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电子配料秤

2017-11-20 23页 doc 101KB 16阅读

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电子配料秤电子配料秤 前言 生产、运输、贸易和日常生活都离不开称量。电子称由于其具有快速、准确、直观等优点而在许多领域慢慢的取代机械杠杆称。 配料工序是工厂中关键性环节。配料是采用特定的配料装置,按照饲料配方的要求,对多种不同品种的饲料原料进行准确称量的过程。配料装置的核心设备是电子配料秤。配料秤性能的好坏,将直接影响配料质量的优劣。在电子配料秤的使用当中,人们常用配料精度来评定配料秤的性能好坏。配料精度实际上是对称量结果与真值的接近程度的一种描述,也就是对配料系统误差与随机误差的一种反映。采用微机控制进行称重配料,可以对称量误差...
电子配料秤
电子配料秤 前言 生产、运输、贸易和日常生活都离不开称量。电子称由于其具有快速、准确、直观等优点而在许多领域慢慢的取代机械杠杆称。 配料工序是工厂中关键性环节。配料是采用特定的配料装置,按照饲料配方的要求,对多种不同品种的饲料原料进行准确称量的过程。配料装置的核心设备是电子配料秤。配料秤性能的好坏,将直接影响配料质量的优劣。在电子配料秤的使用当中,人们常用配料精度来评定配料秤的性能好坏。配料精度实际上是对称量结果与真值的接近程度的一种描述,也就是对配料系统误差与随机误差的一种反映。采用微机控制进行称重配料,可以对称量误差进行自动补偿,保证配料的准确性,还可以通过微机的键盘和显示器方便地进行人机对话,完成参数设置,检查和修改工艺设定值,并监视称重配料的生产过程,发现故障及时报警。然而电子配料秤成本低,制作简单,测量准确,分辨率高,不易损坏和价格便宜等优点。 本实验的主要设计的主要思路是通过称重传感器将重物的质量信号转换成电信号在电路中进行传递,由输出的小的电信号经过放大器放大,这是输出的信号分为两部分:一部分通过A/D转换进行数码显示;另一部分通过比较器返回控制加料。 本小组通过认真设计要求,初步确定了设计方向以及所需的元件,成员通过图书馆和网络搜集到大量相关元件的详细资料,并对功能相似的元件进行了对比,择优而取。整个设计先由小组各个成员分块处理,最后整理汇总得到该篇论文。 0 目录 摘要----------------------------------------------------------------------------------4 关键字 ----------------------------------------------------------------------------------------------------------4 设计要求„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„4 正文 第一章设计步骤与思路„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„5 1.1 总框图设计构思„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 1.2 的构„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 1.3 总电路图的构思„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 第二章 单元选择与论证„„„„„„„„„„„„„„„„„7 2.1 总体设计方案与比较„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 2.2总体设计方案图与分析„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 第三章 电路工作原理与方框图„„„„„„„„„„„„„„„„8 3.1 称重传感器模块电路设计„„„„„„„„„„„„„„„„ 3.1.1 传感器基本工作原理:„„„„„„„„„„„„„„„ 3.1.2 电阻应变片的工作„„„„„„„„„„„„„„„„„ 3.1.3 四个电桥同时工作的电路图及相应公式„„„„„„„„ 3.2 放大电路设计„„„„„„„„„„„„„„„„„ „„„„ 3.2.1 应用芯片介绍及管脚„„„„„„„„„„„„„„„„ 3.2.2 放大电路工作原理„„„„„„„„„„„„„„„„„ 3.2.3 