基于單片機(jī)的便攜式軸重儀的設(shè)計(jì)方案：
隨著現(xiàn)代科技的發(fā)展，電氣行業(yè)現(xiàn)代化程度的不斷提*，生活中的電子產(chǎn)品也越來(lái)越多。軸重儀是生產(chǎn)生活中常用的稱量裝置，其應(yīng)用簡(jiǎn)單方便、體積小、稱量速度快，被廣泛地應(yīng)用于商業(yè)、工業(yè)、農(nóng)業(yè)、服務(wù)業(yè)等各個(gè)部門(mén)。筆者設(shè)計(jì)*種以Atmel*的單片機(jī)AT89C52為核心，結(jié)合A/D轉(zhuǎn)換器的*便攜式軸重儀，其zui大量程為51kg，分度值為5g，檢定分度數(shù)為51000/5=10200，達(dá)到了*標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的二級(jí)秤指標(biāo)。
1便攜式軸重儀的工作原理便攜式軸重儀以單片機(jī)AT89C52為信息處理核心，外圍電路主要有電源模塊、信號(hào)采集模塊、信號(hào)放大積分模塊、數(shù)據(jù)儲(chǔ)存模塊、鍵盤(pán)及顯示輸出模塊、電壓報(bào)警模塊等部分組成，其原理圖如*示。電源電路為系統(tǒng)提供+5V直流穩(wěn)壓電源。當(dāng)被稱重物體放于秤盤(pán)（壓力傳感器）上時(shí)，傳感器產(chǎn)生與被測(cè)物體相對(duì)應(yīng)的電壓信號(hào)，信號(hào)經(jīng)放大電路放大，積分電路初步數(shù)字化之后單片機(jī)接收，單片機(jī)再進(jìn)行數(shù)字濾波、處理輸出給LCD，顯示被稱物體的質(zhì)量，完成稱重功能。同時(shí)還可以通過(guò)鍵盤(pán)操作，實(shí)現(xiàn)秤初期制作時(shí)的標(biāo)定及使用中背光等不同功能的選擇。軸重儀還具有電源監(jiān)測(cè)功能，可以完成低電壓報(bào)便攜式軸重儀系統(tǒng)原理便攜式軸重儀的硬件電路設(shè)計(jì)軸重儀的硬件電路設(shè)計(jì)以AT89C52為核心，設(shè)計(jì)完成各功能的外圍電路，使系統(tǒng)結(jié)構(gòu)完整，功能齊全。
2.1傳感器電路工作原理秤盤(pán)只是*種為了支撐被稱重物體而設(shè)計(jì)的支架，重點(diǎn)部件壓力傳感器安裝于此部分。壓力傳感器即為能感受壓力并將壓力信號(hào)轉(zhuǎn)換成可用輸出信號(hào)的傳感器。
本產(chǎn)品設(shè)計(jì)中選用電阻應(yīng)變片壓力傳感器，金屬電阻應(yīng)變片選金屬箔應(yīng)變片。將應(yīng)變片通過(guò)特殊的黏合劑緊密的黏合在產(chǎn)生力學(xué)應(yīng)變基體上，當(dāng)基體受力發(fā)生應(yīng)力變化時(shí)，電阻應(yīng)變片也*起產(chǎn)生形變，由于金屬導(dǎo)體電阻的公式為R=PL/S，只要應(yīng)變片的長(zhǎng)度或橫截面積改變，則應(yīng)變片的阻值就會(huì)發(fā)生改變，從而使加在電阻上的電信號(hào)發(fā)生變化。假如金屬受外力作用而伸長(zhǎng)時(shí)，其長(zhǎng)度增加，而截面積減少，電阻值便會(huì)增大。當(dāng)金屬受外力作用而壓縮時(shí)，長(zhǎng)度減小而截面增加，電阻值則會(huì)減小。只要測(cè)出由于受力而產(chǎn)生的電阻變化，即可獲得變化的電信號(hào)。
