項目2.4電子秤電路測量與調(diào)試

1、項目2.4 電子秤電路測量與調(diào)試（林紅華聶輝海）一、任務名稱：電子秤電路測量與調(diào)試選擇電子秤電路為測量與調(diào)試，主要該電路應用到壓力傳感器中的電阻應變式傳感器及其信號的變換和輔助電路，通過該電路的測量與調(diào)試，可以認識和了解有關電阻應變式傳感器的相關知識以及相關應用電路在秤量時各電路所起到的作用。二、任務描述為了電子秤能正常工作，要對電路進行測量和必要的調(diào)整，看看電路的參數(shù)是否滿足工作的要求，如果一些參數(shù)不符合要求，還要對電路進行適當?shù)恼{(diào)整人，使電路的參數(shù)滿足秤量的技術要求。要更好地進行測量和調(diào)試，首先要了解電子秤的組成及電路組成，也要非常熟悉電子秤的電路工作原理及電路特點，才能進行當前條件下的測

2、量與調(diào)試。1電子秤電路（1）電子秤實物圖圖2.4.1為電子秤電路實物圖。 （a） 電子秤電路板面層 (b) 電子秤電路板底層 （c）電子秤電源板面層（d）電子秤電源板底層圖2.4.1 電子秤電路實物圖彩照（2）電子秤電路原理圖圖2.4.2是電子秤電路原理圖。圖2.4.2 電子秤電路原理圖表2.4.1電子秤電源元器件表序號標稱名稱規(guī)格序號標稱名稱規(guī)格1BG1橋整流堆RS30712C11電容器104 pF2C1電容器104pF13C12電解電容器220F/50V3C2電解電容器470F/50V14R1電阻2k4C3電容器104 pF15R2電阻2k5C4電解電容器220F/50V16LED12發(fā)光

3、二極管6C5電容器104 pF17J1電源插座CON37C6電解電容器220F/50V18J2電源插座CON58C7電容器104 pF19IC1集成塊LM780129C8電解電容器470F/50V20IC2集成塊LM780510C9電容器104 pF21IC3集成塊LM7901211C10電解電容器220F/50V22IC4集成塊LM7905注：在表格中名稱旁邊標有符號的元器件為貼片元器件。表2.4.2電子秤主板元器件表序號標稱名稱規(guī)格序號標稱名稱規(guī)格1C14電容器0.22F23R3電阻51 k2C15電容器1F24R47電阻10 k3C16電容器1F25R8電阻1004C17電容器104 p

4、F26R9電阻51 k5C18電容器10F27R1011電阻10 k6C19電容器20p28R1213電阻51 k7C20電容器20p29R14電阻100 k8C21電容器104 pF30R15電阻51 k9IC5集成塊LM32431R16電阻10 k10IC6集成塊ICL713532R1719電阻100 k11IC7集成塊CD401733R20電阻4.7k12IC8集成塊805134R21電阻200 k13IC9集成塊CD408235R22排阻10 k14IC10集成塊TL43136R23電阻1k15J34插座CON437R24電阻47016J5電源插座CON538R25電阻43 k17LC

5、D1液晶顯示器TG12864-0139R26電阻20 k18LS1蜂嗚器40S116微動按鈕19Rp1可調(diào)電阻1 k41VD1二極管414820Rp2可調(diào)電阻20k42VT1三極管855021Rp3可調(diào)電阻10k43VT23三極管805022Rp4可調(diào)電阻20k44Y1晶體振蕩器12MHz注：在表格中名稱旁邊標有符號的元器件為貼片元器件。（3）電子秤電路安裝圖圖2.4.3是電子秤電路安裝圖。（a）電子秤電源電路元器件安裝圖（b）電子秤主板元器件安裝圖圖2.4.3 電子秤電路元器件安裝圖（4）電子秤電路元器件實體圖圖2.4.4是電子秤電路元器件實體圖。（a） 電子秤主板電路元器件實體面層(b)

6、電子秤主板電路元器件實體底層（c）電子秤電源電路元器件實體圖圖2.4.4 電子秤電路元器件實體圖2電子秤電路組成（1）電源電路為了能夠使電子秤在使用過程中靈敏、穩(wěn)定，必須要為電子秤電路提供一個大電流、紋波系數(shù)小，動態(tài)電流變化大而電壓穩(wěn)定的電源。電源電路采用了正、負雙電源。雙12V交流經(jīng)BG1RS307橋堆整流電路，C1C6和C11C16濾波電路。經(jīng)過整流濾波電路后，通過三端穩(wěn)壓管LM7812和LM7912獲得12V和12V直流電壓輸出，12V的另一支路再次經(jīng)過電容濾波后，通過三端穩(wěn)壓管LM7805和LM7905獲得VCC（5V）和5V直流電壓輸出。電路中兩只發(fā)光二極管LED12點亮，說明提供的

7、12V電源正常。為了使電子秤工作更加穩(wěn)定，電源采取了二次穩(wěn)壓，由直流12V經(jīng)調(diào)整管VT3、可調(diào)取樣穩(wěn)壓管IC10TL431和電阻、電容組成穩(wěn)壓電路，輸出二次穩(wěn)定電壓VCZ（約10V），用作選擇基準調(diào)節(jié)電壓提供給AD電路的IC6A/D轉(zhuǎn)換器顯示的滿度值。（2）秤盤電路秤盤電路是由承載物體的秤架（盤）和壓力應變傳感器相連接的電路組成，只要把物體放在秤架（盤）上，物體的重量使壓力應變傳感器輸出信號。（3）模擬放大電路這是由IC5LM324組成的電子秤秤量重物的輸入電路，運算放大器A和B組成了平衡對稱雙輸入、雙輸出的差動放大電路，RP1為為使運算放大器A和B獲得相同增益進行調(diào)整，電阻R3、R9為反饋電