有关数值的计算„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 3.3 A/D转换模块„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 3.3.1 转换一„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 3.3.2 A/D转换二„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 3.4 比较电路设计„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 3.5 预置数设计„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 3.6 显示部分设计„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 3.6.1 七段数码管„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 1 3.6.2 四段数码管„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 3.7 稳压直流电源设计„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 3.8 可控开关的设计„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 第四章 结束语„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„21 鸣谢„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 元器件明细表„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 参考文献„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 收获与体会„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 指导教师评语„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 2 题目:电子配料秤 摘要:本设计分五个模块:称重传感模块、放大模块、模数(A / D)转换模块、比较模块、LED显示模块。本电路应用压敏电阻构成秤重电桥来采集电压的微小变化,经过放大电路放大后送入分两部分输出,一部分输入到A/D转换芯片ICL7107或者ICL7106,对输入电压信号进行转换成数字量输出,显示模块直接连接数码管构成,显示实际测量;另一部分输入到比较器中与设定的数字进行比较来控制配料,在比较器的输出主要是对信号的返回,用返回的来控制配料开与停,从而进行配料功能。 首先利用由电阻应变式传感器组成的测量电路测出物质的重量信号,再将模拟信号放大传送。其次,由比较器把由差动放大器电路把传感器输出的微弱信号与预设的信号进行一定比较(其中测量电路中最主要的元器件就是电阻应变式传感器。电阻应变式传感器是传感器中应用最多的一种,广泛应用于电子秤以及各种新型结构的测量装置。而差动放大电路的作用就是把传感器输出的微弱的模拟信号进行一定倍数的放大,对输入信号电平的要求。 关键字:称重传感器 放大器 数模(A/D)转换 比较器 LED显示 设计要求: 1. 配料称重范围10Kg,500Kg; 2. 配料设定重量连续可调,到达设定重量自动停止加料; 3. 配料重量的自动显示; 4. 配料精度优于,1,。 3 第一章 设计步骤与思路 1.1 总框图设计构思 在对题目的审思过程中利用学过的知识对整个电路由哪些模块构成进行分析,以及各个小功能模块之间的关系,将各模块相互之间的控制关系联系起来画出总体功能模块图,进而实现整体的电路图,实现其功能完成实验。 1.2 各单元的构思 对于不通的实验要求对各模块进行分析,根据总电路的功能的划分,具体的构思设计各单元模块,在实现各模块构思设计时,从要实现的功能及如何实现等方面着手,选择相应的元器件及芯片,再进行细节设计,最后对其进行仿真与测试。 1.3 总电路图的构思 (1在以上步骤中设计好单元模块后,再从各个单元功能模块间的控制关系着手,对各单元功能模块进行检验论证,保证各个模块间无冲突,均能正常运行。 (2)在仿真无误后对模块间进行连接时电路图完整。