PBC电路设计.doc

选课时间段 序号（座位号） 杭州电子科技大学 实验报告 课程名称 短学期实验 实验名称 电子称重系统设计 指导教师 XXXXXXXXXXXXXXXXX 学生姓名 XXXXXX 学生学号 XXXXXXXX 学生班级 XXXXXXXX 所学专业 电子信息工程 一、实验目的 1、熟悉印制电路板设计软件altium designer 6 2、能熟练运用AD6软件进行原理图设计和PCB设计 3、熟练对89C52（可选其他型号）单片机相关的系统进行电路原理图设计和PCB设计 4、熟练掌握一种仿真工具的使用（建议使用 multism或pspice） 二、要求任务及自主设计 要求每位学生独立完成并写出实验设计报告交给指导老师，主要内容包括： 1、89C52单片机最小系统的构成及设计(包括：时钟、复位、电源、单片机、按键和显示等) 2、在此基础上完成称重系统的设计，称重量程为0~80吨，误差正负100kg。 A 为称重系统选择合适的4个压力传感器，注意量程和误差。 B 设计放大电路，以便单片机对其信号进行后续处理。 C 用7段数码管或其他显示模块进行重量的显示，单位为：kg。 D 根据应用场合设计扩展功能（加分选做设计部分） 三、原理框图 四、系统总体方案设计与比较 在设计系统时，针对各个模块实现的功能来设计电子秤的方案有以下几种： 方案一 数码管显示 此方案利用数码管显示物体重量，简单可行，可以用内部带有模数转换功能的单片机。由些设计出的电子称重系统，硬件部分简单，接口电路易于实现，并且在编程进大大减少程序量，在电路结构上只有简单的输出输入关系。缺点是：硬件部分简单，虽然可以实现电子称重基本的功能，但是不能实现外部数据的输入，无法根据实现电子称基本的控制参数。由于数码管只能实现简单的数字和英文字条的显示，不能显示汉字以及其他的复杂字符，不能达到要求。又因为采用了模数转功能的单片机，系统电路过于简单，系统硬件的扩展必受到限制，电子秤的功能过于单一，达不到设计的标准。 方案二 在前一种方案的基础上进行扩展，增加一键盘输入装置，增加处界对单片机内部的数据设定。 此方案设计的电子秤，可以实现称物计价功能，但是局限于数码管的功能，在显示重量时，如果数码管没有足够的位数，那么称量物体重量的精度必受到限制，所以此方案需要较多的数码管接入电路中。这样在处理输入输出接口时需要另行扩展足够多的I/O接口供数码管使用，比较麻烦。 方案三 前端信号处理进，选用放大、信号转换等措施来增加信号采集强度但会增加相应的设计成本；显示方面采用具有字符图文显示功能的LCD1602显示器。这种方案不仅增加了人机单打交换的能力，而且满足设计要求，可以显示购物清单、所称量的物体信息等相关内容，当需要增加扩展功能时可以通过切换液晶显示界面的方式来实现。现时增加一个存储芯片，用来存储历史的称量数据。 五、原理图及器件选型 1、单片机选型 单片机的选择在整个系统设计中至关重要，要满足大内存、高速率、通用性、价格便宜等求，鉴于以上考虑本课题选择AT89S52作为整个系统的主控芯片。 AT89C52是一个低功耗，高性能CMOS?8位单片机，片内含8k?Bytes?ISP(In-system?programmable)的可反复擦写10000次的Flash只读程序存储器，器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术制造，兼容标准MCS-51指令系统及80C51引脚结构，芯片内集成了通用8位中央处理器和ISP?Flash存储单元，功能强大的微型计算机的AT89C52可为许多嵌入式控制应用系统提供高性价比的解决方案。AT89C52芯片具有以下特性： ①指令集和芯片引脚与Intel公司的8051兼容；? ②8KB片内在系统可编程Flash程序存储器；? ③时钟频率为0～33MHz；? ④128字节片内随机读写存储器（RAM）； ⑤32个可编程输入输出引脚； ⑥2个16位定时计数器；? ⑦6个中断源，2级优先级；? ⑧全双工串行通信接口；? ⑨监视定时器；? ⑩2个数据指针。?AT89S52单片机的40个引脚中有2个专用于主电源引脚，2个外接晶的引脚，4个控制或与其它电源复用的引脚，以及32条输入输出I/O引脚。 最小系统如下图 2、压力传感器选择 由于称重要求的范围是0~80吨，压力传感器就采用地磅传感器（网址：/item.htm?spm=a230r.rEEilids=1abbucket=19#detail），该压力传感器的额定载荷是40吨，利用四个该传感器，可称重范围为0~160吨，满足要求。 实物图如下：