传感器课程设计王召东 马慧婷.docx

1、传感器课程设计王召东 马慧婷山东农业大学 检测技术与自动化仪表课程设计报告设计课题： 电子称系统设计 专业班级： 12级自动化二班 小组成员： 王召东，马慧婷 指导教师： 娄伟 评定成绩： 2014年10月22日电子称系统的设计一、设计任务与要求1压力传感器的稳定输出：本课程设计是以YZC-665压力传感器为中心，要求传感器的输出稳定，受温度等其他条件影响小，且输出值与应变（所承受压力）成确定关系，最好成线性关系；2HX711A/D转换器的输出值与实际重量的拟合：本课程设计的转换元件是HX711，要求完成其输出数字量与实际重量的拟合，并用拟合函数在单片机程序中对输出数字量转换；3单片机系统的程

2、序编写：本课程设计的处理系统是51单片机，要求在程序中完成对来自HX711的电压值接受，对电压值与实际重量的转换，以及实际重量在1602液晶显示屏的显示等；4经济性：在保证本课程设计精确度的条件下，尽量采用价格较低，较实用的材料和器械，以降低成本。二、方案设计与论证针对本课程设计的前两个任务和要求，关键是保证传感器输入的稳定性，A/D转换器基准电压的稳定性及输出数字量的稳定性，YZC-655对应变的灵敏度较高，为保证数字量的稳定性，可适当省略数字量的几位；第三个要求对HX711，51单片机，1602液晶显示屏有一定了解，并能通过C程序将几个部件联合在一起。方案一：压力传感器的底座及上盘全用钢板

3、，以保证其形变方向唯一，且只受上方的压力而产生形变，且压力传感器的电源采用高精度电源，保证输出稳定；HX711的输出数字量为24位，为保证输出量相对稳定，取其高16位；HX711的读程序采用厂家给的配套程序。方案二：本着经济性原则，压力传感器的底座及上盘采用1.5厘米木制压缩板，上下两面的螺丝全部使用，用以稳定传感器；传感器电源与单片机电源共用，HX711的输出量取前12位。三、单元电路设计与参数计算1最小系统的设计：所编写的程序如下： #include sbit ADDO =P26;sbit ADSK =P27;sbit RS=P13;sbit EN=P15;void delay(int i

4、)int k=100,j=0;for(i=0;ik;i+) for(j=0;jk;j+);unsigned long longReadCount(void) /*HX711的接收程序*/1unsigned long Count;int i;ADSK=0; /使能AD（PD_SCK 置低）Count=0;while(ADDO); /AD转换未结束则等待，否则开始读取for(i=0;i24;i+)ADSK=1; /*PD_SCK 置高（发送脉冲）*/Count=Count=0;i-) /*赋值*/ tablei=(unsigned char)(b%10); b=b/10; writezhiling

5、(0x80); /*第一排显示“ni de ti zhong:”*/ for(i=0;table1i!=0;i+) writeshuju(table1i); writezhiling(0x80+0x45); /*第二排显示重量*/ for(i=0;i4;i+) writeshuju(tablei+48); for(i=0;table2i!=0;i+) writeshuju(table2i); while(1); 2HX711与传感器连接图：将实际重量与HX711输出的数字量进行拟合，计算参数：实际重量数字量实际重量数字量059.5511.71310.2542.81813.0693.32114.

6、3755.12915.6825.73217.5918.04418.496用一次曲线拟合，所得a=-8.5（纵截距）,b=2(斜率)拟合函数：y=2*x-8.53.1602液晶显示屏与单片机连接图:四、总原理图及元器件清单1总原理图2元件清单元件序号型号主要参数数量备注C1普通陶瓷电容30uf1C2普通陶瓷电容30uf1C3电感电容10u1Y1XTAL11.0592MHZ1A1AT89C5140pints1H1HX711128倍增益1X1160216字两行液晶显示屏1R1普通电阻10K1R2普通电阻10K1R3排阻10K1S1弹性开关1五、性能测试与分析由于采用了方案二木质材料底座和盖板，本课程

7、设计所得的电子称称重范围受到限制。设计要求1：YZC-665内部采用电桥电路，所以受温度影响较小；采用八个螺丝连接传感器与底座和盖板，保证其形变方向唯一，且只受上方压力影响。设计要求2：为保证输出量稳定，只取放大后数字量的前12位，并用CurveExpert软件进行一次函数拟合，得出函数后在单片机中通过函数完成了对数字量的转换；设计要求3：HX711的接收程序采用网上下载的程序，程序简单且执行效率高，1602液晶显示屏的写程序采用单片机教程上的程序，两个程序已经较好的完成了任务；设计要求4：木制底座和盖板，通用的螺丝，性价比高适合小程序的51单片机作为控制系统，都较好地实现了经济性原则。实验成果图：六、结论与心得本课程设计在设计和调试过程当中出了很多问题。我感觉最难的是单片机的编程，将几部分联系到一起发挥功能确实挺难得，另外也让我们意识到了当初学好C语言的重要性；HX711输出数字量与实际重量的拟合让我们也重新学习了MATLAB的曲线拟合；硬件的连接也是挺考验人的，最小系统就有好几处焊接错误，以后也要着手再练练焊功。七、参考文献 1XX文库，HX711参考驱动程序(C51)_XX文库2郭天祥，第161页 ,电子工业出版社，2009。