而本设计的应重点分析部分在于返回控制与A/D转换电路设计当中,同时还有称重传感、稳压电路以及数码管显示等部分的电路设计。 (3)根据整体的电路的分布进行分划,设计好各个元件之间的连接以及位置,最后完成总的电路图。 第二章 方案设计与论证 2.1 总体设计方案与比较 方案一:通过秤重电桥产生电压信号,经放大电路把信号放大后输入A/D转换芯片AD7799进行A/D转换,转换后的数字量输入单片机,有单片机进行数据处理和对A/D转换的控制,再有单片机输出显示信号,通过显示电路进行显示。此方案的优点是可控制性好,电路简单,缺点是数据量大且存储器存储容量有限。但要求是用我们所学的数字电路知识,运用简单数字芯片进行设计,单片机需要编写程序进行数据处理。 4 „„„„„„„.7 8 1 . 1 2 电子配料秤 9 3 5 4 6 图2.1 自动配料系统示意图 1-料仓 2-加料阀门 3-称斗 4-称重传感器 5-放料阀门 6-皮带输送机 7-加料输出线 8-放疗输出线 9-质量信号输入线 数据采集电路 数模(A/D)转换 单片机 数码 管显 放大电路 自动换挡系统 示 图2.2 单片机控制配料结构图(方案一图) 5 方案二:其电路构成主要有传感器电路电路,差动放大电路,比较器电路,首先利用由电阻应变式传感器组成的测量电路测出物质的重量信号,再将模拟信号放大传送。其次,由比较器把由差动放大器电路把传感器输出的微弱信号与预设的信号进行一定比较从而对加料口进行控制,再有差动放大电路输出信号进行A/D转换,有A/D转换系统带动数码管来显示加料的重量。 同过以上两种方案的分析案一的实现过于复杂,虽然在一些方面有着一定的智能作用,但是由于电路的复杂以及单片机应用的程序编写等方面的困难;所以我们采用第二种方案实现电子配料秤的功能,采用第二种实现主要是因为我们的知识能力有限,再而可以更好的复习我们学过的知识。 2.2总体设计方案图与分析 控制加料开关 数字输出信号与预置信号的 信号采集电路 比较电路 A/D转换(2) 差动放大电路 数 码 管 显A/D转换电路(1) 示 图2.3 数模实现配料秤(方案二图) 对于第二种我们所采用的设计方案的分析以说明: (1)利用由电阻应变式传感器组成的测量电路测出物质的重量信号,再将模拟信号放大传送。 (2)由差动放大电路输出的信号输出给两个A/D转换,经过不同的A/D 转换来实现各部分的功能。A/D转换(1)主要是对称重量的数值显示,A/D转换(2)主要是与预置数的比较,通过比较来实现其控制加料开关的功能。 (3)而在测量电路中最主要的元器件就是电阻应变式传感器。电阻应变式传感器是传 6 感器中应用最多的一种,广泛应用于电子秤以及各种新型结构的测量装置。而差动放大电路的作用就是把传感器输出的微弱的模拟信号进行一定倍数的放大,从而可以在后面的电路中进行可以驱动A/D转换电路。 第三章 各单元电路设计与分析 3.1 称重传感器模块电路设计 3.1.1 传感器基本工作原理: 导体或是半导体材料在外力的作用下产生机械变形时,其电阻值也会发生改变,这种现象称为电阻应变效应,根据这种效应可将应变片粘贴于被测材料上,这样被侧材料受到外力的作用产生的应变就会传到应变片上,使应变片的阻值发生变化,通过测量应变片的阻值变化就可知道测量电阻的大小。 3.1.2 电阻应变片的工作原理: 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=ρ*L/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) 应变片将应变转化为电阻的变化后,为了显示或应变的大小或记录应变的大小必须将应变电阻的变化转化为电压或电流的变化,这一任务是由测量电路完成的,而常规应变片的阻值变化范围很小,测量电路应当精确地测量出这些微小的电阻变化,最常用的测量电路是桥式电路。电桥电路的优点有:?灵敏度高;测量范围宽;电路简单;精确度高;易于实现温度补偿等。 3.1.3 四个电桥同时工作的电路图及相应公式 UU,K(,,,,,,,)电桥测得的电压公式: O12344 7 图3.1 桥式电图 四臂电桥电路由4个压力应变片做桥路组成,其中R1=R2=R3=R4=R 传感器要求的激励电压是直流稳压电源U=+10V,对于本传感器的输入电阻为R=100?,其材 92E,2,10N/m料为钢材料电阻灵敏度系数K=4,,直径为0.2m的圆形电阻, μ=0.03,计算的输出电压范围是0,2mv UFUK 采用柱式测量方法测的电压公式: ,(1,,) oSE2 3.2放大电路设计 3.2.1 应用芯片介绍及管脚 本电路主要是对输入信号的放大,主要是采用差动放大器OP07 来对其输出进行放大,OP07高精度运算放大器具有极低的输入时 态电压,极低的失调电压温漂,非常低的输入声电压幅度及长期稳 定等特点,可广泛的应用于稳定积分、精密绝对值电路、比较器及 微弱号的精确放大,尤其是应用于宇航、军工及要求微型化、高可 靠的精密仪器表中。 