应力测试仪设计南昌航空大学专业课设

课程设计说明书课程设计名称：专业课程设计

课程设计题目：应力测试仪的设计学院名称：信息工程学院

专业：电子信息工程班级：

学号 09041209 姓名：

评分：教师：

2012年6月28日

电子信息工程专业课程设计任务书

20 11 －20 12 学年第 2学期第18周－ 20周

题目应力测试仪

内容及要求

设计并制作一个应力测试仪，AD转换用ADC0804，应力测试范围为0~200牛，用三位LED显示结果

进度安排

1. 查阅资料、选择方案，领仪器设备：2天；

2. 仿真、画电路原理板图：2天；

3. 领元器件、制作、焊接：3天；

4．调试：2天；

5. 验收：1天；

学生姓名韦祥宝程克明

指导时间2012年6月11日－2012年6月28日指导地点：E 楼 401室

任务下达

2012年 6月 11

日

任务完成2012年 6 月28

日

考核方 1.评阅□ 2.答辩□ 3.实际操

注：1、此表一组一表二份，课程设计小组组长一份；任课教师授课时自带一份备查。

2、课程设计结束后及“课程设计小结”、“学生成绩单”一并交院教务档。

摘要

本文主要讲述了一种利用传感器，A/D转换和7279显示器制作的数字应力测试仪，论述了仪器的工作原理，给出了仪器硬件设计和软件流程。其中利用传感器把重量转换成电压信号，再将电压信号放大输入A/D转换，通过A/D转换和数据处理，由7279显示。该应力测试仪体积小，携带方便，操作简单，测量速度快。本设计具有制作简单，实用性强，精确度高等特点，具有广泛应用前景。

关键词：压力传感器，放大器，单片机，A/D转换，7279显示

目录

第一章绪论 (1)

1.1 课题的目的及意义1

1.2 研究内容2

第二章系统的总体设计方案 (3)

2.1 系统的设计要求3

2.2 系统的组成及其工作原理3

2.3 硬件电路设计方案5

2.3.1 传感器的选择5

2.3.2 放大器的选择8

2.3.3 AD转换器的选择10

2.3.4 单片机的选择14

2.3.5 显示单元的选择17

2．4 系统软件设计19

2.4.1 主程序流程图19

2.4.2 A/D转换子程序19

2.4.3 7279显示子程序20

数据转换子程序22

第三章应力测试仪的调试 (23)

3.1 软件的调试23

3．2硬件的调试24

第四章结论 (25)

参考文献 (26)

附录：27

元件清单：27

系统总原理图：错误!未定义书签。

第一章绪论

1.1 课题的目的及意义

在我们的日常生活中都需要测量物体的体重，所以当然会用到应力测试仪，但是传统的应力测试仪一般都偏向于体积大，反应慢，不具备快速，简便的社会需求，所以制作一个小型的，适合于人们日常生活用的应力测试仪就很有必要。随着计量技术及电子技术的发展，传统纯机械结构的杆秤，台秤，磅秤等重量装置逐步被淘汰，电子类的测量应力或者体重的装置越来越受到人们的青睐。应力测试仪向着提高精度和降低成本的方向发展的趋势引起了对对成本，高性能模拟信号处理器器件需求的增加。通过分析近年来电子衡器产品的发展情况以及国内外市场的需求，电子衡器总的发展趋势是小型化，模块化，集成化，智能化；其技术性能趋向于速率高，准确度高，稳定性高，可靠性高；设计方面更加符合人们的思维，更加人性化。应力测试作为一种计量手段，广泛应用于工农业，科研，交通，内外贸易等各个领域，于

人们的生活紧密相连。应力测试仪是电子衡器中的一种，衡器是国家法定计量器具，是国计民生，国防建设，科学研究，内外贸易不可或缺的计量设备，衡器产品技术水平的高低，将直接影响各行业的现代化水平和社会经济效益的提高。本着快速，简便，智能，可靠，稳定的原则，设计了一个简便的应力测试仪，对于满足人民的日常生活提供了很大的便利。

1.2 研究内容

本次设计研究的是某一应力或者重力装置通过压力传感器采集到的力并将其转换为电压信号。输出电压信号通常很小，所以需要处理电路将微小变化的电压进行放大，在放大电路中用到了LM358，放大后的模拟电压信号经ADC0809芯片转换成数字量被送入主控电路的单片机中，再经过单片机输出控制7279显示，从而测得压力传感器所感受到的力。按照设计的基本要求，系统可以分为数据采集，放大转换，控制显示三大模块，数据采集有压力传感器组成，放大转换由放大器LM358以及ADC0809组成，控制显示则由AT89C51和7279组成。

实现的功能

在应力的范围为0 — 200 牛顿时，可在7279显示相应的测量结果。

第二章系统的总体设计方案

2.1 系统的设计要求

1．设计并制作一个应力测试仪

2. A/D转换采用ADC0809

3. 应力测试范围：0 – 200 牛顿

4. 用三位LED显示器显示测量结果

2.2 系统的组成及其工作原理

系统由压力传感器，放大电路LM358和模数转换电路ADC0809，主控电路AT89C51单片机以及显示电路7279显示。压力传感器的作用是将所感受到的应力的变化转化为微小的电压变化，经过放大电路后得到适合转换的模拟电压值，然后经过模数转换电路后得到相应的数字量，送入单片机内进而控制7279显示电路显示。

图 2-1 总体方案图具体的方案图：

图 2-2 具体方案图