适 合 作 为 单片 机 , 检 测端 如 果 没键按 下 , 。 则 , 。 检 测 出的 肯 。 控 制 系 统 的 打 印 设 备 它 具 有二 个 滚 轮 每 个 轮 定 为 高 电平 就 是 低 电平 平在 一 旦 有某 个 键 按 下 检 测 出的 电 上 排列 个数 字 或符 号 , 由 一 个 四 相 步 进 电机 此 时 根 据 键 列 号值 就 能 查 出 , 带动 时 , 。 当 步 进 电

19、机 转 动 到所 需打 印 的 字 符 处 。 位选 线 上 所处 的 位 置 。 。电 平在 位 选 , 只 要 启 动 打 印 电磁 铁 就 能 在打 印 纸 上 打 印 线 上右 移 一 位 , 键 列 号值 相 应增 加 也就 出 该 字 符来 馈电 , 每 打 印一 行 字 符 后 向 回 车 电磁 铁 , 是 说可 以 查 出是 哪 一 个 键 按 下 键 则 可 将 数 字值 输 入 如 果 是数 字 打 印 头 就 会 自动 回 车 并 走 纸 一 行 。 。 准备 的 显 示 缓存 区 去 , , 打 印下 一行 数 据 处 于 初始位 置 点 , 。 每 次 打 印 时 滚

20、 轮 和 打 印头 应 , , 如 果 是 功 能键 , 则 根据 键 列 号 值 也 能换 算 出 各 程 序 就 能 转入 进 。 机 上设 有 检 测 此 两 初 始 位 的触 。 功 能键 的 键 入 程 序 入 口 地 址 行 相 应 的 功 能操 作 当 处 于 初 始位 时 触 点 闭 合 从 点 可 检 测 出高 电平 如图 所示单 兰 、, 了 尹 巨 喻 卜 似 电 、 卿 硼 酬 价 韶 旧 哪 片机 隔 离后 , 线 通过 锁存 器了 送 出 控 制 四 相 步 进 电机 运 行 、 绷 加 口 】 吕 户 和 控 制打 印 回 车 电磁 铁 吸 合 的 控 制 信息

21、, 经 复 合 晶体 管 组 成 的功放 电路 。 放 大 后 去 驱 动 步 进 电机 各 控 制 绕 组 和 电磁 铁 线 圈 锁存器 控 制线 和 口的 打印御 的选 通 控制 控 制线 和 孔 比 入去 信息由 。 口 的 。 打印 电磁铁 线 共 同提 供 检测信 息 制 吕 , 。 检 测 线 分别 输入 滚 轮和 打 印头 初始位 整 个 打 印 过 程 由单片 机 的 软 件 控 妻 , 回 车 电磁 铁 一。 自 , 乃 , 浓 通 过 打 印子 程 序 模 块 完 成 , 。 。 由于 使 用 了软件列 表 控 制 法 当 灵 活方 便 所 以 操作 相 因篇 幅所 限具体

22、 的程 序 图 打 印接 日 电 跨 , 框图和编程 列 表方法可参 考 宋献 信 息 与 径 侧 加 年 第 期 。 本 文 不 再详 细 介 绍 。 的 精 确重 量 一般 为 了 检 测 方 便 和 尽 量节 省 表 , 应该强 调的是 构 上的因 素 , , 任 何 由应 变片 元 件 组 成 的 , 格所 占的 内存 单元 数 还 采 取 了 只 测试 输 出特 , 传 感 器 桥 式检 测 电路 由 于 元 件 和 电 路 本 身结 。 性 的 有 限 点 并存 于 表 格 中 施 求 。 在 现 场 检 测 时再 由 其 输 出 电压 和 被测 物 体 重 量 之 间 单片 微

23、机 用 插 值 计 算法 对 其 他 点 进 行插 补 的 措 的 关 系都 不 可 能 呈 纯 粹 的 线 性 关 系 晶 体 管 元 件 组 装 的 电子 称 中 , 在以往 由 这 一 般 已 足 可 满 足 电子 称 称 量 的 精 度 要 具体 的 输 出特 性 非 线 性补 偿方 法 可 参 阅 文 , 。 对 于 这 种 非线性 。 。 关 系是 利 用 串 电路趋 向 复 杂 了 单 片 微 电脑 、 并 联 一 定 阻 值 的 电阻 和 在线 路 这不但使硬件 输 出特 性 只 在 。 献 本 文 也不 再 赘述 今 周 自炳 , 中 引 入 负 反 馈 环 节进 行 补 偿 的 , 而且 也 不 精 确 考 文 做 一 定 范 围 内才 呈 现 线 性 关 系 , 本 机 由于 使 用 位 数 字 电压 表 电路 , 所 以可用 微机进行 非 线 性 补 子 技术 应 用 植 东带 , 一、 , 年第 期 , , 电 偿 。 实 际 上 就 是将这 种 非 线 性输 出 特 性 预 先编 , 步 进 电 机 的 徽 机 软件 控 制 , 微 特 电机 , 年第 期 。 制成 表 量 时经 出 而 后 固 化在 中 。 每次测 植 东带 仪表 , , 医 用 仪器 的 傲 机 软 件 非 线 性