图3.2 OP07管脚图 3.2.2 放大电路工作原理 由于金属电阻应变片测量电路输出的值很小,外界存在着一定的干扰,必定会对重物的压力信号造成严重的干扰,进而影响重力的测控,从而导致错误的测量,以至于在后面的电路转换中导致错误的输出,不能准确的测量器称重的大小,所以必须先通过放大和滤波电路对输入的信号进行处理,然后将处理过的称重信号传送给数模转换器显示和比较电路。信号放大滤波电路采用有高输入阻抗,低失调电压及温度漂移系数,稳定的放大倍数,低输出阻抗特性的测量放大器OP07。测量放大器电路的第一级为运放A1和运放A2同相并联差动运算电路,它为双端输入、双端输出形式,并有很好的对称性,第二级运放A3为减法运算电 8 路。电容C1为除抖动电容C2为防干扰与滤波电容。两个电容分别位于小信号输入处和处理信号输出处,很好的起到过滤外界干扰的作用。电阻满足R1=R2,R3=R4,R5=R6。电容不宜取太大,所以用了两个1μF。 VDD 15V Uin+R4R7U110kΩ1MΩOP07AH R2U3 4.5kΩC1R11uF1kΩ R3OP07AH4.5kΩ R5U2Uin-10kΩC2OP07AHR61uF1MΩ VSS -15V 图3.3 放大电路图 3.2.3 有关数值的计算 由于在称重传感电路中出来的信号大约在0,20mV,而在A/D转换的电路需要的电压在0,2V所以就有气放大增益为1000左右。 具体计算如下: RUo2R2,,A17uf,,,,,, UUR1R4in,in,, ,, R21,2,10 放大器为完成100倍的放大任务,分配第一季电压增益为,分配第二极电R1 R10006,压的增益为,电阻值分别为=1KΩ,= =4.5 KΩ,= =10 KΩ,= RRRRRR35612410R5 =1M KΩ R7 9 3.3 A/D转换模块 A/D转化主要分为两个模块:一部分是配料重量的显示;另一部分是预置数的显示。两个部分实现的基本原理大致相同。 3.3.1 转换一(重量显示) 1.A/D选择 本设计中A/D转换器完成了一个模拟电压向数字量转换的工作。在选择A/D转换器时应本着器件位数至少要比总精度要求的最低分辨率高一位的原则。实际选取时注意与其他环节所能达到的精度相适应就可以了。 (1)逐次逼近式A/D转换器 该类型转换器速度较快,转换精度也较高。常用的单片集成逐次逼近式A/D转换器分辨率为8到12位,一次转换时间在数微秒至百微秒范围内。它们被广泛的应用于中高速数据采集系统、在线自动检测系统、动态测控系统等领域中。这类转换器的缺点是抗干扰能力较积分式的差。价格也高于同精度的双积分式的A/D转换器。这类转换器有如ADC080X系列。 (2)并行式A/D转换器 并行式A/D转换器或称瞬时比较-编码式A/D转换器,是一种转换速度最快,转换原理最直观的A/D转换技术。其组成即使只具有中等分辨率的这种A/D转换器,也需要使用大量的低漂移电压比较器。 (3)双积分式A/D转换器 改类型转换器以其转换精度高、灵敏度高、抗干扰能力强、造价低等突出优点而被广泛应用于各类数字仪表和低速数据采集系统中。这类转换器的输出数据常以BCD码或数码管七段码格式输出,以便与数字显示器件接口。 2.选择方案 在一个电子秤系统最重要的参数是内部分辨率、ADC动态范围、无噪声分辨率、更新速率、系统增益和增益误差漂移。该系统必须设计成比率工作方式,所以它与电源电压波动无关。根据该课程设计中的设计要求,我们采用双积分式A/D转换器。为保证一定的分辨率和较低的成本,这里采用三位半积分式A/D转换器ICL7107。ICL7107是一种3 1/2字位单片COMS集成双积分式A/D转换器。且其性价比高,外接元件数量少,使用方便。其输出方式为译成七段码静态的22端固定的输出。可直接驱动31/2字位LED数码管的全部笔段。当量程为200mv时,参考电压Vr=100mv,它可由稳压电源经分压后供给。 10 图3.4 ICL7107管脚图 CC7107A/D转换器引出端功能: CC7107采用的陶瓷户塑料双列直插40引线封装,。各引线的功能说明如下: Au~Gu:为个位的段驱动信号,接个位的LED的a~g对应段笔画。 At~Gt: 为十位的段驱动信号,接十位LED的a~g对应笔画段。 Ah~Gh:为百位的段驱动信号,接百位LED的a~g对应笔画段。 