8、阻。在沒有重物放在秤架上時，差動放大電路AB“3”“5”腳的兩輸入信號電平均為0。運算放大器C對差動放大電路AB的輸出信號進行放大，并送運算放大器D對信號再進行放大，電阻R5、R14分別是運算放大器C、D的反饋電阻。在調(diào)整模擬放大電路時要使運算放大器D的“12”腳的電位為0，這樣電子秤秤量重物時的結(jié)果可確保誤差是最小的，為了保證“12”腳的電位為0，在“12”腳接入零位電路。零位電路非常簡單，由電阻R6、電位器RP2、電阻R7串接，并在R6、R7兩端分別接12V和12V。調(diào)整電位器RP2，在靜態(tài)時，可使“12”腳的電位為0。一旦RP2位置確定，就不能改變。運算放大器D的“14”腳是重物秤量時整

9、個模擬放大電路輸出信號端口。該模擬放大電路在秤盤沒有放重物時，“14”腳是沒有任何的信號輸出的。（4）AD電路這是由IC7十進制計數(shù)器/分頻器ICL4017和A/D轉(zhuǎn)換器IC6TCL7135及外圍元器件等組成。R19、C17組成標準輸入濾波網(wǎng)絡，起到抗干擾的作用。C14、R18為積分元件，C15是自零電容，C16是基準電容，VD1和R17組成輸入過壓保護電路。從IC6的“6”腳輸入的模擬信號，完成由模擬信號變?yōu)閿?shù)字信號的轉(zhuǎn)變，從“23”腳輸出。RP3為基準電壓調(diào)整電位器，可根據(jù)要顯示的滿度值選擇基準電壓的大小，這里設計為1.000V，它們的關系是：滿度值為基準電壓的兩倍。取樣的脈沖信號頻率來自

10、IC7的“6”腳的信號。而IC7的脈沖信號來自微處理器IC8，IC8的“30”腳把脈沖信號送進IC7的“14”腳，經(jīng)IC7內(nèi)部處理（8分頻處理）才從IC7的“6”腳輸出送進IC6的“22”腳，作為IC6的時基脈沖（基準脈沖）也用作完成A/D轉(zhuǎn)換用的取樣信號。IC6的“23”腳輸出處理后的數(shù)字信號送到微處理器IC8的“15”腳。（5）單片機電路單片機電路是由以微處理器IC88051為核心器件和外圍元器件等組成。微處理器IC8有18腳8位準雙向I/O口P1口接鍵盤電路，2128腳8位準雙向I/O口P2口接液晶顯示電路，1017腳8位準雙向I/O口P3口作信號輸入端口，其中已接有BUSY、INT1、

11、BUZZ和POL。而3932腳8位雙向I/O口P0口接液晶顯示器的數(shù)字顯示輸入端口和排阻R22。排阻R22也稱為上拉電阻，這是因為微處理器IC8的P0口作為輸出端口時，無法產(chǎn)生高或低電平信號，只有在P0端口通過連接電阻R并接上電源VCC，P0端口才會產(chǎn)生高、低控制電平。微處理器“18”“19”腳接時基振蕩電路的晶體振蕩器Y1，電容器C18和C19，電路產(chǎn)生12MHz的時鐘脈沖。“9”腳接入加電自動復位電路中的電源VCC、電阻R21和電容C18。“30”腳輸出六分之一時鐘頻率的脈沖信號到IC7的“14”腳?！?0”腳接電源VCC，“20”腳接地。微處理器IC8根據(jù)電路的功能，已經(jīng)在微處理器IC8

12、中寫入了相關程序，在輸入端口輸入信息時，微處理器便可根據(jù)在什么端口輸入什么信息按預先寫入的程序，在相應的輸出端口輸出信息，以驅(qū)動下一級電路工作。（6）鍵盤電路由微動按鈕S1S16組成一個鍵盤矩陣電路，矩陣的輸出端分別連接微處理器IC8的P1口8位準雙向I/O口。另外其中P1.4P1.7還接IC9CD4082四輸入與門，它的輸出接入微處理IC8的“13”腳的INT1端口。微處理器IC8如何識別S1S16的微動按鈕按下呢。其實很簡單，從電路上看，只要出現(xiàn)微處理器IC8的P1.0P1.3其中一個端口與P1.4P1.7其中一個端口相連接，就是相應的微動按鈕按下。如P1.2與P1.5連接就是S7微動按鈕

13、按下。由于在編寫程序時已經(jīng)賦予各個微動按鈕的功能（在電路圖上已經(jīng)標明），所以按下微動按鈕時，單片機便執(zhí)行所按下的微動按鈕相應的功能。（7）液晶顯示電路液晶顯示電路由一塊液晶顯示電板LCD1TG186401和三極管VT2及外圍元器件等組成。除“714”腳接微處理器IC8的P0口外，還有“46”腳、“1517”腳也接到微處理器IC8的P2.0P2.5對應的端口。“18”腳輸出VEE電壓（大約5V）給可調(diào)電位器RP4，取出一電壓給“3”腳，比較合適的電壓為2.5V，該電壓的大小控制液晶顯示器的對比度?！?”腳、“19”腳接入電源VCC，“1”腳接地。“20”腳接三極管VT2的集電極，但三極管VT2的

14、基極通過電阻R23接微處理器IC8的“27”腳，只有該P2.6端口輸出高電平，VT2導通，LCD1的“20”腳相當于接地，此時液晶顯示電板LCD1才會點亮。（8）蜂嗚器電路由三極管VT1、蜂嗚器LS1和電阻R20組成蜂嗚器電路，電阻R20接入微處理器IC8的“14”腳。只要按一下鍵盤上的相關微動按鈕，蜂嗚器便發(fā)出單音提示音。3電子秤電路功能的描述該電路主要由四部分組成：電源電路、模擬放大電路、AD電路和控制及顯示電路。電源電路主要提供電子秤使用時的12V、VCC和5V電源，并為AD電路提供二次穩(wěn)壓VEE電源。按下鍵盤電路中的S4電源開關鍵，顯示電路中的液晶顯示器LCD1點亮。屏幕上顯示“重量（

