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微机原理课程设计题目基于8086的电子称设计指导教师姓名学号王华民201100801012姓名学号赵儒桐201100805035姓名学号孙敬周201100805028专业11级电子信息工程教学单位物理与电子信息学院（盖章）二O一三年六月二十二日目录摘要及关键字..........................................................11绪论...............................................................12总体设计及其框图...................................................12.1电阻应变式传感器................................................12.2信号放大模块....................................................22.3重量显示及其控制模块............................................23硬件电路设计......................................................23.1数据采集电路.....................................................23.2放大校正电路.....................................................33.3ADC0809与8255的连接............................................33.48086的可编程外设接口电路.........................................43.5数据显示部分.....................................................53.6系统硬件原理图...................................................64系统软件流程图......................................................75总结................................................................8参考文献.............................................................81基于8086电子称设计摘要本文介绍了一种基于8086微处理器的电子称系统，采用电子称传感器采集数据，用CPU控制重量值稳定在预设重量：当重量高于预设重量值时报警。系统操作简便、自动化程度高、扩展方便且具有良好的人机交互的能力。该系统通过实验，取得了较为满意的控制效果，可应用在一些精度要求不太高的系统中。为了降低整个系统的成本，在满足性能的要求下，选择低成本器件，简化系统设计。关键词微处理器；电阻应变式传感器；A/D转换器；控制系统一.绪论随着电子技术的发展，特别是大规模集成电路的产生，给人们的生活带来了根本性的变化，如果说微型计算机的出现使现代的科学研究得到了质的飞跃，那么微型计算机控制技术的出现则是给现代工业控制测控领域带来了一次新的革命。目前，微处理器8086在工业控制系统诸多领域得到了广泛的应用,由于它具有极好的稳定性，更快和更准确的运算精度。当前，微机测控系统的发展非常迅速，应用也极为广泛，它由于体积小、功能强、性能稳定、价格低廉等优点，使其在工业控制系统诸多领域得到了极为广泛的应用。在此基础上发展起来的智能仪器无论是在测量的准确度、灵敏度、可靠性、自动化程度、应用功能等方面或在解决测试技术问题的深度及广度方面都有了巨大的发展，以一种崭新的面貌展现在人们的面前。随着大规模集成电路及计算机技术的迅速发展，以及人工智能在测试技术方面的广泛运用，智能仪器有了更大的发展。重量测试仪器的智能化已是现代仪器仪表发展的主流方向，电子称顺应了时代的发展。二.总体设计及系统框图本设计的目的是以8086微处理器为控制器，将电子称传感器输出的小信号经过放大和低通滤波后，送至A/D转换器；微控制器实时采集、显示重量值（要求以千克为单位显示），同时系统还应当超重时有报警功能.系统框图如图2-1。图2-1系统图2.1电阻应变式传感器电阻应变式传感器输出信号放大电路放大信号A\D转换器路微处理器报警译码显示2测量电路是电子秤设计电路中是一个重要的环节，在个对角线接入工作电压U，另一个对角线为输出电压Uo。其特点是：当四个桥臂电阻达到相应的关系时，电桥输出为零，或则就有电压输出，可利用灵敏检流计来测量，所以电桥能够精确地测量微小的电阻变化。