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PAGE PAGE 2 黑龙江科技学院 课程设计报告 项 目 名 称：基于单片机制作的起重量限制器 所 属 课 程： 智能仪器设计 设 计 日 期： 班 级 学 号 姓 名 指导教师 成 绩 电气与信息工程学院 课程设计报告说明 一、写报告前，请认真阅读《课程设计报告说明》。 二、打印装订要求 1、一律用A4纸，双面打印，并左侧装订，一式1份，并同时上交电子版（电子版上传邮箱123244441@）。《课程设计报告说明》页也打印。 2、课程设计概述部分占一页；课程设计内容长度根据实际需要填写；结论和指导教师评语及成绩单独占一页。保证打印格式工整。 三、报告内容要求 1、课程设计目的结合实际自己写，不要雷同 2、课程设计要求按下发的设计题目写 3、课程设计原理简要说明所完成课程设计项目所涉及的理论知识 4、课程设计内容 这是课程设计报告极其重要的内容。概括整个课程设计过程。（最好在上述内容基础上画出相应的流程图、设计思路和设计方法，再配以相应的文字进行说明。） 一、课程设计概述 1、课程设计目的 用所学知识结合实际基于单片机制作起重量限制器，核心处理器是C8051F340单片机，传感器采用拉力传感器。系统只需要外界220V电源，实现了最大量程20T和运行、密码、检测、零点、标定、额重、超载的设定、报警及控制等功能。 2、课程设计要求 1) 按键：功能之间的切换、数码管间切换、调节增加、调节减小。 2) 数码管：4位数码管所有数据都保留小数点后一位。 3) 量程：安全量程是最大量程的90%，预警量程是最大量程的100%，超载量程是最大量程的105%；最大量程20T。 4) 功能：运行、密码、检测、零点、标定、额重、超载。 5) 界面： （1）运行界面：正常运行。 （2）输入密码。 （3）进行AD采样。 （4）显示所测重量。 （5）判断是否有预警 /超重 6) 灯：运行、预警、继电器的控制。 7) 喇叭：报警频率不一样。 3、课程设计原理 （1）单片机的管脚与对应外部电路的连接，利用单片机处理输入输出数据。 （2）拉力传感器的使用，通过处理电路将信号转换成单片机可以处理的信号。 （3）数码管位选驱动使用的是4个PNP型8550三极管进行控制；驱动数码段选的是ULN2803芯片 （4）调解部分是通过按键进行参数的调节。 （5）显示部分使用的是0.4寸四位共阴数码管型号为SR420501。 （6）程序的设计，理清控制先后顺序和逻辑，利用C51语言进行设计，绘制流程图。 （7）电源的转换，首先是利用变压器将220V的交流电变压成6V的交流电，然后通过桥式整流送到LM7805进行变压成5V。因为CPU供电是3.3V，所以在此必须做一个5V变成3.3V的电源。 （8）功率驱动环节采用继电器驱动。 二、课程设计内容 一、硬件设计 1，原理设计 1.1系统基本原理 图1-1 起重量限制器系统构成 系统组成如图1-1所示，整个系统是在系统软件控制下工作的。仪表通电后，在称重过程中由货物重量经荷重传感器的信号转换，输出相应的毫伏电压，这个微弱信号通过运算放大器放大和标度变换转送A/D转换器。本系统的A/D转换器采用了V/F型积分转换器，它将输入的模拟信号转换成相应的以脉冲序列方式的频率输出。单片机C8051F340严格控制每一次采样时间，保持每一次计数的闸门时间间隔的一致性。单片机通过应用程序,把当次的采样频率f进行标度转换形成显示器可使用的串行代码数据。在测量荷重期间，系统可随时接受人机对话请求。人机对话仅通过键盘接受校正值。 校正有两个内容，其一，“零点校正”，按“设置”键，将空负荷下的采样值记录下来存入EEPROM型号为24LC02B；其二，“斜率校正”，将标准重量（砝码）作为秤重对象放入托盘，按“校正”键，单片机将采样值记录下来并通过计算将新的斜率存入EEPROM型号为24LC02B。 1.2拉力传感器的基本原理 拉力传感器又叫电阻应变片，其工作原理：金属电阻应变片的工作原理是吸附在基体材料上应变电阻随机械形变而产生阻值变化的现象，俗称为电阻应变效应。 金属导体的电阻值可用下式表示：R=ρL/S 式中： ρ——金属导体的电阻率（Ω·cm2/m）????? S——导体的截面积（cm2）????? L——导体的长度（m）??以金属丝应变电阻为例，当金属丝受