15、kg）：0.000”，“單價（元）：000.00”和“總價（元）：00.00”三行字。此時把物體放在秤盤上，屏幕上顯示“重量（kg）：0.000”變成了顯示物體重量的“重量（kg）：.”。按動微動按鈕S12（SET）進入“設置”界面，在“單價：”一項中直接輸入數(shù)字（按數(shù)字按鈕），或使用S14（+）或S12（）升降數(shù)碼，重新設置 “單價（元）：.”。當按動單價的微動按鈕時，“總價（元）：00.00元”中的數(shù)字也隨著變化，最后成為“總價（元）：.”，此時按下微動按鈕S15（OK），確認了賣出物體的價錢。當把要秤量的重物放入秤盤時，由應變壓力傳感器產(chǎn)生的信號經(jīng)J3插頭“2”和“3”端傳送到模擬放大電

16、路的IC5LM324的輸入端“3”、“5”腳。信號經(jīng)A和B組成的差動放大電路放大后從“1”“7”腳輸出，經(jīng)電阻R4、R10，送進運算放大器C輸入端“9”“10”腳進行放大，再從“8”腳輸出，經(jīng)電阻R12再送進運算放大器D輸入端“13”腳進行放大，信號從“14”腳輸出。輸出的模擬信號進入AD電路IC6ICL7135的“10”腳輸入端，信號在IC6內(nèi)經(jīng)過取樣、保持、量化和編碼，把輸入的模擬信號轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字信號，并由“23”腳輸出送到微處理器IC8的“15”腳P3.5端口輸入。由于單片機已經(jīng)輸入了單價，便可以根據(jù)從微處理器IC8“15”腳送來的信號進行運算處理，處理的結(jié)果在相關端口輸出信號。如輸出總價

17、數(shù)字“總價（元）：.”等。按下微動按鈕S15（OK），便確認整個操作過程完成。4電子秤電路的測量與調(diào)整為了確保電子秤能夠正常地工作，也就是說要穩(wěn)定、準確地秤量物體的重量，要準確地輸入單價，亦要準確地算出總價來，所以在完成電子秤的焊接與安裝后，必須要對電子秤電路進行測量并進行調(diào)整。由于電子秤的功能要求相對比較高，電子秤電路的組成也比較復雜，所以對電路的測試和調(diào)整也比較多，要求也比較高。電子秤電路分成四大部分電路，信號經(jīng)過的線路比較長，信號又經(jīng)過多次變換，外圍輔助電路也比較多，所以對測試和調(diào)整難度就更加大了。但電路在測試時也有一個方便之處，就是各大電路除了主信號有聯(lián)系外，基本上都是相對比較獨立的。

18、另外由于我們沒有專業(yè)儀器設備，而只有常規(guī)的普通儀器，就不可能像專業(yè)工廠一樣進行測量和調(diào)整，因此只允許我們在有限的條件下進行測量與調(diào)整。測量與調(diào)整內(nèi)容包括：（1）電源電路（一）12V和VCC（5V）、5V的測量（二）VCZ的測量（2）模擬放大電路IC5LM324的測量與調(diào)整（一）運算放大器A和B組成的差動放大電路的測試與調(diào)整。（二）運算放大器D的測試與調(diào)整（3）AD電路的測試與調(diào)整（一）集成IC7CD4017的測試（二）集成IC6ICL7135的測試與調(diào)整（4）控制與顯示電路的測試與調(diào)整（一）單片機電路的測試（二）鍵盤電路的測試（三）顯示電路的測試與調(diào)整三、任務步驟根據(jù)電子秤電路的功能，現(xiàn)在需要

19、按步驟完成對它進行較為詳盡的測試與調(diào)試1電源電路（1）12V和VCC（5V）、5V的測量接通電源，用萬用表檢測表中各測試點電壓并登錄在表2.4.3中。表2.4.3電源電壓的測量測試點TP2TP3TP4TP9TP10TP11電壓（V）10V12V5V10V12V5V（2）VCZ的測量接通電源，用萬用表檢測VCZ（TP12）電壓并登錄在表2.4.4中。表2.4.4二次穩(wěn)壓電壓的測量測試點VCC取樣（IC10“1”腳）VCZ（TP12）電壓（V）12V2.5V10.2V2模擬放大電路IC5LM324的測量與調(diào)整該模擬放大電路的調(diào)整非常重要，否則不能準確地進行秤量，并可能引進了不必要的秤量誤差。（1）

20、運算放大器A和B組成的差動放大電路AB的測試與調(diào)整。（一）把J3的“2”“3”端短路，接通電源，用示波器分別測量TP12、TP13的電平，如果兩測試點的電壓不相同，調(diào)整RP1，使兩電平相等并作好登錄。（二）在J3的“2”“3”端分別輸入100Hz300mV正弦波信號，用示波器分別測量TP12、TP13的輸出信號并登錄在表2.4.5中。表2.4.5差動放大電路AB的測試與調(diào)整登錄表項目J3“2”“3”端短路J3“2”“3”端運放增益TP12（V）0輸入0.3輸出0.64ATP13（V）00.30.64B比較相同相同相同相同（2）運算放大器D的測試與調(diào)整（一）用示波器（或數(shù)字萬用表）檢測運算放大器

