常州工学院毕业设计论文 引脚 P0.0 P0.2 P0.3 P0.4 P0.5 P0.6 P0.7 二、传感器电路

说明 上电指示灯 外部时钟输入 外部时钟输出 串行通信TXD 串行通信RXD 显示驱动/CS 显示驱动/RD 引脚 P1.0 P1.1 P1.2 P1.3 AIN0.0 AIN0.1 说明 显示驱动/WR 显示驱动DATA 去皮按键 清零按键 模拟输入+ 模拟输入- 传感器采用电阻应变片，利用电桥平衡原理进行压差的采样，因为电桥测量不仅可以提高检测灵敏度，还能获得较为理想的温度补偿效果，减小和克服非线性误差。

直流电桥电路如下图所示：

AR1CR3BR2+uA-R4 D

图3-2 直流电桥电路 四个电阻两两串联，接点A和B接直流电源E。根据串联电路电阻分压关系，得C、D两点的电压分别为： VC=

R1R1?R3?E，VD=

R2R4?R2?E

电桥的输出电压为：Uout?VC?VD??R1R4?R2R3?

?R2?R4??R1?R3?U电桥的平衡条件是：R2R3?R1R4。当电桥平衡时，输出电压为零。

根据本仪器的设计精度要求，我们选择台湾MAVIN足立NA2称重传感器。 惠斯登电桥具有很多优点，如可以抑制温度变化的影响，可以抑制侧向力干扰，可以比较方便的解决称重传感器的补偿问题等，所以惠斯登电桥在称重传感

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常州工学院毕业设计论文 器中得到了广泛的应用。又因为全桥式等臂电桥的灵敏度最高，各臂参数一致，各种干扰的影响容易相互抵消，所以称重传感器均采用全桥式等臂电桥。

+5V1R34R5R6R4+si2gUoy-sig

UOY?E(R6??R6R6??R6?R4??R4图3-3 差动全桥电路 ?R5??R5R5??R5?R3??R3)3

若?R3UOY??R4??R5??R6R3??R3，R3??R4?R5?R6R3??R3，则：

)

?E(R3??R3?R3??R3R3??R32R3?R3??R32R3R3??R3?R3??R3?R3R3?E()?E

三、A/D放大电路

图3-4 仪表放大电路 传感器测量的电压信号经常含有干扰信号，所以当差分电压输出时，在其前面加一个LC滤波电路，抑制了电源对传感器的噪声干扰，得到比较稳定的差分

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常州工学院毕业设计论文 信号。再通过一个2通道模拟多路分配器接入运放的同相输入端放大。由于系统连续工作电压信号会随着温度的变化而发生漂移，为了防止温漂导致的电压失真，在差分信号的两端加接通道多路器74HC4053，当电压随温度往上变化时，74HC4053就把其信号变反，这样电压信号就会成锯齿形稳定在真实电压值附近，从而保证了信号的准确。如图3-4所示，R8、R9、R10电阻使用了精度高、温度系数稳定的精密电阻，从而减小因放大产生的干扰。

电阻应变片式传感器输出电压为mv数量级，因此必须加放大电路。根据差

?2R?分电路的原理Uout??(1?9)?UinR??8??。

传感器称重量程100Kg，灵敏2mv/v，供桥电压为5v，满量程输出就为10mv。现称重物体为最重50Kg，则最多输出5mv电压。ADC的参考电压为2.5V，为留有余量使50Kg对应2V,所以要使输出电压从0-5mv放大到0-2V，放大倍数为

2V5mV?400。

本系统的放大电路用了专用的仪表放大器，其优点是： 1、单片机内部的运放不是很稳定，容易造成偏差。

2、内部的运放最大增益为128，而现在所要求的放大倍数要达到400，不能满足放大的要求。故采用外部的运算放大器。

传感器满量程输出=传感器额定输出?激励电压=2mV/V?5V=10mV=10000μV。 微伏/分度=传感器满量程输出?分度值传感器总容量=

10000?0.01100?1.0(?V/d)

查灵敏度表，对应于5000分度数，其灵敏度允许范围为0.6-5.2，符合灵敏度要求。 四、显示电路

本设计中我们采用LCD显示，显示的驱动芯片采用HT1621B。

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图3-5 LCD显示电路

HT1621B是一种128点阵式存储器映射多功能LCD驱动电路，它适合点阵式LCD显示，包括LCD模块和显示子系统，具有关闭电源功能。硬件接线中重点关心以下引脚：

名称 /CS I/O I 功能说明 片选信号输入端（带上拉电阻）。为逻辑高电平时，数据和命令不能读出和写入，并且串行接口电路复位。为逻辑低电平时，控制器与HT1621B间可以传数据和命令。 /RD I READ时钟输入端（带上拉电阻）。RAM中的数据在/RD信号的下降沿被输出到DATA线上，主控制器可以在下一个上升沿锁存这个数据。 WR I WRITE 时钟输入（带上拉电阻）。在/WR信号的上升沿，DATA线上的数据被锁存到HT1621B。 DATA COM0～COM3 SEG0～SEG31

I/O O O 串行数据输入/输出端（带上拉电阻）。 LCD COM输出端。 LCD SEG输出端。 8