單片機具有集成度高、功能強、體積小、價格低、抗幹擾能力等優於一般CPU的優點，因此，在要求較高控製精度和較低成木的工業測控係統中，往往采用單片機作為數字控製係統取代模擬控製係統。本文介紹一種基於AT89S52的沙漿稱重係統的研製力-法，利用單片機和傳感器實現對重量的高精度測量。

1係統的組成及工作原理

係統工作原理:先由稱重傳感器負責實時采集現場鋼製儲料罐、支架及水泥物料等所有物體的總重量信號，井把重量信號直接轉換為0~20mV的微弱信號。AD7705采用了成木較低但能獲得極高分辨率E-的轉換技術，可以獲得1位無誤碼數據輸出，AD7705片內的增益可編程放大器PGA通過指令設定實現對輸入信號的放大，再進行A/D轉換後轉換電路以數字形式傳送給AT89S52單片機。AT89S52單片機取得相應的數據後，根據用戶設置(總重量或淨重量等)顯小要求進行分析與運算。數碼驅動及鍵盤控製芯片CH451，通過可以級聯的串行接曰接收單片機的運算結果數據，並直接驅動六個數碼竹顯小當前所測物體的重量。

2硬件設計

本係統硬件卞要包括單片機的最小係統、重量采集電路、模數轉換電路、顯小電路和外圍控製電路等。

2.1測幣電路設計

稱重傳感器是木係統的關鍵部件，是一種將質量信號轉換成可測量電信號的輸出裝置，它的性能和精度直接關係到重量檢測係統的檢測精度。傳感器的輸出信號經過濾波電路，消除信號中的串模、共模幹擾以及高頻幹擾信號後進入A/D轉換器。

2.1.1稱重傳感器

棍凝土攪拌樓稱重傳感器為電阻應變式，卞要部分由電阻應變片、彈性體和檢測電路組成。彈性體在外力作用卜產生彈性變形，使粘在他表的電阻應變片也隨之產生變形，其阻值發生變化，再經相應的測量電路把電阻變化轉換為電壓信號，從血完成將外力變換為電信號的過程。

棍凝土攪拌樓站中稱重傳感器處於相當惡劣的運行條件中，環境溫度、濕度、大氣壓力、震動、磁場、電場等諸多因素均可能產生換能誤差、零點漂移和靈敏度的變化。差動式惠斯登電橋的靈敏度高，各竹參數一致，各種幹擾的影響可以相互抵消，還可以力-便地解決稱重傳感器的補償問題，故稱重傳感器均采用箔式雙軸片連接成的差動式惠斯登電橋作為測量電路。稱重傳感器的電阻應變計能夠達到溫度自補償，還可以通過線路補償來彌補傳感器的零點溫度漂移和輸出靈敏度的變化。

使用過程中傳感器結構、容量、技術參數選擇等都會使測量結果產生誤差，故需要合理選擇額定容量，稱重傳感器的額定容量=K(皮重+最大稱重)/傳感器組合個數。(K是安全係數，取決於振動、衝擊、偏載等因素二皮重指秤鬥及其上I(II各附件的重量)。傳感器數量的選擇是根據秤體需要支撐的點數(根據秤體幾何重心和實際重心重合的原則)ifu定。故選用四隻量程為20'T，靈敏度為2mV/V，精度為0.2%，供電電壓為10V滿量程輸出為20mV的SM40-A型稱重傳感器組成並聯輸出電路。並聯輸出電路的四隻稱重傳感器由一個供橋電源供電，既節省設備、簡化係統，又提高了稱量的可靠性;總輸出阻抗的減小，也增強了係統的抗幹擾能力。利用平均值電路原理，每隻傳感器的輸出阻抗相等，則橋路輸出點電壓△U為各個橋路輸出的算術，若力一差大，則誤差分布曲線平坦;如果力一差小，誤差分布曲線就}一分尖銳。高斯誤差分布函數的數學性質中，99.7%的誤差位於3，稱重傳感器係統是由同樣量程的稱重傳感器組成的，隨機誤差的分布是相同的。在多隻傳感器組合使用時，其綜合誤差為式中:S飯)為單隻傳感器的準確度;、(勸為被測量的標準偏差;，:為稱重係統使用的傳感器數目。可以看出在由四個稱重傳感器井聯組成的稱重係統中，與單個稱重傳感器誤差相比，總的誤差減至1/20。

2.1.2高精度A/D轉換

稱重傳感器的輸出為mV級的微弱信號，傳統的測量力一法是在A/D轉換之前加一級高精度的放大器，電路複雜。木係統采用AD7705器件包括由緩衝器和增益可編程放大器組成的前端模擬調節電路，乏一麽調製器，可編程數字濾波器等部件，能直接將傳感器鋇l量到的多路微小信號進行A/D轉換，減少了信號調理環節，避免了放大電路產生的漂移。器件采用二線串行接曰，有兩個全差分輸入通道，用L;-V轉換技術能達到0.003%非線性的16位無誤碼數據輸出，其增益和數據輸出更新率均可編程設定。它包括自校準和係統校準選項，以消除器件木身或係統的增益和偏移誤差，與內部增益可設定的特點相結合，能有效地避免弱信號以及信號調理電路帶來的漂移影響。

2.2係統保護

它是單片機係統中廣泛應用的一種可編程控製電路，它把上電複位、看門狗定時器、電壓監控和E2PROM四種常用功能組合在單個芯片裏，以降低係統成本、節約電路板空間。X5045中的看門狗在係統發生故障而超過設置時間時，通過RESET信號向CPU做出反X5045提供三個時間值供用戶選擇使用。它所具有的電壓監控功能還可以保護係統免受低電壓的影響：當電源電壓降到允許範圍以下時，係統將複位，直到電源電壓返回到穩定值為止。X5045的存儲器與CPU通過串行通信方式接口，512×8個字節的E2PROM用於存儲單片機係統的重要數據。

2.3數碼管驅動及鍵盤控製

很多以單片機為核心的儀器儀表都需要數碼竹顯小和鍵盤掃描。木係統采用CH451，CH451是一個性合了數碼管顯示驅動和鍵盤掃描控製以及uP監控的多功能外圍芯片。CH451內置RC振蕩電路，可以動態驅動8位數碼竹或者64隻LED發光竹，具有BCD譯碼、閃爍、移位等功能;同時還可以進行64鍵的鍵盤掃描，井內置去抖動電路，可提供按鍵中斷與按鍵釋放標誌位等功能;CH451通過可以級聯的串行接曰與單片機等交換數據;並提供上電複位和看門狗等監控功能。

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