21、D“12”腳的直流電位，并調(diào)整RP2使“12”腳的直流電位為0V。或可觀察液晶顯示器顯示的部分，使“重量（kg）：0.000”為準。（二）在測試點TP15輸入100Hz100mV正弦波信號，用示波器分別測量TP16的輸出信號并登錄在表2.4.6中。表2.4.6運算放大器D的測試與調(diào)整登錄表項目電平（V）TP15TP1612腳調(diào)整前0.2V輸入0.1V輸出1V調(diào)整后0V3AD電路的測試與調(diào)整。（1）集成IC7CD4017的測試。電子秤電路接上電源，用儀器測量IC7的“15”腳和TP19的信號波形，并登錄在圖2.4.5和圖2.4.6中。波形周期幅度5格T0.5s5格VPP5V量程范圍量程范圍0.1

22、s/div1V/div圖2.4.5IC7的“15”腳的信號波形波形周期幅度4格T4s5.45格VPP10.9V量程范圍量程范圍1s/div2V/div圖2.4.6TP19的信號波形兩波形的關系是：IC7的“15”腳的信號周期是TP19的信號周期的8倍，也就是說，IC7把矩形脈沖波的頻率8分頻后才送進IC6，作為取樣脈沖。（2）集成IC6ICL7135的測試與調(diào)整。（一）電子秤電路接上電源，把重物放在秤盤上，調(diào)節(jié)電位器RP3調(diào)整“2”腳的電壓，觀察變化：可以看到屏幕上顯示重量的數(shù)字也跟著變化。調(diào)節(jié)電位器RP3使“2”腳的電壓為1.000V，此為該電子秤“2”腳的基準電壓。（二）在秤盤上放入重物，

23、完成秤重的操作過程后，用儀器檢測“21”、“5”腳電壓；把重物移開，用儀器檢測“21”、“5”腳電壓，并登錄在表2.4.7中。表2.4.7“21”、“5”腳電壓表項目21腳電位（V）5腳電位（V）無重物50加重物5隨重量增加而增加04控制與顯示電路的測試與調(diào)整。（1）單片機電路的測試。（一）用示波器測量微處理器IC8的“19”腳的時鐘脈沖的波形及周期、幅度，并登錄在圖2.4.7中。波形周期幅度8.3格T83ns3.5格VPP3.5V量程范圍量程范圍10ns /div1V/div圖2.4.7微處理器時鐘脈沖的波形及周期、幅度（二）用示波器測量微處理器IC8的“30”腳脈沖的波形及周期、幅度，并登

24、錄在圖2.4.8中。波形周期幅度5格T0.5s5.5格VPP5.5V量程范圍量程范圍0.1s/div1V/div圖2.4.8微處理器“30”腳脈沖的波形及周期、幅度（三）微處理器IC8的“19”腳的時鐘脈沖的頻率與“30”腳脈沖的頻率兩者的關系是：微處理器IC8的“19”腳的時鐘脈沖周期是“30”腳脈沖周期的六分之一，即微處理器IC8的“19”腳的時鐘脈沖頻率與“30”腳脈沖頻率的6倍。（四）把重物放在秤盤上，按下S12后，屏幕轉(zhuǎn)置“設置”上，此時按下鍵盤S14（）或S16（），可聽到“嘟”的一聲，測量鍵盤S14（）或S16（）按下前后TP20的電壓并登錄在表2.4.8中。表2.4.8TP20

25、電壓項目TP20電壓（V）未按按鈕5按按鈕0（2）鍵盤電路的測試按下鍵盤電路的電源開關按鈕S4后，測試P1.0P1.3（14）腳及P1.4P1.7（58）腳電平；然后分別按下S1、S6、S11時測試P1.0P1.3及P1.4P1.7電平，并登錄在表2.4.9中。表2.4.9鍵盤電路測試登錄表項目P1.0P1.1P1.2P1.3P1.4P1.5P1.6P1.7按S4后電平低低低低高高高高按S1時電平低低低低高高高低按S6時電平低低低低高高低高按S11時電平低低低低高低高高（3）顯示電路的測試與調(diào)整按下按鈕S4后（把電源接通），（一）用萬用表測量液晶顯示器LCD1的“18”腳的電壓為_5_V。（二

26、）調(diào)整電位器RP4，觀察液晶顯示器LCD1的變化是屏幕顯示的對比度發(fā)生變化。調(diào)整電位器RP4，觀察液晶顯示器LCD1狀態(tài)，當認為合適時，用萬用表測量“3”腳的電壓為_2.4_V。（三）測試TP21的電位為_2_V時，液晶顯示器LCD1顯示_正常_，“20”腳為_0V_。用導線把TP21與地連接，液晶顯示器LCD1顯示_變暗_，“20”腳為_3.3V。四、相關知識1集成器件知識（1）十進制計數(shù)器/分頻器圖2.4.9所示IC7ICL4017是十進制計數(shù)器/分頻器，其內(nèi)部由計數(shù)器及譯碼器兩部分組成。它的基本功能是對輸入脈沖的個數(shù)進行十進制計數(shù)，并按照輸入脈沖的個數(shù)順序?qū)⒚}沖分配在 Qo Q9 這十個

27、輸出端，計滿十個數(shù)后計數(shù)器自動復零，同時輸出一個進位脈沖，該進位輸出信號可作為下一級的時鐘信號。計數(shù)器在時鐘禁止輸入為低電平時，在時鐘脈沖的上升沿進位。在高電平時，時鐘被禁止。復位輸入為高電平時，時鐘輸入獨立運行。圖2.4.9 4017管腳排列（2）雙斜積分式4位半單片A/D轉(zhuǎn)換器圖2.4.10所示IC6ICL7135是雙斜積分式4位半單片A/D轉(zhuǎn)換器，TCL7135的主要性能特點為：輸入阻抗達109以上，對被測電路幾乎沒有影響；自動校零；有精確的差分輸入電路；自動判別信號極性；有超、欠壓輸出信號；采用位掃描與BCD碼輸出。ICL7135精度高、抗干擾性能好、價格低，應用十分廣泛。其引腳功能如

