单片微电脑电子称的接口电路设计.docx
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单片微电脑电子称的接口电路设计.docx
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单片微电脑电子称的接口电路设计
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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
。
。
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
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
。
、
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
。
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
‘
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
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
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
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补偿
自动化
转换电路得出放大电路的输出电压
只要查阅此表就能得出此时被称物体
、
年第
期
后
上接〔〕
亡
页
,
。
宝
肚
玄五
左
〔。
〕
比
口
了,
一
了。
玉瓜
”
五
〔〕
任
又又
心〔
。
‘一
五
〕
一,
和
〔〕
口
。
一
魂〔幻
一
一
飞
。
。
坦
‘
。
皿
一
”,
〔〕
运
育又
一〔
〕
下
一
,
恤
协
了,
五
亿
胜
胜
鱿
魂
七,
‘,
一
〔〕
让
。
一
一
一
五
〔〕
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- 关 键 词:
- 单片 微电脑 电子称 接口 电路设计