ABk: 为千位的驱动信号,接千位的LED的a~b段。 PM:为负数指示信号,接千位 LED的g段笔画或负号段,当信号为负值时,该段点亮, 正值则不显示。 GND: 为逻辑线路的电位端。 OSC1和OSC2:为时钟脉冲发生器的接线端。 Vref+和Vref-:为参考电压的接线端。 Cref+和Cref-: 为参考电容的接线端。 COM:为公共模拟地端。 IN+和IN-: 为模拟信号输入端。 BUF: 为缓冲器输出端,接积分电阻。 AZ: 为积分器和比较器的反相输入端,接自动稳零电容。 INT: 为积分器输出端,接积分电容。 TEST:为灯光测试端,在检查LED时该段通过500欧姆电阻与GND相连,则各段均显 11 示。 V+:为电源正极,通常接+5V. V-: 为电源负极,通常接-5V. 图示电路为ICL7107引脚及其个外角功能,该电路采用标准的3.5位显示电路进行显示,其中最高位可以显示千位的 “1”和显示负号。此外,由于该电路的两个输入端即COM 与V+端的电位差具有很高的稳定性,可以作为参考电压源。因此,可以通过分压的方法来扩大它的量程 称重传感器感应到的模拟小信号经放大器放大滤波,输入到芯片ICL7107的31管脚。经A/D转换,将输入的模拟信号转换为数字信号由2-20,22-25管脚输出。 A/D转换器的输入电压范围为0到2V,传感器的称重范围为10kg到500kg,所以其当量为0.004mv/g。 3.3.2 A/D转换二(比较部分) 这部分的是现主要是把放大器放大的信号转化成数字信 号与预置数进行比较,来实现加料口开关的控制。主要应用的芯片ACD16,其功能主要是把模拟信号转化成16进制的数字信号。 A1 VinD0引脚功能: D1D2Vin:信号输入 D3D4D5Vref+,Vref-:参考电压 D6D7D8SOC:时钟脉冲输入 D9D10Vref+D11 O E:输出允许 D12Vref-D13EOC:转换结束 D14SOCD15 D0—D15:数字信号输出 OEEOC ADC16 图3.6 ADC16管脚图与管脚功能 12 VCC 5V A1 VinD0D1D2D3D4D5比较电路 D6D7D8D9D10Vref+D11D12Vref-D13D14SOCD15 V1OEEOC ADC161kHz 5 V GND 图3.7 ACD16连接图 注:(1)Vref+端接5V基准电压,Vref-接数字地,OE、EOC直接相接,soc端接时钟脉冲信号。 (2)由于本设计的输出均为12位所以在ADC161的高三位接地,在实现时与74LS85相接。 较电路设计 3.4 比 比较器的主要依据74LS85进行实现,其功能A3,A0,B3,B0进行比较输出。其管脚图如下: U1 COMP管脚功能: 15A313 A0,A3、B0,B3 两个比较输入 A2A12A110A0 AGTB、AEQB、ALTB 上一级的级联 45AGTBOAGTB OAGTB、OAEQB、OALTB 输出比较 36AEQBOAEQB27ALTBOALTB 1B314B2 B11B19B0 74LS85D 图3.8 74LS85管脚及管脚介绍 13 对于74LS85的级联方式由于其并联与串联的区别,为了提高其工作效率及对测量的不影响,所以在设计的电路中采用并联的级联方式。如下图所示: VCC5V ALTBALTBALTB222AEQBAEQBAEQB333AGTBAGTBAGTB444B0B0B0999A0A0A0101010B1B1B1111111A1A1A1121212B2B2B2141414OALTBA2OALTBA2OALTBA2713713713OAEQBB3OAEQBB3OAEQBB3616161OAGTBA3OAGTBA3OAGTBA3515515515U1U2U3GND74LS85D74LS85D74LS85D ALTB2AEQB3AGTB4B09A010B111A112B214OALTBA2713OAEQBB361OAGTBA3515U4GND74LS85D 图3.9 74LS85级联 3.5 预置数设计 为了更好测控配料的重量所以设计了该模块,其主要是为了可以自定义的对输入的料量进行控制,对于不同的量有着不同的参数设定。 实现的主要芯片是基于74LS160。其主要是一个同步十进制加计数器,管脚图如下: 图3.10 74LS160管脚图 该计数器可直接输出8241BCD码,且为十进制,所以不需要用74LS4161来实现其功能。, RDLD在其管脚图中是预置数控制端,D、C、B、A是预置数据输入端,是清零端,EP、ET是计数器使能控制端,RCO是进位信号输出端,它的主要功能有: (1)异步清零功能 RD 若=0,则输出,D,C,B,A=0000,与其它输入信号无关,也不需要CP脉冲的到来, 14 所以称为“异步清零”。 (2)同步并行置数功能 RDLD 在=1,且=0的条件下,当CP上升沿到来后,触发器,D,C,B,A同时接收D、C、B、A输入端的并行数据。由于数据进入计数器需要CP脉冲的作用,所以称为“同步 RDLD置数”,由于4个触发器同时置入,又称为“并行”。 进位输出RCO,在=1、=1、EP=1、ET=1的条件下,当计数器计数到1111时进位RC0=1,其余时候RC0=0。 (3)保持功能 RLDD在=1,=1的条件下,EP、ET两个使能端只要有一个低电平,计数器将处于数据 0,而EP=0保持状态,与CP及D、C、B、A输入无关,EP、ET区别为ET=0时进位输出RC0,时RC0不变。注意保持功能优先级低于置数功能。 (4)计数功能 RDLD在=1、=1、EP=1、ET=1的条件下,计数器对CP端输入脉冲进行计数,计数方式为二进制加法,状态变化在,D,C,B,A=0000,1001之间循环。74LS160的功能表详见下表所示。 清零 预置 使能 时钟 预置数据 输出 QQQ EP ET CP D C B A QD C B A R LDD 0 × × × × × × × × 0 0 0 0 1 0 × × D C B A D C B A ? 1 1 0 × × × × × × 保 持 1 1 × 0 × × × × × 保 持 1 1 1 1 × × × × ? 计 数 表3.1 74LS160的功能表 (5) 接法 因为74LS160本身就为十进制加计数器,所以不需要再外加电路,之要把芯片自身的引脚接好即可,如下图所示: 15 图3.11 74LS160的接法 3.6 显示部分设计 该设计在显示采用两种不同的数码管显示,分别是七段数码管与四段数码管。 3.6.1 七段数码管 七段数码显示器是于发光二极管组成的,用来显示特定的的显示器。七段数码管发光二极管使用灵活,简单方便,当有电流通过时,相应的发光二极管就点亮;当电流消失没有电流时,发光二极管就灭。同样,共阳极LED显示器就是将所有发光二极管的阳极接到一起,接到电源正极。这样,当某个发光二极管的阴极加有低电平,该发光二极管即被点亮。七段数码管脚图共阳、共阴极接法如下图: 图3.12 七段数码管管脚及两种接法 16 3.7 稳压直流电源设计 该电路对直流稳压电源的要求主要是对采集信号电路、放大电路、A/D转换电路提供稳定的电压。主要是由电源变压器、整流电路、滤波电路和稳压电路四部分组成。其框架图如下: 图3.14 稳压源流程图 图示为W7800系列集成稳压器输出固定电压的稳压电路。输入端的电容C2用以抵销其较长接线的电感效应,防止产生自激振荡,接线不长时可以不用。输出端的电容C3用来改善暂态响应,使瞬时增减负载电流时不致引起输出电压有较大的波动,削弱电路的高频噪音, Uf。 C3可用1 U1W7800 312 C2C31uF330nF C1T12.2mF 1B4B42 图3.15 3.8 可控开关的设计 在设计的过程中由于学习知识的有限说以我们决定才用电压控制开关来实现,主要原理是在比较器数出的数字信号连接到放料口的开关处而此处的开关则就是电压控制开关,在电压跳变是对开关进行控制,以便达到控制加料重量的目的,从而实现对不同料的调配,达到想要的预期重量与各种料的比重。 17 电子配料总电路图: VCCVDD15V5VCKCKCKCA U5U6U7U8Uin+R4R7ABCDEFGABCDEFGABCDEFGABCDEFGU110kΩ1MΩOP07AH R2U34.5kΩC1R11uF1kΩR3OP07AH4.5kΩ C7R5220pFU2Uin-10kΩC2OP07AHU4R1256kΩR6A11uF21201MΩ22192318VinD02417D12516D22615C6C8D3470pF2714D4100nF2813D5VSS2912D6R113011D7-15V3110D8VCC329C4D9100nF1MΩ338D10347Vref+D111kΩR8356D12365Vref-D13Key=A50%374D145VR9383SOCD15R1024kΩ39250%401OEEOC1kHz Key=AI1C31kΩ1 A ICL7107ADC161uF GND U12U13U14 