28、下： 圖2.4.10 ICL7135管腳排列1腳：V 5V電源端2腳：REF 基準電壓輸入端3腳：AGND 模擬地4腳：INT 積分器輸入端，接積分電容5腳：AZ 積分器和比較器反相輸入端，接自零電容6腳：BUF 緩沖器輸出端，接積分電阻 7腳：CAP基準電容負端8腳：CAP基準電容正端9腳：IN 被測信號負輸入端10腳：IN 被測信號正輸入端11腳：V 5V電源端12、1720腳：D1D5 位掃描輸出端1316腳：B1B4 BCD碼輸出端21腳：BUSY 忙狀態(tài)輸出端22腳：CLK 時鐘信號輸入端23腳：POL 負極性信號輸出端24腳：DGND 數(shù)字地端25腳：RH 運行讀數(shù)控制端26腳：S

29、TR 數(shù)據(jù)選通輸出端 27腳：OR 超量程狀態(tài)輸出端28腳：UR 欠量程狀態(tài)輸出端（3）點陣式液晶模塊圖2.4.11所示的是點陣式液晶模塊LCD1TG12864-01管腳排列。圖2.4.11 TG12864-01管腳排列其引腳功能如下：1腳：VSS負電源接地2腳：VDD電源接VCC3腳：VO對比度調(diào)節(jié)電壓4腳：D/I送數(shù)據(jù)/功能選擇5腳：R/W讀/寫選通6腳：EN使能端，“1”有效714腳：數(shù)字信號輸入端1516腳：片選信號輸入端17腳：/RES復位18腳：VEE輸出負壓19腳：LED亮燈正電壓，接電源20腳：LED亮燈負電壓，接選通接地電路（4）微處理器圖2.4.12所示的是微處理器IC88

30、051管腳排列。其引腳功能如下： 圖2.4.128051管腳排列輸入/輸出引腳（I/O口線）：P0.0P0.7：P0口8位雙向I/O口，占3932腳；P1.0P1.7：P1口8位準雙向I/O口，占18腳；P2.0P2.7： P2口8位準雙向I/O口，占2128腳；P3.0P3.7:：P2口8位準雙向I/O口，占1017腳；控制口線：PSEN：外部程序存儲器讀選通信號；ALE：地址鎖存允許/編程信號；EA/Vpp：外部程序存儲器地址允許/固化編程電壓輸入端；RST/VPD：RST是復位信號輸入端，VPD是備用電源輸入端。電源及其它：Vcc：電源端5V；GND：接地端；XTAL1、XTAL2：時鐘

31、電路引腳，當使用內(nèi)部時鐘時，這兩個引腳端外接石英晶體和電容；當使用外部時鐘時，用于外接外部時鐘源。（5）并聯(lián)型三端穩(wěn)壓基準管圖2.4.13TL431符號與管腳圖2.4.13所示的TL431是并聯(lián)型三端穩(wěn)壓基準管，它具有高精度、高速度、低溫漂的優(yōu)點。電路進行二次穩(wěn)壓，對前級放大器的噪聲和溫漂的影響極大，常規(guī)的二次穩(wěn)壓電路中，穩(wěn)壓管的電源抑制比太低，三端穩(wěn)壓器的噪聲太大，其它精密芯片電路復雜，而成本高。而且許多穩(wěn)壓基準的負載能力都很小，端電壓調(diào)節(jié)也不方便，而由TL431構(gòu)成的穩(wěn)壓基準溫漂小，又有相當?shù)呢撦d能力，且輸出電壓連續(xù)可調(diào)，電路簡單，其電壓調(diào)節(jié)范圍為2.5V36V，近年來在國外已經(jīng)得到了廣泛

32、應用。 2特殊元、器件知識（1）電阻應變式傳感器本項目電子秤的輸入電路采用了電阻應變片傳感器構(gòu)成。壓力傳感器按其內(nèi)部結(jié)構(gòu)不同可分為機械式（彈簧管式、風箱式和隔膜式）和半導體式（壓電電阻型、電容型和薄膜型）兩大類。壓阻式壓力傳感器種類和型號很多，各種型號的壓阻式壓力傳感器見圖2.4.14，電路符號見圖2.4.15。壓阻式傳感器的核心是電阻應變片，通常利用應變片將彈性元件的變形轉(zhuǎn)換為阻值的變化，再通過轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)變成電壓信號或電流信號，通過放大后再用數(shù)字或模擬顯示儀器指示。各種型號的壓阻式壓力傳感器圖2.4.14各種型號的壓阻式壓力傳感器圖2.4.15壓阻式壓力傳感器的電路符號導體或半導體材料在外力

33、作用下伸長或縮短時，它的電阻值會相應地發(fā)生變化，這一物理現(xiàn)象稱為電阻應變效應。將應變片貼在被測物體上，使其隨著被測物的應變一起伸縮，這樣應變片里面的金屬材料就隨著外界的應變一起伸長或縮短，其阻值也就會相應地變化。應變片就是利用應變效應，通過測量電阻的變化而對應變進行測量的。電阻應變片分為金屬電阻應變片和半導體應變片兩大類。電阻應變式傳感器的使用方法：一是將應變片直接粘貼于被測構(gòu)件上，用來測定構(gòu)件的應變或應力；二是將應變片貼于彈性元件上，與彈性元件一起構(gòu)成應變式傳感器敏感元件。電阻應變式傳感器應變電阻的變化是極其微弱的，一般的電阻測量儀表無法滿足要求，通常采用惠斯通電橋電路進行測量，將電阻相對變