制作的过程中应尽量选择好元件，调整好测量的范围的精确度，以避免减小测量数据的误差。2.2信号放大模块本次课程设计中，需要一个放大电路，我们将采用三运放大电路，主要的元件就是三运放大器。在许多需要用A/D转换和数字采集系统中，多数情况下，传感器输出的模拟信号都很微弱，必须通过一个模拟放大器对其进行一定倍数的放大，才能满足A/D转换器对输入信号电平的要求，在此情况下，就必须选择一种符合要求的放大器为使系统产生的误差更小，传统上，设计秤重、测力、转矩及压力测量系统时，输出的数据更精确广泛采用全桥接电阻传感器的方法。本设计采用全桥测量电路。大多数桥接传感器都要求较高的激励电压（通常为10V），同时输出较低的满量程差动电压，约为2mV/V。传感器的输出通常由仪表放大器加以放大。2.3重量显示及控制模块重量通过电子称传感集成芯片(电阻应变式传感器)，将重量变化量转换成电压值变化量，经过OP07一级跟随后输入到电压放大电路，放大后的信号输入到A/D转换器将模拟信号转换成数字信号，然后将该数字信号通过然间编程转化为十进制BCD码，并送到8279进行重量值的显示。电子称传感器采集重量数据，CPU控制重量值稳定在正常值范围的重量，当重量大于最大值重量时，通过CPU控制的重量控制电路会报警三.硬件电路设计3.1数据采集电路电子秤传感器的测量电路通常使用桥式测量电路，它将应变电阻值的变化转换为电压或电流的变化，这就是传感器输出的电信号。电桥电路有四个电阻，其中任何一个都可以是电阻应变片电阻，全桥测量电桥图如图3-1所示。3图3-1全桥测其量电桥图（中V0输出为0~2mv）激励电压:9VDC～12VDC；灵敏度:2±0.1mV/V输入阻抗:405±10Ω；输出阻抗:350±3Ω极限过载范围:150%；安全过载范围:120%使用温度范围:-20℃～+60℃3.2放大校正电路图3-2三运放大电路结构图3.3ADC0809与8255的连接模拟输入通道地址A,B,C直接接地，因此ADC0809只对通道IN0输入的电压进行模数转换。为了减少输入噪声其他通道直接接地。ADC0809的数据线D0-D7与8255的PB0-PB74相连接。其片选CS与8086的地址/数据总线AD14相连接,ADC0809与8255的连接电路如图3-3所示。图3-3ADC0809与8255连接电路3.48086的可编程外设接口电路8255的数据口D0-D7与CPU的6根控制线相连接，控制8255A内部的各种操作。控制线RESET用来使8255A复位。CS和地址线A1及A0用于芯片选择和通道寻址,分别与8086的高位地址线A19，A1,A0相连接,8086的可编程外设接口电路如图3-4所示。图3-4外设接口电路3.5数据显示部分5本实验电路采用的就是利用BIC8718集成芯片来驱动三位LED数码管，其数据显示电路如图3-5所示。图3-5数码管显示电路3.6系统硬件原理图6图3-6系统硬件原理图4.系统软件流程图NY图4-1主程序流程图采集A\D值并求其平均值调用BCD码转换子程序将其转换为十进制重量值调用显示子程序报警实际重量高于最大值调用重量值设置子程序数码管显示重量开始系统初始化显示提示信息7图4-2重量值设置子程序流程图得到各重量位上的数通过查表指令得到对应的数码管的断码重量值设置子程序键入重量值十位上的数值将它存于［DI］键入重量值个位上的数值将它存于［DI+1］将十位上的数值左移四位并与个位上的数值既得温度值m10kg将重量值存于［DI+1］返回声音报警并显示错误信息返回显示重量值十位上的数值延时返回显示子程序NY图4-3先将十进制重量值（AL）送到(BL)通过查表指令得到对应的数码管的断码显示重量值个位上的数值延时取出（BL）中的重量值得到重量值十位上的数值8五.总结一、本系统本着简单可靠的原则完成了设计要求，尽量做到线路简单，充分利用软件编程，安装比较灵活而且价格较低。二、在系统的硬件和软件设计中，都加有安全设计部分，避免加热过高造成设备的损坏。同时，该系统在测量过程中会带来系统误差。期间发现了自己的很多不足，专业知识存在诸多漏洞，看到了自己的实践经验还是比较缺乏，理论联系实际的能力还急需提高。在本次设计的过程中，我们遇到了许多突发事件和各种困难。有的电路理论分析正确，但实际做出来时却很不尽人意，任何一个电路都要亲自分析，计算和制作，在制作的过程中发现问题解决问题。通过团队的仔细分析和自我调整状态后我们终于解决了所有问题，取得了圆满的结果。参考文献[1]戴梅蕚《微型计算机技术及应用》2007清华大学出版社.[2]武锋《单片机应用系统设计---系统配置与接口技术》1998.8北京航空航天大学出版社.[3]何克忠《计算机控制系统》2002清华大学出版社.[4]朱善君《汇编语言程序设计》1998.3清华大学出版社.[5]颜永军《protel99电路设计与应用》2001.1国防工业出版社.