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基于C8051F350的称重系统软件设计.doc
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基于C8051F350的称重系统软件设计.doc
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摘 要
随着对称重仪表的准度、精度、速度的要求越来越高,快速发展的单片机被
运用到其中并逐步形成了一套集称重、处理、显示、和监控的电子称重系统。本
文介绍了电子称重系统的工作原理、硬件电路设计,重点介绍了软件设计。本系
统在设计中紧密结合市场需求,参考了国内著名的称重仪器生产商的产品,并且
在功能设计上进行了一些新的改进。本系统采用目前使用最广泛、技术较为成熟
的 SOC 单片机 C8051F350 作为控制核心,实现了自动采样、处理、显示功能,并
能通过异步串行口与上位机通信。其中测量功能由以 MAVIN 足立 NA2 型传感器为
核心的传感器电路、以 OPA27 为核心的放大电路和单片机内部的 24 位 A/D 转
换实现;显示电路采用 LCD 显示。整个系统具有精确、快捷、方便、实用的显
著特点
关键词: 称重系统;C8051F350;传感器;A/D 转换;LCD
ABSTRACT
With the more and more higher request of the accuracy, precision and speed of
weighing instrument, the singlechip with rapidly development is applied and a suit of
electronic weighing system including weighing, processing, displaying and
monitoring has been formed gradually. This text introduces the work principle, the
hardware electronic circuit design, especially the software design of the electronic
weighing system. During the process of design, the demand of market was especially
noticed, many products of domestic famous weighing instrument producer were
consulted and some new improvements were made on the function design. The system
uses SOC SCM C8051F350 which is most extensively applied currently and relatively
mature on techinique as the core of control, realizing the function of sampling,
processing and displaying automatically, and can communicate with epigyny
computer through the asynchronous serial port. Thereinto the measure is completed
by sensor circuit based on MAVIN NA2 sensor, amplification circuit based on
OPA227 and A/D converter in C8051F350, the LCD is applied in displaying circuit,
which makes the whole system has the marked characteristics of precise, fast,
convenience and applied.
Keyword: weighing system; C8051F350;Sensor;A/D conversion;LCD
目 录
摘 要.............................................................................................................................I
ABSTRACT ..................................................................................................................II
第一章 绪 论..............................................................................................................1
1.1 课题来源 .............................................................................................................1
1.2 课题研究的目的和意义 .....................................................................................1
1.3 国内外现状 .........................................................................................................2
1.4 论文的主要内容 .................................................................................................2
第二章 设计要求........................................................................................................3
2.1 总体要求..............................................................................................................3
2.2 性能指标..............................................................................................................3
2.3 本章小结..............................................................................................................3
第三章 硬件设计........................................................................................................4
3.1 仪器功能简介 .....................................................................................................4
3.2 硬件设计 .............................................................................................................4
3.2.1 系统原理框图...............................................................................................4
3.2.2 电路分析.......................................................................................................4
3.3 本章小结 ...........................................................................................................10
第四章 系统软件设计..............................................................................................12
4.1 主程序的设计....................................................................................................12
4.2 子程序的设计....................................................................................................13
4.2.1 时钟初始化子程序.....................................................................................13
4.2.2 I/O 端口初始化子程序...............................................................................18
4.2.3 A/D 转换初始化子程序.............................................................................22
4.2.4 A/D 转换子程序.........................................................................................29
4.2.5 显示子程序.................................................................................................33
4.2.6 异步串行口初始化子程序.........................................................................40
4.2.7 按键子程序.................................................................................................44
4.3 本章小结............................................................................................................45
第五章 软件仿真......................................................................................................46
5.1 仿真软件的介绍................................................................................................46
5.2 仿真画面的介绍................................................................................................46
5.3 本章小结............................................................................................................50
结 论........................................................................................................................51
参考文献......................................................................................................................52
致 谢........................................................................................................................54
附 录........................................................................................................................55
第一章 绪 论
1.1 课题来源
随着科学技术和经济的发展,出售商品品种的增加,称量物品的设备也需要
更新换代,人们对称重装置的要求也越来越高。传统的机械式称重装置正在被电
子称重装置所代替,从而进入到传感器、电子学和微处理机领域,使得称重装置
变成为电子仪器。它的特点是:精确、智能、简明、可靠,克服了传统的杆秤、
盘秤不精确、速度慢、不能计价、易作弊等缺点,在商业领域应用越来越多。
称重技术的突破是微处理机的应用。称重技术的这种发展是由于不仅要求获
得静态称重数据,而且进一步要求称重工作的自动化,实现快速称量,以及测量
各种动态参数,提高测量精度和各种数据的及时处理。这些精度、速度、性能和
功能方面的要求是传统的机械测量系统无法满足的。也就是说,这种技术发展中
的突破是必然的结果。
通常称量物体采用的是直读法,该测量方法应用到称重装置上为:通过测量
弹性元件的变形来测定被测物体的重量,结构简单,操作方便,但精度较低。因
此我们对弹性元件变形量进行信号放大处理,通过微处理机对其进行量度分割,
从而提高其精度。
随着电子元器件集成化的迅速发展,微处理机、单片机的发展和计算机软件
的开发使得不仅实验室的传统称量装置已被电子称重装置所取代,而且这种趋势
已经扩展到工业和其他领域。
1.2 课题研究的目的和意义
目前,电子称重仪的应用范围越来越广泛,同时对电子称重仪的技术要求也
越来越高,电子称重仪由一个单一的称重装置逐渐发展成一个集称重、自动控制
和信息处理等为一体的综合性的称重系统。本课题研究的目的是设计一种集称重、
显示以及能够与上位机监控的电子称重系统,利用精确 A/D 型 SOC 单片机
C8051F350 为核心,配以数据采集、显示、按键、串口等外围电路,达到测量精
确快速、操作方便的目的,同时可以通过异步串口与上位机通讯,达到监控和问
题反馈的目的,真正使称重装置变为一个有机可靠的系统。本设计的意义在于规
范了计量市场,有效地提高了称重的快速有效性,并将称重装置纳入市场管理系
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