34、化轉(zhuǎn)換為電壓或電流的變化?；菟雇姌螂娐芬妶D2.4.16所示，其中R1和R3方向一致，R2和R4方向一致，它們之間互相垂直。當應變片受到應力發(fā)生變形時，R1、R3的阻值變化與R2、R4的阻值變化就不相同，當不受力時，電橋平衡，輸出電壓UCD0，一旦受力，只要將受力的方向調(diào)整合適，就可以使一個方向的兩只電阻（R1和R3或者R2和R4）阻值變小，從而使到電橋平衡被破壞，輸出端UCD0，輸出電壓UCD的大小與所受壓力有關。 圖2.4.16由4只電阻構(gòu)成的電橋應變片接入電橋可以有以下幾種形式，如圖2.4.16所示：一是R1為應變片，其余各橋臂電阻為固定電阻，稱為單臂半橋電橋電路。二是在電橋中接入兩片應

35、變片，其余橋臂為固定電阻，稱為雙臂半橋電橋電路。三是電橋的四臂全部接入應變片稱為全橋電橋電路，但要注意的是相鄰橋臂的應變片所感受的應變必須相反。3電源電路本項目電子秤電路需要的電源為直流穩(wěn)壓電源。能將交流電轉(zhuǎn)變成穩(wěn)定直流電壓輸出的電路稱為直流穩(wěn)壓電源。直流穩(wěn)壓電源由電源變壓器、整流電路、濾波電路和穩(wěn)壓電路組成，如圖2.4.17所示。圖2.4.17直流穩(wěn)壓電源原理框圖（1）整流電路把交流電轉(zhuǎn)換為脈動直流電的電路叫整流電路。按照整流后輸出波形分為半波整流電路和全波整流電路（橋式整流電路和變壓器抽頭式整流電路），橋式整流電路應用比較廣泛，如圖2.4.18所示。（a）常用畫法（b）變形畫法圖2.4.1

36、8橋式整流電路（2）濾波電路 把脈動的直流電轉(zhuǎn)換為平滑直流電的電路叫濾波電路。構(gòu)成濾波電路的主要元件是電感線圈和電容器，它們有對不同頻率具有不同電抗的特性，使負載上電壓（或電流）的直流分量盡可能大，交流分量盡可能小，以減小輸出電壓紋波。 常用的濾波電路具有如圖2.4.19所示幾種形式。 (a) 電容濾波 (b) 電感濾波 (c) L型濾波器（d）型濾波器 (e) 型濾波器圖2.4.19幾種常見的濾波器 （3）穩(wěn)壓電路整流濾波電路，可以把交流電轉(zhuǎn)變?yōu)檩^平滑的直流電，但當電網(wǎng)電壓發(fā)生波動或負載電流變化比較大時，其輸出電壓仍會不穩(wěn)定。為此，在整流濾波電路后面需加上穩(wěn)壓電路組成穩(wěn)壓電源。常用的直流穩(wěn)壓

37、電路按電壓調(diào)整元件與負載RL連接方式的不同分為兩類：一類是用硅穩(wěn)壓管作調(diào)整元件的并聯(lián)型穩(wěn)壓電路，如圖2.4.20（a）所示；另一類是用半導體三極管作調(diào)整元件的串聯(lián)型穩(wěn)壓電路，如圖2.4.20（b） 所示。 (a) 并聯(lián)型穩(wěn)壓電路方框圖 (b) 串聯(lián)型穩(wěn)壓電路方框圖 圖2.4.20串聯(lián)型和并聯(lián)型穩(wěn)壓電路框圖隨著科學技術的發(fā)展，分立元件的穩(wěn)壓電路已被集成穩(wěn)壓器所代替。集成穩(wěn)壓器應用集成電路工藝，將穩(wěn)壓電路中的調(diào)整、放大、基準、取樣等各環(huán)節(jié)電路制作在一塊硅片里，成為集成穩(wěn)壓組件。集成穩(wěn)壓器有三端式（管腳只有三個）和多端式，以三端式應用最廣。另外，根據(jù)輸出電壓是否可調(diào)，又分成固定式三端集成穩(wěn)壓器和可調(diào)

38、式三端集成穩(wěn)壓器。根據(jù)輸出電壓的正負極性，分為正穩(wěn)壓器和負穩(wěn)壓器。（一）三端固定式集成穩(wěn)壓器國產(chǎn)三端固定式集成穩(wěn)壓器的型號表示意義：W7800、 W7900系列集成穩(wěn)壓器的外形與管腳排列見圖2.4.21和圖2.4.22。圖2.4.21W7800系列穩(wěn)壓器外形及管腳排列圖2.4.22W7900系列穩(wěn)壓器外形及管腳排列三端固定式集成穩(wěn)壓器的基本應用電路比較廣泛，如固定輸出電壓電路和輸出電壓提高電路等。A固定輸出電壓電路固定輸出電壓電路如圖2.4.23所示，各電路的輸出電壓為集成穩(wěn)壓器的輸出電壓。（a）W7800系列穩(wěn)壓電路（b）W7900系列穩(wěn)壓電路圖2.4.23固定輸出的基本穩(wěn)壓電路B輸出電壓的

39、提高電路7800系列的最高輸出電壓為24V，如果想提高輸出電壓，可以采用圖2.4.24所示電路。調(diào)節(jié)R2的值就可以提高并可變的輸出電壓Uo的值。 圖2.4.24輸出電壓可調(diào)的穩(wěn)壓器輸出電壓U0是原來三端穩(wěn)壓輸出電壓UX和可調(diào)電阻兩端電壓UA之和，所以輸出電壓提高了，并且在一定的范圍內(nèi)是可調(diào)的。C正、負兩組輸出的穩(wěn)壓電路圖2.4.25所示電路可輸出正、負兩組電壓。圖2.4.25可輸出正、負兩組電壓的穩(wěn)壓電路（二）三端可調(diào)式集成穩(wěn)壓器為了給AD電路中的基準電壓調(diào)節(jié)需要，在電子秤電源電路中采用了二次穩(wěn)壓電路，二次穩(wěn)壓的核心元器件是TL431。第二代三端集成穩(wěn)壓器為可調(diào)式三端集成穩(wěn)壓器，其電壓調(diào)整范圍

