数字电子秤设计

东北石油大学课程设计

2016年6 月27日

东北石油大学课程设计任务书

课程电子技术课程设计

题目数字电子秤

专业自动化姓名王士迪学号 140601140412

主要内容：

基于数字逻辑及相关课程知识设计一个包含传感器，信号放大器，数模转换器，译码显示器功能的电子秤，进一步巩固理论知识，并增强对于数字系统的实践设计能力。基本要求：

1.实现重量传感功能（可调电阻）

2.测量范围：0~128，1~255

3.由数字显示电路显示

主要参考资料：

1. 高吉祥等.《电子技术基础试验与课程设计》.北京.电子工业出版社200

2.2

2. 黄瑞祥等.《数字电路识读》.浙江.浙江科学技术出版社.2005.8

3. 杨帮文.《新编传感器实用宝典》.北京.机械工业出版社.2005.4

4. 余孟尝.《数字电子技术基础简明教程（第二版）》.北京.高等教育出版社.2006.12

5. 科林等.《TTL高速CMOS手册》.北京.电子工业出版社.2004.5

6. 孙余凯等.《常用集成电路实用手册》.北京. 电子工业出版社.2006.1

7. 孙余凯等.《常用集成电路实用手册（续集）》.北京. 电子工业出版社.2008.1

8. 邱寄帆等.《数字电子技术实验与综合实训》.北京.人们邮电出版社.2005.9

完成期限2016.6.27——2016.7.3

指导教师白丽丽刘超

专业负责人

2016年6 月27 日

目录

1 引言 (1)

2 需求分析 (1)

3 概要设计 (1)

3.1设计方法 (1)

3.2设计框架 (1)

3.3分模块设计思路 (1)

3.3.1电子秤传感器功能设计 (2)

3.3.2量程控制功能的设计 (4)

3.3.3数字显示功能设计 (5)

4 详细设计 (6)

4.1 整体模块实现 (6)

4.2 压力传感器模块 (6)

4.3 量程控制模块 (8)

4.4 译码驱动显示模块 (9)

5 调试及操作说明 (10)

5.1调试方法及结果 (10)

5.2使用说明 (10)

6 总结与体会 (11)

参考文献 (12)

1.引言

设计实现一个具有温度采集、显示、加热、超温报警功能的数码控制加热器设计系统，既是对数字逻辑课程的巩固，检验所学知识的有效手段，更是进一步巩固知识和提升数字系统设计能力的重要方法。

电子秤采用现代传感器技术、电子技术和计算机技术一体化的电子称量装置，才能满足并解决现实生活中提出的“快速、准确、连续、自动”称量要求，同时有效地消除人为误差，使之更符合法制计量管理和工业生产过程控制的应用要求。

2.需求分析

本节是该设计的方案与比较部分，对设计中所采用的芯片从多方面综合的进行比较，最后经过仔细的研究后决定所选的器件。

⑴电子秤传感器的测量电路使用滑动变阻器和可调直流电源，通过A/D转换器，将

模拟信号转化为数字信号，从而实现传感器功能；

⑵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，从

而实现信号放大功能；

⑶根据课题对量程的要求，采用2个74LS160D计数器用来控制量程，通过2个

74LS85D4位数值比较器，实现量程控制功能；

⑷根据课题对量程的要求，采用4个74LS160D计数器用于实现数字显示功能；

3.概要设计

3.1设计方法

设计方法是在理解题目的基础上，将问题模块化，各个击破。完成后，再进行调试和验证，最后对系统进行完整设计，使设计过程的可靠性得到保证。

3.2设计框架

图3-1 系统功能框图

各模块功能分别为：

⑴传感器功能模块：改变电阻，从而改变了电流或电压的输入量，实现压力传感；

⑵量程控制功能模块：将由A/D转换而来二进制信号与8位数值比较器进行比较，控

制量程；

⑶数字显示模块：由74LS160D和LED显示器用于数字显示功能的实现；

3.3分模块设计思路

本设计的数字电子秤由以下3部分组成：电子秤传感器模块、量程控制模块、数字

显示模块，以下前三个模块为例进行介绍。

3.3.1传感器

HM10高精度压阻式压力传感器，是采用德国HeLM公司先进的硅压阻力敏元件封装在不锈钢壳体内组装调试而成，外壳和接口材料均为不锈钢，介质兼容性好，性能稳定可靠，精度高，密封垫端面密封。

图3-2压力传感器

应压力传感器无法实现所以用如图3-3所示电路图代替；

图3-3电子秤传感器电路图

常见的A/D转换器实例

模数转换器即A/D转换器，或简称ADC，通常是指一个将模拟信号转变为数字信号的电子元件。A/D转换一般要经过采样、保持、量化及编码4个过程。模数转换过程包括量化和编码。量化是将模拟信号量程分成许多离散量级，并确定输入信号所属的量级。编码是对每一量级分配唯一的数字码，并确定与输入信号相对应的代码。ADC类型繁多，在此，以ADC0808为例进行设计分析，图3-4为其外观图示：

图3-4 ADC0808数模转换器外观

ADC0808的引脚名称如图3-5所示：

图3-5 ADC0808外部引脚图

共有28只引脚呈对称排列，相应引脚名称和功能，如表3-6所示：

引脚名称功能描述

IN0～IN7 8路模拟输入，通过3根地址译码线ADDA、ADDB、ADDC来

选通一路。

ADDA、ADDB、ADDC 模拟通道选择地址信号，ADDA为低位，ADDC为高位。

VR(+)、VR(-) 正、负参考电压输入端

ALE 地址锁存允许信号，高电平有效。

START A/D转换启动信号，正脉冲有效。

CLOCK 接时钟脉冲

OE 数据输出允许信号，输入，高电平有效。当A/D转换结束

时，此端输入一个高电平，才能打开输出三态门，输出数字

量。

EOC A/D转换结束信号，输出，当A/D转换结束时，此端输出一

个高电平（转换期间一直为低电平）。

D0~D7 A/D转换后的数据输出端，为三态可控输出，故可直接和微

处理器数据线连接。8位排列顺序是D7为最高位，D0为最低

位。