智能化测控应用系统设计报告副本

日期：2017年7月14日电气与电子信息学院智能化测控应用系统设计报告设计名称：智能化测控应用系统设计题目：电子批量称重装置设计年级：2014级学生姓名：学号：3120140803专业：测控技术与仪器专业指导教师：西华大学电气与电子信息学院智能化测控应用系统设计报告电子批量称重装置设计摘要：针对目前市场上使用的传统称重工具在称量小轻量的物品时存在精度不高，并且结构复杂，易老化，成本高等的缺点。为了改变传统称重工具在使用上存在的这些问题，提出了将智能化、人性化用在电子称重的控制系统中。本系统主要由单片机来控制，测量物体重量部分由称重传感器及A/D转换器组成，加上显示单元以及串口发送单元。此电子秤具备了功能多、可批量测重、性能价格比高、功耗低、系统设计简单、使用方便直观、测量准确等特点。通过以AT89C51单片机为主控芯片，外围附以称重电路、显示电路、报警电路、键盘电路以及通过串口将所测数据发送到PC端，在PC端上利用LabVIEW设计上位机软件，实现数据的显示以及存储功能，从而实现自动称重系统的批量称重功能、报警功能、数据计算功能以及人机交换功能。可以说,此设计所完成的电子秤很大程度上满足了应用需求。关键词：单片机，应变式压力传感器，超重报警，上位机，批量称重Abstract：Thetraditionalweighingtoolsusedinthepresentmarketarenothighinaccuracywhenweighingsmallquantities,andthestructureiscomplex,agingandhighcost.Inordertochangetheexistingproblemsoftraditionalweighingtools,theintelligentandhumanizedsystemisputforward.Thesystemismainlycontrolledbysinglechipmicrocomputer,andtheweightpartoftheobjectiscomposedofweighingsensorandA/Dconverter,plusdisplayunitandserialport.Thiselectronicscalehasthecharacteristicsofmanyfunctions,highvolumemeasurement,highperformanceprice,lowpowerconsumption,simplesystemdesign,easytouse,andaccuratemeasurement.ByAT89C51singlechipmicrocomputerasmaincontrolchip,peripheralattachedtointegratedcircuit,displaycircuit,alarmcircuit,keyboardcircuitandviaaserialporttosendthetestdatatoPC,PCsoftwareonthePCusingLabVIEWdesign,realizesthedatadisplayandstoragecapabilities,soastorealizethebatchweighingfunctionsofautomaticweighingsystem,alarm,datacalculationandman-machineexchangefunctions.Itisfairtosaythattheelectronicscalecompletedbythisdesignmeetstheneedsoftheapplication.Keywords:Singlechipmicrocomputer,strainpressuresensor,overweightalarm,uppermachine,weightweighing西华大学电气与电子信息学院智能化测控应用系统设计报告目录1前言..............................................................02总体方案设计......................................................22.1方案一........................................................22.2方案二........................................................22.3方案三........................................................32.4方案比较与选择...............................................43单元模块设计及仿真................................................53.1控制模块电路设计..............................................53.2数据采集模块电路设计..........................................63.2.1压力传感器的选择与设计..................................63.2.2信号放大电路选择与设计..................................83.2.3A/D转换电路选择与设计..................................93.3人机交互模块的选择与设计.....................................113.3.1系统显示电路设计.......................................113.3.2超重报警提示电路设计...................................123.3.3按键输入电路设计.......................................133.4原件仿真参数.................................................154系统程序设计.....................................................164.1系统主程序流程图.............................................164.2A/D数据采集与处理子函数.....................................174.2系统显示部分流程图...........................................184.3系统按键检测部分流程图.......................................194.4LabVIEW程序框图.............................................195系统调试.........................................................225.1系统程序调试与下载...........................................225.1.1程序的编译与链接......................................225.1.2程序下载运行...........................................235.1.3程序上电运行...........................................245.2硬件调试.....................................................245.3LabVIEW上位机的调试.........................................246系统功能、性能参数...............................................26西华大学电气与电子信息学院智能化测控应用系统设计报告6.1系统实现的功能...............................................266.2系统性能参数.................................................267总结.............................................................288致谢.............................................................299参考文献.........................................................30附录一：Proteus仿真图.............................................31附录二：上位机程序图...............................................32附录三：实物图.....................................................33附录四：部分程序...................................................341前言称重技术自古以来就被人们所重视，作为一种计量手段，广泛应用于工农业、科研、交通、内外贸易等各个领域，与人民的生活紧密相连。电子秤是电子衡器中的一种，衡器是国家法定计量器具，是国计民生、国防建设、科学研究、内外贸易不可缺少的计量设备，衡器产品技术水平的高低，将直接影响各行各业的现代化水平和社会经济效益的提高。称重装置不仅是提供重量数据的单体仪表，而且作为工业控制系统和商业管理系统的一个组成部分，推进了工业生产的自动化和管理的现代化，它起到了缩短作业时间、改善操作条件、降低能源和材料的消耗、提高产品质量以及加强企业管理、改善经营管理等多方面的作用。称重装置的应用已遍及到国民经济各领域，取得了显著的经济效益。电子秤是称重技术中的一种新型仪表，广泛应用于各种场合。电子秤与机械秤比较有体积小、重量轻、结构简单、价格低、实用价值强、维护方便等特点，可在各种环境工作，重量信号可远传，易于实现重量显示数字化，易于与计算机联网，实现生产过程自动化，提高劳动生产率。从世界水平看，衡器技术已经经历了四个阶段，从传统的全部由机械元器件组成的机械称到用电子线路代替部分机械元器件的机电结合秤，再从集成电路式到目前的单片机系统设计的电子计价秤。我国电子衡器从最初的机电结合型发展到现在的全电子型和数字智能型。现今电子衡器制造技术及应用得到了新发展：电子称重技术从静态称重向动态称重发展；计量方法从模拟测量向数字测量发展；测量特点从单参数测量向多参数测量发展。常规的测试仪器仪表和控制装置被更先进的智能仪器所取代，使得传统的电子测量仪器在远离、功能、精度及自动化水平定方面发生了巨大变化，并相应的出现了各种各样的智能仪器控制系统，使得科学实验和应用工程的自动化程度得以显著提高。电子称重的实现首先是通过压力传感器采集到被测物体的重量并将其转换成电压信号。输出电压信号通常很小，需要通过前端信号处理电路进行准确的线性放大。放大后的模拟电压信号经A/D转换电路转换成数字量被送入到主控电路的单片机中，再经过单片机控制译码显示器，从而显示出被测物体的重量。按照设计的基本要求，系统可分为四大模块，数据采集模块、控制器模块、人机交互液晶显示界面模块以及上位机数据存储模块。如图1.1所示