40、為1.2V37V，最大輸出電流為1.5A。輸出正電壓的有國產(chǎn)W317系列，輸出負電壓的有國產(chǎn)W337 系列，其外形和管腳的編號都和三端固定式穩(wěn)壓器相同，但管腳的功能有區(qū)別：W317三端可調(diào)式正壓輸出穩(wěn)壓器1腳為調(diào)整端，2腳接輸入端，3腳接輸出端。W337三端負壓輸出穩(wěn)壓器1腳為調(diào)整端，2腳接輸出端，3腳接輸入端。國產(chǎn)三端可調(diào)式集成穩(wěn)壓器的型號表示意義：可調(diào)式集成三端穩(wěn)壓器與固定式集成三端穩(wěn)壓器相比，除電壓連續(xù)可調(diào)外，還具有輸出電壓穩(wěn)定度高，電壓調(diào)整率、電流調(diào)整率、紋波抑制比等高出幾倍的特點。應用時應注意：三端可調(diào)式集成穩(wěn)壓器的引腳不能接錯，接地端不能浮空，否則容易損壞穩(wěn)壓器。4差動放大電路電子

41、秤的輸入信號，首先經(jīng)過模擬放大電路進行放大，在模擬放大電路中采用了有多級差動放大電路的LM324。差動放大電路是一種能有效地抑制零點漂移的電路。由分立元件組成的差動放大電路如圖2.4.26所示。電路由兩個完全對稱單管共射放大電路結(jié)合而成，即R1= R2，Rc1= Rc2，Rb1= Rb2，Rs1= Rs2， VT1和VT2的特性與參數(shù)基本一致。電路有兩個輸入端（輸入信號分別加到兩三極管的基極）兩個輸出端（輸出信號取自兩三極管的集電極）。輸出電壓Uo等于兩三極管輸出電壓之差，即Uo=Uo1 Uo2。在該電路中，一是利用電路的對稱性來抑制零點漂移；二是利用Re 對共模信號的負反饋作用抑制零點漂移。

42、為了全面衡量差動放大電路放大差動信號、抑制共模信號的能力，通常用共模抑制比KCMR表示，共模抑制比是差分電壓放大倍數(shù)AUD與共模電壓放大倍數(shù)AUC之比，共模抑制比愈大，差動放大電路放大差動信號（有用信號）的能力越強， 抑制共模信號（無用信號）的能力也越強。圖2.4.26差動放大電路用集成運算放大電路構(gòu)成的典型差動放大電路如圖2.4.27所示。圖2.4.27由運放組成的差動放大電路5模/數(shù)轉(zhuǎn)換（A/D）模-數(shù)轉(zhuǎn)換（A/D轉(zhuǎn)換）就是把模擬量變換成數(shù)字量，即將在時間上連續(xù)的模擬信號轉(zhuǎn)換成離散的數(shù)字量輸出，所以，進行轉(zhuǎn)換時必須對輸入的模擬信號周期地、按一定的時間間隔取樣，然后把這些取樣值轉(zhuǎn)換為輸出的數(shù)

43、字量。因此，一般的A/D轉(zhuǎn)換過程是取樣、保持、量化和編碼四個步驟完成的，如圖2.4.28所示。圖2.4.28A/D轉(zhuǎn)換的過程（1）模擬信號的取樣取樣是將一個時間上連續(xù)變化的模擬量，轉(zhuǎn)換為時間上斷續(xù)的(離散的)數(shù)字量?；蛘哒f，取樣是將一個時間上連續(xù)變化的模擬量轉(zhuǎn)換為一串脈沖，這些脈沖通常是等間隔的，但其幅度取決于輸入模擬量。取樣過程可用圖2.4.29來說明。ui是輸入模擬信號。取樣器是一個受取樣脈沖S控制的模擬開關。在Tw期間，開關閉合，輸出信號uo等于輸入信號ui；而在兩次取樣間隔時間TB內(nèi)，開關斷開，uo等于0。為了使取樣輸出信號uo能精確地復現(xiàn)原輸入模擬信號ui，必須對取樣脈沖頻率提出一定

44、的要求，通過分析可以看出，取樣脈沖S的頻率越高，所取得的信號越能真實地反映輸入信號，在還原為模擬信號失真越小。 （a）方框圖 （b）波形圖圖2.4.29取樣原理（2）保持保持就是將取樣得到的模擬量保持下來，以便為后續(xù)的量化編碼過程提供一個穩(wěn)態(tài)值。也就是說，要把在取樣脈沖寬度tw內(nèi)取得的模擬信號暫時存儲起來，保持不變，直到下一個取樣脈沖的到來，因而取樣保持后的uo是一個階梯波，而不是一串脈沖。為了實現(xiàn)取樣和保持，要用到取樣保持電路，如圖圖2.4.30（a）所示是一種取樣保持電路。圖中A1和A2均為跟隨器，CH為保持電容器。當取樣脈沖到來后，S為高電平，使模擬開關接通，保持電容器CH兩端電壓uc、

