文章来源：http://www.ck365.cn/lunwen/201207/24/19014.html

　　摘要：本文介紹了單版機的便攜式電子稱的測量原理，給出了原理框圖，重點，介紹了傳感器單元、單片機單元的硬件電路與重要的軟件程序流程圖。　　引言　　目前，臺式電子秤在商業貿易中的使用已相當普遍，但存在較大的局限性:體積大、成本高、需要工頻交流電源供應、攜帶不便、應用場所受到制約。現有的便攜秤為桿秤或以彈簧、拉伸變形來實現計量的彈簧秤，居民用戶使用的基本是桿秤。彈簧盤秤制造工藝要求較高，彈簧的疲勞問題無法徹底解決，一旦超過彈簧彈性限度，彈簧秤就會產生很大誤差，以至損壞，影響到稱重的準確性和可靠性，只是一種暫時的代用品，也被列入逐漸取消的行列。多年來，人們一直期待測量準確、攜帶方便、價格低廉的便攜式電子秤(袖珍電子秤)投放市場。　　基于電子秤的現狀，本項目擬研究一種用單片機控制的高精度智能電子秤設計方案。這種高精度智能電子秤體積小、計量準確、攜帶方便，集質量稱量功能與價格計算功能于一體，能夠滿足商業貿易和居民家庭的使用需求。　　本項目研究的便攜式電子秤主要技術指標為:稱量范圍。一15分度值D.OI伙g;精度理咎級m級;電源OC15V(一節5號電池供電)。主要功能有自檢、去皮、計價、累計、單價設定、計量單位選擇、過載報警和弱電壓指示等。儀器若不進行稱量操作，5分鐘后自動進入休眠模式，降低電源消耗。　　本文采用變極距式電容傳感器，它由一對距離可變的平行極板構成。兩板以彈性元件相連，當向一活動板施加拉力時，兩極板距離發生變化，從而改變了平板電容器的電容量。經電容-頻率轉換電路后，電路輸出頻率與電容成正比。被測物重量與電容量改變成正比，頻率的改變即頻差與在傳感器上所加重物的重量成正比，因而變極距式電容傳感器有良好的線性度。測質量時只須測出電容的變化量。然而，電容值的直接測量非常困難。　　因此，系統將不易測量的電容變化量轉換成易于測量的頻率信號的變化量，并采用高穩定參考電容生成參考頻率信號，消除系統誤差，實現高精度測量。電容一頻率轉換框圖如圖1所示。兩路頻率分別送入后級處理電路，經過數據選擇、帶通濾波傳入單片機系統。　　PIC16F628的主要功能特點　　PIC16F628單片機是Microchip公司的PIC系列單片機之一。CS位單片機系列是該公司推出采用RISC(ReducedInstrue-tjonsetComPuter)結構的嵌入式控制器，具有執行速度高、功耗低、體積小巧、工作電壓低、驅動能力強、品種豐富等優越性能。　　其總線結構采取數據總線和指令線分離獨立的哈佛(Horvord)結構，具有很高的流水處理速度。與同類8位單片機相比，程序存儲器可節省一半，指令運行速度可以提高4倍左右。此外，PIC系列單片機集成了一系列外部功能模塊，例如:上電復位電路廠引腳上拉電路、看門狗定時器等。這樣，在組成系統時，就可以最大限度的簡化電路、降低成本，提高系統的可靠性。　　PIC16F628單片機具有直接驅動液晶顯示器的能力。輸入端口具有跳變中斷能力，能方便地接收按鍵輸入，另有多級外部及內部中斷，可通過程序禁止主晶振振蕩而使單片機進入低功耗狀態，適合用于以電池作能源、需液晶驅動的應用場合。　　PIC16F628單片機的工作電壓范圍為3.OV、5.5V，時鐘頻率為OC一ZOMHz，內部具有1K川4(位)片內程序存儲器，224字節通用RAM，128字節EE尸ROM，15根雙向}/O線和10個中斷源，并帶有一個16位定時器八十數器(TMRI)和一個8位定時器斥}數器(TMRO)。　　p}C16廠628的精簡指令集僅有35條指令，除了地址分支跳轉指令(GO丁O、CA比)為雙周期指令外，其余皆為單周期指令，執行速度可調范圍寬(OC一ZOOns)，具有8級硬件堆棧，3種尋址方式(直接、間接、相對)。　　PIC16F628的15個1/0口均是獨立雙向可編程的，并可直接驅動LEO數碼管，最大拉電流和灌電流分別為25mA和ZOmA。MRO帶有8位可編程預分頻器，可進行1一256分頻。PIC16F628信息處理單元電路的設計PIC16F628是整個系統的信息處理核心。它需要完成鍵盤輸入檢測、采樣通道選擇、信號分析處理、信息顯示、欠電報警和過載報警等多種智能功能。單片機信息處理單元電路如圖3所示。圖中采用的MAX325是MAXIM公司生產的精密單電源S尸S丁(sing}e一poleslngle一throw)模擬開關，它由一個常開型開關和一個常閉型開關組成，具有低功耗、低導通電阻等特點。該芯片兩控制端(}N1、}閃2)均連接CpU的RB3引腳，系統兩路頻率信號輸入通道的選擇由CPU控制。低電壓檢測信號通過芯片6腳(INT)輸入，低壓時產生外部中斷。鍵盤檢測信號與芯片1于粗腳(RB小RB6)相連，有鍵按下，就產生RB口電平變換中斷，在中斷服務程序中，掃描鍵盤，取得鍵值。顯示緩沖區的寫入依靠芯片中通用同步/異步收發器(USART)，顯示器LCO的數據端和時鐘端分別與芯片的7腳(DT)、8腳(CK)相接。　　系統主程序　　系統主程序控制單片機系統按預定的操作方式運行，它是單片機系統程序的框架。系統上電后，對系統進行初始化。初始化程序主要完成對單片機內專用寄存器的設定，單片機工作方式及各端口的工作狀態的規定。系統初始化之后，進行計數器讀取、零點校正、過載檢測等工作。主程序流程圖如圖4所示。　　中斷服務程序設計　　系統程序設乙中，鍵盤檢測產生外部中斷，采樣通道產生內部定時中斷。在中斷優先級的問題上，因為PIC16F628單片機只有一個中斷入口地址:(匯心4h，每種中斷都要由此進入中斷程序，所以中斷程序開始現場保護后，要進行各種中斷標志位的順序檢測和判斷。當判斷到中斷標志位時，轉到相應的中斷服務子程序中，根據檢測標志位的順序，定義中斷優先級，先判斷定時中斷優先級最高，其次是鍵盤檢測中斷。中斷服務程序流程圖如圖5所示。　　保護現場場　　軟件設計作為便攜式儀器，系統在整個設計過程中遵循簡化硬件電路，以軟件設計代替硬件的設計原則，最大限度的減小儀器的體積和重量，因而系統的軟件實現功能豐富。軟件設計采用模塊化結構，主要有人工校正模塊、欠電報警模塊、鍵盤檢測模塊、采樣通道切換模塊和數據處理模塊。　　采樣通道切換模塊，系統傳感器單元含有兩個電容一頻率轉換電路，兩個電路輸出信號的獲取均通過單片機PIC16F628的計數器1實現。利用定時器O的定時中斷功能，每隔0.15切換一次振蕩工作電路及模擬開關MAX325通道。定時器中斷服務程序流程圖如圖6所示。

關鍵字標籤：高精密電子磅秤推薦