VCCU15AU16BU15CALTBALTBALTB222AEQBAEQBAEQB3335VAGTBAGTBAGTB444B0B0B099974LS00D74LS00D74LS00DA0A0A0101010B1B1B1111111A1A1A1121212B2B2B2141414OALTBA2OALTBA2OALTBA2713713713OAEQBB3OAEQBB3OAEQBB3616161GNDOAGTBA3OAGTBA3OAGTBA3U17515515U18515U1974LS85DAQAAQAAQA74LS85D74LS85DBQBBQBBQBCQCCQCCQCU9U10U11DQDDQDDQDENPRCOENPRCOENPRCOENTENTENT~LOAD~LOAD~LOAD~CLR~CLR~CLRCLKCLKCLK GND ALTB2AEQB3AGTB4J2J3J1B09A010B111A112Key = SpaceKey = SpaceB2GNDKey = Space14OALTBA2GND713OAEQBB3GND61OAGTBA3U20GND51574LS85DJ4 Key = SpaceVCC5V 18 第四章 结束语 本设计实验运用了重力传感器、放大器、电压比较器、A/D转换器、数码管及各种芯片。电路结构相对复杂,但我们经过不断的更改修正,最终完成了电子配料秤的设计,并且能够应运于实际生活中。要完成一个设计实验要收集大量的资料,了解将要用到的电子元器件的基本原理及功能。对于没有学过的或实现过程比较难的部分,可以应用自己已学过的或比较容易实现的其他元器件来代替。如在方案一中我们要用单片机来实现键盘、显示、及自动配料的控制。但由于目前我们还未学习单片机的相关知识,所以这部分都采用模电的知识来解决。电子配料秤的设计还有其他的设计方法,可以通过继续深入研究找到更简单的控制方案。 鸣谢 感谢老师的指导,感谢朋友们提供的帮助,感谢舍友们的支持,感谢图书馆提供的大 量的资料,感谢同组同学的努力协助。衷心的感谢的大家。 元器件明细表: 序号 名称 型号、参数 数量(个) 备注 1 称重传感器 1 2 A/D转换器 ICL7107 1 显示配料重量 3 A/D转换器 ADC16 1 与预置数比较 4 七段显示译码器 74LS47 4 5 稳压电源 W7800 1 6 放大器 OP07 1 7 比较器 74LS58 2 8 电阻 470K 1 9 电阻 1K 1 10 电容 220PF 1 19 11 电容 1Uf 多个 12 可调电阻 0-550K 1 13 门电路 74SL00 2 参考文献: 1. 模拟电子技术基础,林涛主编,重庆大学出版社,2003年4月 第一版。 2. 数字电子技术基础,林涛主编,清华大学出版社,2006年6月 第一版。 3. 传感器应用电路荟萃,卿太全、梁渊主编,中国电力出版社,2008 年4月第一版。 4. 基于MC5-51系列单片机原理的应用设计,李玉梅主编,国防工 业出版社,2006年5月第一版。 5. 检测仪器电子电路,李永敏主编,西北工业大学出版社,2001 年七月第一版。 6. 电工电子技术实践教程,叶淬主编,化学工业出版社,2003年1 月第一版。 7. 传感器原来理及其应用,李瑜芳主编,电子科技大学出版社,2008 年二月第二版。 收获与体会: 这次的课程设计我和同组的同学都花了大量的时间来查阅相关资料。在确定了基本设计思路后我们进行了任务分配。由于时间比较紧迫,所以整个设计过程必须由同组同学相互分工合作来完成。每个人在不同模块都有各自的侧重点。在完成自己的设计部分后,在把每个人的设计模块汇总起来。再进行统一整理。若在哪一部分出现了问题,大家可以一起解决。在查 20 阅参考资料时,图书馆为我们提供了大量的信息。我也在整个设计过程中有了很多的收获。既巩固了已经学过的一些知识,如在放大电路部分。也对一些尚未接触的知识有了一些了解,如传感器等。我们学习理论知识就是要让他为我们的实际生活来服务。课本知识只是停留在理论阶段,所以动手操作是很重要的。只有你自己亲自实践了,你才能知道所学的知识在现实生活中能否实现。还有在做一件事时一定要有一个清晰的思路,这样才能有目标的去做,也能提高做事的效率。 没有人能独自成功。所以一定要懂得合作。这个课题不论是一个人还是一个小组来完成,在整个过程中一定离不开其他人的帮助。要善于利于自己身边的资源,这样会使你得到事半功倍的效果。我们在有很多部分还不了解和时间较短的情况下,小组成员分工合作,每个人都承担一部分设计内容,这样才能快速高效的完成课题。在遇到不懂的问题时,大家集思广益,在不同的意见中找出最适合的方案。 只有在不断的锻炼中才能有收获有提高。遇到困难一定要有知难而进的精神。在没有试之前,不要轻言放弃。 21 评 语 评阅人: 日期: 22
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