45、輸出電壓Vo跟隨模擬輸入電壓而變化，即uo=uC=ui；當取樣脈沖結(jié)束后，S為低電平，模擬開關斷開，若運放的輸入電阻足夠大，則電容器CH兩端電壓幾乎不變，一直保持到下一個取樣信號到來。圖2.4.30（b）畫出了ui、uo的波形；其中連續(xù)變化的波形是輸入模擬信號ui波形，經(jīng)取樣保持后成為階梯離散電平信號輸出的波形是uo波形。 (a)電路（b）波形圖圖2.4.30取樣保持電路(3)量化與編碼量化就是把經(jīng)過取樣與保持電路得到的模擬電壓，這一時間上離散而幅度上連續(xù)的模擬量以一定的準確度變成時間上、幅度上都離散的、量級化的等效數(shù)字量。通俗地說，量化就是將取樣保持信號uo按指定要求劃分成某個最小量化單位的

46、整數(shù)倍。編碼就是把已經(jīng)量化的模擬量用二進制代碼表示。這個二進制代碼就是ADC的輸出。實際電路中，由于數(shù)字量的位數(shù)有限，一個n位二進制代碼只能代表2n個數(shù)值。因此，任意一個取樣保持信號uo不可能正好與某一量化電平(即最小量化單位) 的整數(shù)倍相等，只能接近某一量化電平值。由于編碼的方法很多，在這里就不再進行討論了。6鍵盤電路知識在前面的電子產(chǎn)品中都需要微動按鈕來控制電子產(chǎn)品的功能，而且很多時候把微動按鈕直接接到微處理器的輸入端口，如果每一只微動按鈕接微處理器的一端口，在微動按鈕不多的情況下還可以實行，但如果需要較多的微動按鈕時，就不能滿足一只微動按鈕接微處理器的一端口了。而是由微處理器少數(shù)的幾個端

47、口和較多的微動按鈕連接組成一個鍵盤電路。在很多的電子產(chǎn)品中均需要把微動按鈕組成矩陣式鍵盤，只要按下某一微動按鈕，便可以使電子產(chǎn)品實現(xiàn)某一功能的操作，所以，鍵盤電路是電子產(chǎn)品中非常重要的電路之一。如在電子秤電路中，16只微動按鈕和8個微處理器的端口連接便組成了一個鍵盤電路。（1）矩陣式鍵盤的結(jié)構(gòu)矩陣式鍵盤中的微動按鈕是連接在行線和列線上，位處于行、列線上的交叉點上。如圖2.4.31所示。一個44的行、列結(jié)構(gòu)可以構(gòu)成一個含有16個按鍵的鍵盤電路。圖2.4.31矩陣式鍵盤電路（2）矩陣式鍵盤電路的工作原理（一）按鍵每個微動按鈕為一只按鍵，按鈕排序如圖2.4.31所示，按鍵設置在行、列的交叉點上，行、

48、列線分別連接到按鍵開關的兩端。行線通過上拉電阻R接到VCC電源上。平時無按鍵按下時，行線處于高電平狀態(tài)，當有按鍵按下時，行線的電平狀態(tài)將由與行線連接的列線電平?jīng)Q定，列線電平如果低電平，則行線亦為低電平；列線電平如果高電平，則行線亦為高電平；由于矩陣鍵盤中行、列線為多鍵共用，行、列線電平的高、低便是識別矩陣鍵盤按鍵是否被按下的關鍵所在。（二）按鍵的識別方法矩陣式按鍵的識別方法有兩種：掃描法和線反轉(zhuǎn)法。掃描法由于行線在按鍵未按下時處于高電平狀態(tài)，無論列線全部均處于高電平或低電平狀態(tài)，均未能識別某一按鍵是否按下。只有某一列線低電平出現(xiàn)，通過相應的按鍵必然也使連接該按鍵的行線的電平也變成低電平，所以只

49、要我們確定那一行線低電平，則處于行、列線低電平交叉點的按鍵便是被按下了。我們以圖2.4.31為例，首先微處理器使各列線逐一置于低電平狀態(tài)。在2號列線在處于低電平，而其它列線處于高電平時，10號鍵按下時，能使2號行線由高電平變?yōu)榈碗娖剑憧梢宰R別出2號行線和2號列線的交叉點的10號鍵被按下。因此，按下鍵盤電路按鍵的方法：第一步，逐列置低電平，其余各列為高電平。第二步，逐行檢查電平，在某行出現(xiàn)由高電平轉(zhuǎn)變?yōu)榈碗娖綍r，則此行、此列的交叉點處的按鍵被按下。線反轉(zhuǎn)法第一步：將行線編程為輸入線，列線編程為輸出線，并使全部輸出線都輸出零電平，則行線中電平由高變低的行為為按鍵所在的行。第二步：將行線編程為輸出

50、線，列線編程為輸入線，并使全部輸出線都輸出零電平，則列線中電平由高變低的列為為按鍵所在的列。根據(jù)兩步的結(jié)果，可以確定按鍵所在的行、列位置，從而識別出所按的鍵。仍以圖2.4.31為例，假設10號鍵被按下，第一步使P0.0P0.3輸出全為零，然后讀入P0.4P0.7，結(jié)果讀到P0.60時，而其它端口均為1，因此，第2行出現(xiàn)電平由高變低的變化，可以確定，第2行有鍵按下。第二步使P0.4P0.7輸出全為零，然后讀入P0.0P0.3，結(jié)果讀到P0.20時，而其它端口均為1，因此，第2列出現(xiàn)電平由高變低的變化，可以確定，第2列有鍵按下。綜合兩步，可以確定是第2行第2列的按鍵按下，即10鍵按下。五、任務評價1電子秤電路測試與調(diào)整評價標準（1）電源電路：根據(jù)表2.4.3和表2.4.4登錄情況進行評價。A級：電源及二次穩(wěn)壓電壓均正確。B級：電源電壓正常，二次穩(wěn)壓電壓不正常。C級：電源正電壓不正常，二次穩(wěn)壓電壓不正常。D級：電源電壓