单片机电子秤设计[1](6)

图3.3 INA126 引脚图

（2）引脚说明

1、8脚：接电位器，控制放大倍数 2脚： 差分输入负端 3脚： 差分输入正端 4脚： 电源输入负端，-5V 5脚： 接地端 6脚： 单端输出端 7脚： 电源输入正端，+5V 3.2.3 具体电路设计

图3.4 INA126 电路设计图

3.3 信号转换电路

3.3.1 芯片LM331应用

一般应用于人员不能进入或不易进入的场合，通过传感器将被测量转换为电压，经运算放大器放大为0～10V电压信号，由LM331进行V/F变换为脉冲信号，通过长双绞线传输到测量室，在测量室内通过光电耦合器转换为幅度稳定的脉冲电压，此脉冲电压再经LM331进行F/V

变换为电压进行测量，从而可避免直接导线连接到测量室而造成的线路衰减或干扰，提高测量精度。

3.3.2 LM331功能介绍

V/F 变换和 F/V 变换采用集成块 LM331，LM331是美国 NS 公司生产的性能价格比较高的集成芯片，可用作精密频率电压转换器用。LM331 采用了新的温度补偿能隙基准电路，在整个工作温度范围内和低到 4.0V 电源电压下都有极高的精度。同时它动态范围宽，可达 100dB；线性度好，最大非线性失真小于 0.01％，工作频率低到0.1Hz 时尚有较好的线性；变换精度高，数字分辨率可达 12 位；外接电路简单，只需接入几个外部元件就可方便构成 V/F 或 F/V 等变换电路，并且容易保证转换精度。

图3.5 LM331 组成的电压频率变换电路

LM331 内部由输入比较器、定时比较器、R－S 触发器、输出驱动、复零晶体管、能隙基准电路和电流开关等部分组成。输出驱动管采用集电极开路形式，因而可以通过选择逻辑电流和外接电阻，灵活改变输出脉冲的逻辑电平，以适配 TTL、DTL 和 CMOS 等不同的逻辑电路。 当输入端 Vi＋输入一正电压时，输入比较器输出高电平，使 R－S 触发器置位，输出高电平，输出驱动管导通，输出端 f0 为逻辑低电平，同时电源 Vcc 也通过电阻 R2 对电容C2 充电。当电容 C2 两端充电电压大于 Vcc 的2/3时，定时比较器输出一高电平，使 R－S 触发器复位，输出低电平，输出驱动管截止，输出端 f0为逻辑高电平，同时，复零晶体管导通，电容 C2 通过复零晶体管迅速放电；电子开关使电容 C3 对电阻 R3 放电。当电容 C3放电电压等于输入电压 Vi 时，输入比较器再次输出高电平，使 R－S 触发器置位，如此反复循环，构成自激振荡。输出脉冲频率 f0 与输入电压 Vi 成正比，从而实现了电压－频率变换[18]。

3.3.3 具体电路设计

图3.6 INA126 电路设计图

3.4 本章小结

本章主要是介绍硬件具体方面，首先通过需求的分析，根据电路的要求，构想相关的功能模块，确定此次设计主要的硬件模块有放大模块、电压频率转化模块、单片机控制模块及人机交接模块。本章针对这些模块的主要芯片做了简单介绍，了解的其芯片的功能及应用，并且介绍了本次项目的具体电路设计。

第4章 系统软件设计

在单片机应用系统的开发中，软件的设计是最复杂和困难的，大部分情况下工作量都较大，

特别是对那些控制系统比较复杂的情况。如果是机电一体化的设计人员，往往需要同时考虑单片机的软硬件资源分配。本系统的软件设计主要分为系统初始化、按键、显示处理及信号频率输入处理。

程序设计是一件复杂的工作，为了把复杂的工作条理化，就要有相应的步骤和方法。其步骤可概括为以下三点：

⑴ 分析系统控制要求，确定算法：对复杂的问题进行具体的分析，找出合理的计算方法及适当的数据结构，从而确定编写程序的步骤。这是能否编制出高质量程序的关键。

⑵ 根据算法画流程图：画程序框图可以把算法和解题步骤逐步具体化，以减少出错的可能性。

⑶编写程序：根据程序框图所表示的算法和步骤，选用适当的指令排列起来，构成一个有机的整体，即程序。

程序数据的一种理想方法是结构化程序设计方法。结构化程序设计是对利用到的控制结构类程序做适当的限制，特别是限制转向语句(或指令)的使用，从而控制了程序的复杂性，力求程序的上、下文顺序与执行流程保持一致性，使程序易读易理解，减少逻辑错误和易于修改、调试。根据系统的控制任务，本系统的软件设计主要由主程序、初始化程序、显示子程序、数据采集子程序和延时程序等组成。

4.1 C语言在单片机中的应用

C语言是一种通用的计算机程序设计语言，在国际上非常流行。它既可以用来编写计算机的系统程序，也可以用来编写一般的应用程序。以前计算机的系统软件主要用汇编语言编写，单片机应用系统更是如此。C语言是当前最流行的程序设计语言，它像其它高级语言一样，面向用户，面向解题的过程，编程者不必熟悉具体的计算机内部结构和指令；C语言又像汇编语言一样，可以对机器硬件进行操作。如进行端口I，0操作、位操作、地址操作，并可内嵌汇编指令，将汇编指令当作它的语句一样。我们知道，汇编语言将涉及计算机硬件，所以C语言又像低级语言一样，可以对计算机硬件进行控制，因此人们把它称为介于高级语言与低级语言之间的一种中级语言。正是因为C语言具有这样的特性，所以很适合编写要对硬件进行操作的软件程序。本文采用C语言进行编写．因为此系统软件比较，其存储量较大，因此必须应用C语言编程了[9]。

4.2 电子称的软件设计与实现

电子称软件设计均采用模块化设计，整个程序包括主程序、定时中断程序、INTO中断程序按键程序、数据处理子程序(双字节乘法、二一十进制转换程序及逆转换程序)、LCD十六位液晶静态显示子程序等模块。所有程序均采用C汇编语言编写。电子计价秤的软件设计思路说明如下：主程序的作用为程序初始化，计算单价木单重(单价和单重分别在定时中断程序和INT0外部中断程序中获得)，并时时显示十进制的单重，单价，总价。设定T0为计数工作方式，T1为定时工作方式。其中R0为标志位寄存器当为OOH时为正常显示方式。当为01H时为累计显示方式，在T1定时中断程序中。一秒钟采样物料重量(已转成脉冲频率)，并赋值重量计算RAM区和显示RAM区。在INTO外部中断程序中，采样单价并赋值单价计算。

4.3主程序流程图

主程序流程图给出了系统工作的基本过程，描述了信号的基本流向，起到一个向导的作用。

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