2.2信號(hào)放大積分電路設(shè)計(jì)信號(hào)放大電路選用工作狀態(tài)穩(wěn)定，價(jià)格合理的OP07，該芯片是*種低噪聲的雙*性運(yùn)算放大器集成電路。由于OP07具有非常低的輸入失調(diào)電壓，*以不需要額外的調(diào)零措施。OP07同時(shí)具有輸入偏置電流低和開(kāi)環(huán)增益*的特點(diǎn)，這種低失調(diào)、*開(kāi)環(huán)增益的特性使得OP07特別適用于放大傳感器的微弱信號(hào)。150uV的超低偏移，1.8nA的低輸入偏置電流，0.5uV/ C的低失調(diào)電壓漂移，這些優(yōu)點(diǎn)足以說(shuō)明OP07做傳感器的放大電路*其適合，甚至優(yōu)于16位或24位的A/D轉(zhuǎn)換器。放大電路如*示。
模擬信號(hào)運(yùn)放電路放大后，還需要進(jìn)行數(shù)字化處理，本設(shè)計(jì)沒(méi)有直接選用A/D轉(zhuǎn)換芯片，而是選用了LM324比較器，如*示。利用比較器的數(shù)字化功能，既能將信號(hào)數(shù)字化處理，同時(shí)又消除了噪聲，將微弱信號(hào)或噪聲信號(hào)直接過(guò)濾掉，增加了信號(hào)的可靠性。到此信號(hào)的硬件采集處理已完畢，再將信號(hào)輸入單片機(jī)的輸入引腳，實(shí)現(xiàn)軟件的信號(hào)采集。
為了使用方便，顯示效果明了設(shè)計(jì)中選用點(diǎn)陣式LCD，驅(qū)動(dòng)芯片選用128點(diǎn)的HT1621，其讀、寫(xiě)、片選引腳均由單片機(jī)控制，信號(hào)采集處理計(jì)算后，結(jié)果經(jīng)LCD輸出顯示。
由于本產(chǎn)品為便攜式產(chǎn)品，*以提供AC220V及9V電池兩種供電方式，選用電池供電方式，就涉及電池電量低提前報(bào)警的功能，特設(shè)計(jì)電源監(jiān)測(cè)電路，設(shè)置電源電壓報(bào)警點(diǎn)，結(jié)合軟件實(shí)現(xiàn)當(dāng)電池電量低于7.5V時(shí)，發(fā)出提示信號(hào)，顯示在LCD屏幕上，提醒用戶更換電池，當(dāng)電池電量達(dá)到6.5V時(shí)，再次發(fā)出電源報(bào)警信號(hào)，并提示用戶關(guān)機(jī)斷電，拆下電池。硬件電路中利用兩級(jí)電壓比較來(lái)實(shí)現(xiàn)，電路如*示。
電源監(jiān)測(cè)電路3便攜式軸重儀的軟件設(shè)計(jì)便攜式軸重儀的軟件設(shè)計(jì)主要包括系統(tǒng)初始化子程序、功能鍵處理子程序、秤標(biāo)定校準(zhǔn)子程序、數(shù)據(jù)采集處理子程序、顯示子程序、電源信號(hào)報(bào)警子程序等。便攜式軸重儀的主程序框圖如*示，系統(tǒng)*先完成傳感器信號(hào)的實(shí)時(shí)采集，進(jìn)行濾波處理，然后保存于單片機(jī)內(nèi)部的各種判別程序處理，zui終獲得稱重結(jié)果，經(jīng)過(guò)LCD輸出顯示。
軸重儀主程序流程結(jié)語(yǔ)心，設(shè)計(jì)了*種經(jīng)濟(jì)實(shí)用的便攜式軸重儀。按照*標(biāo)準(zhǔn)非自動(dòng)秤通用檢定規(guī)程G555-1996的要求，利用M1級(jí)的檢定砝碼，對(duì)本軸重儀的線性度誤差、四角偏載誤差、零點(diǎn)誤差等進(jìn)行檢定，結(jié)果如表1：下轉(zhuǎn)第100頁(yè)制造系統(tǒng)，使主電機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)，從而使跑偏膠帶得到保護(hù)。*示是FKP― 127/1A型跑偏保護(hù)開(kāi)關(guān)的動(dòng)作關(guān)系圖。
