称重显示控制仪的设计教程.doc

称重显示控制仪的设计 目录 摘要 I Abstract II 第1章 绪论 1 1.1 自动定量衡器技术综述 1 1.1.1 电子衡器的分类 1 1.1.2 自动定量衡器技术国内外发展概况 1 1.2 研究本课题的意义 3 1.3 本论文完成的主要工作 4 第2章 系统的总体设计 5 2.1 定量称重控制系统的组成和工作原理 5 2.1.1 定量称重装置的组成 5 2.1.2定量称重控制的工作原理 6 2.2 系统的结构方案 7 2.2.1系统概述 7 2.2.2 系统结构 7 2.3 系统的功能、特点及主要技术指标 8 第3章 系统的硬件设计 10 3.1系统硬件的结构 10 3.2 微控制器AT89S52及其应用 10 3.2.1 AT89S52性能概述 10 3.3 数据采集前端模块 12 3.3.1电阻应变式称重传感器 12 3.3.2信号调理电路 15 3.4模数转换单元 17 3.4.1模数转换器的选择 17 3.4.2 AD7810的特点与功能 18 3.4.3 AD7810的接口设计 19 3.5 人机通信单元 20 3.5.1 显示及键盘控制芯片HD7279 20 3.5.2 键盘及显示电路 21 3.6 输出电路 23 3.7 系统电源设计 24 3.8 定量称重过程特性分析 25 第4章 系统软件设计 27 4.1 系统程序流程 27 4.2数据采集子程序 28 4.3 人机通信程序设计 29 结论 34 致谢 35 参考文献 36 第1章 绪论 我国社会主义市场经济的繁荣和发展，促进了对定量包装商品需求的不断增长。例如以零售商品为例，根据有关统计，美国零售市场中定量包装商品的销售量占95%以上，我国零售市场上定量包装商品的销售量也己经达到70%左右[1]，并且其数量将随着经济的发展而不断扩大。 本设计所研制的自动定量称重控制仪，属于国际法制计量组织OIML（Organization of International Legal Metrology）国际建议R61－1所称之重力式自动装料衡器（Automatic Gravimetric Filling Instrument）中的控制装置[2]。在我国，自动装料衡器又称之为定量自动衡器，有些场合还可称为定量包装秤、打包秤、灌包秤或打包机。OILM把重力式自动装料衡器定义为“通过自动称量把散状物料分成预定且实际上相对恒定质量的装料,并将其装入容器的衡器”[3]。 1.1 自动定量衡器技术综述 1.1.1 电子衡器的分类 电子称重装置主要由承载器、称重传感器和称重仪表三部分组成。按照不同的分类标准，可将电子类衡器作如下划分[4]： 一、按测试系统划分 1.静态型。静态电子衡器是把被称量物体稳定的放置于电子衡器上进行测量的，目前这种类型的电子衡器使用范围最为广泛。 2.动态型。动态电子衡器是在静态电子衡器的基础之上发展起来的一种新型电子衡器，它所测量的是随时间变化的运动物体的质量。 二、按称量方式划分 1.接触式测量。接触式测量主要是通过传感器直接与被测量的运动物体直接接触而获得动态信号，并对此动态信号进行处理来获取真实的质量信息。 2.非接触式测量。非接触式测量则主要是利用辐射传感器来获取运动物体的动态信号，并加以分析以得到真实的质量信息。 1.1.2 自动定量衡器技术国内外发展概况 在近百年的历史中，称重技术大致经历了以下四个发展阶段：大约半个多世纪的机械式装置模拟测量阶段；20世纪50～60年代进入了机电衡器阶段；20世纪70～80年代进入了电子测量阶段；自20世纪80年代以来，全面进入了数字化测量及微机智能化测量的阶段[5~6]。 一、 国外发展情况 无论在技术水平、品种还是规模等方面，发达国家的电子称重设备都达到了较高水平。 技术水平方面的主要标志是准确度、长期稳定性和可靠性。目前，作为贸易结算用的静态秤（如平台秤），己能达到OIML规定的3000d(分度)，最高的可以达到6000d；在稳定性方面，要求一年内不允许超差；在可靠性方面，称重传感器正常使用条件下的寿命一般在十年以上，仪表的平均故障间隔时间(MTBF)都超过2000小时，有些产品达到了5000小时。由于加强了应用技术开发，能够适应高温、振动、粉尘、电磁干扰等各种恶劣使用环境条件，准确度一般能达到0.1～0.3%左右[7]。 在品种方面，随着生产发展的需要和新技术的应用，出现了一些新品种，如电脑组合定量秤、高速自动定量秤等。这些自动秤往往与生产过程紧密结合，成为生产线的一个组成部分，或者与生产机械组合成机电一体化设备。 在功能上也比较齐全，大部分是用软件来实现。这些功能包括：各种参数的设定，如分度值、最大量程、小数点、固定皮重等设定；零点自动跟踪；自动去皮；量程自动校准；动态检测；开机自检和故