...52/57畢業設計論文基于單片機的乳粉包裝稱重控制設計摘要本論文在分析了國外稱重技術發展的基礎上，著重對一個用于工業控制且功能較齊全的自動稱重系統進行設計。隨著自動化和管理現代化的進展，自動在線稱重，快速動態稱重在整個稱重系統中有了很大的發展。因此，進一步采用新技術，開發各種自動稱重系統和提高稱重的準確度已經成為了多數國家科技發展的重中之重。本稱重系統除了有關于數據的收集，處理，運行和通信之外，還有更多的其他輔助功能：自動稱重系統除了能夠儲存數據資料到資料庫中，還可以將資料以打印稿的形式呈現。最重要的是，該自動稱重系統還可以隨時對資料庫進行訪問和查詢。本論文所設計的自動稱重系統是應用于工業上的乳粉包裝自動稱重中的，它的實現有兩個過程，第一階段由異步電機帶動粗螺旋推進器給料，這一階段可看成為粗調過程，給料重量一定要小于額定重量。第二階段由步進電機帶動細螺旋推進器進料，可看成是細調過程，使實際重量等于要求的額定重量。本稱重系統采用單片機AT89C51為控制核心，實現稱重儀的基本控制功能。系統的硬件部分包括數據采集和數據處理兩大部分，其中數據采集部分由稱重儀模擬器、信號的前級處理（采用儀表放大器INA121）和雙積分A/D轉換部分組成。由于稱重儀設計中電路的精度與抗工頻干擾能力要求較高，故選用精度較高的儀表放大器INA121和抗工頻干擾能力較強的雙積分A/D轉換器MC14433。本系統通過應用傳感器，各種芯片與單片機使得該稱重系統的實際操作性更強，便于應用于工業上。關鍵詞雙積分A/D轉換；儀表放大；AT89C51單片機；數據采集TheDesignofWeighingandPackingofMilkPowderBasedonSinglechipAbstractBasisontheresearchingoftheprogressoftheweighingtechnology,thispaperintroducesthedevelopmentofautomaticweighingsystemwhichhasacompletefunction.Withtheprogressofautomationinindustryandmodernizationinmanagement,thereismuchprogressinweighingonline,fastanddynamicweighingandsystemofweighing.Adoptingnewertechnology,developingdiversifiedautomaticweighingsystem,improvingaccuracyandenhancingnetworkfunctionareemphasizedineverycountrynowadays..Besidesthefunctionofcollecting,processing,displayingandcommunicationofdataaboutweight,theautomaticweighingsystemcanalsosavedataindatabaseandprintdatainreportform.Itcanalsovisitandquerytherecordsindatabase.Thearticleintroducedtheautomaticnamedweighingsystemwhichisappliedintheindustry,itsrealizationhastwoprocesses,thefirststageisthespiralpropellerbytheasynchronousmachinebelttoaffordthematerial,thisagewhichisworthyoflookingatisbecauseofthecoarseadjustmentprocess,certainlyitmustbesmallerthanthescheduleweightforthematerialweight.Thesecondstageisimpetuswhichismuchmoreprecisethanthefirstspiralpropellerfeeding,itmayberegardedasthespecialprocess.Thissystemhasbeenappliedinthesensor,eachkindofchipsandmonolithicintegratedcircuits.ThissystemisbasedonsinglechipAT89C51,itcanmakeelectronicscale'sbasiccontrolfunctioncometrue.System'shardwareincludessmallestsystemboardandtheacquisitionofdata.Thesmallestsystempartmainlyrealizesthedemonstrationofthediodesandthecontrolofkeyboard,thepartofdata’sacquisitionisconsistsofthesimulatorofweighingmeter,signallevelprocessing(amplifierINA121)andthefractionofthedoubleintegralA/Dconversion.Becauseofthehighrequestinprecisionoftheelectriccircuitoftheweighingmeterdesignandtheabilityofanti-powerfrequencydisturbance,theselectionofthehighprecisionappliancesuchastheamplifierINA121anddoubleintegralA/DswitchMC14433.Thesystemwouldbestrongerbyusingdifferentelements,anditwouldhavebetterperformanceinapplicationoftheindustry.KeywordsdoubleintegralA/Dtransformation;measuringapplianceenlargement;AT89C51singlechip;collectionofdata目錄第1章緒論11.1引言11.2電子稱重技術的發展趨勢11.2.1稱重傳感器21.2.2稱重儀表31.2.3承載器41.3論文研究的目的與意義41.4本課題研究的主要容4第2章主要元器件選型……52.1轉換電路芯片選擇52.2主控芯片選擇62.3儀表放大器選擇72.4電源選擇92.5顯示模塊選擇102.6本章小結10第3章硬件系統的設計113.1電路總體原理框圖設計113.2主芯片引腳應用113.3控制模塊與轉換模塊的連接143.4前級放大模塊INA121153.5自動稱重模塊163.6顯示模塊與控制模塊的連接163.7本章小結……………..18第4章軟件系統的設計……194.1主程序模塊194.2子程序模塊194.3中斷程序模塊圖204.3.1T0中斷程序214.3.2T1中斷子程序.214.4調零程序模塊圖……………………..214.5顯示程序流程圖……………………..224.6退出程序流程圖……………………..234.7顯示總數程序流程圖………………..244.8本章小結……………..24第5章系統測試255.1硬件抗干擾的設計 .255.2電源的干擾以與抑制措施255.3空間干擾的防御措施265.4本章小結……………..26第6章設計方案評價……………276.1硬件部分設計評價276.2軟件部分設計評價276.3本章小結……………..27結論28致29參考文獻30附錄A譯文31單片機的歷史……………….31附錄B外文原文40附錄C設計總電路圖53附錄D程序55第1章緒論1.1引言電子技術和微型計算機的迅速發展，促進了微型計算機測量和控制技術的迅速發展和廣泛應用，從國防技術、航空航天等到日常生活中的電梯、微波爐等都采用到了微機測控技術。工業生產中的自動稱重系統就是微機測控技術的應用。自動稱重系統主要包括稱重裝置和數據的存儲兩大部分。物料計量是工業生產和貿易流通中的重要環節。稱重裝置或衡量器是不可缺少的計量工具。隨著工農業生產的發展和商品流通的擴大，衡量器的需求也日益增多，過去沿用的機械杠桿秤已不能適應自動化和管理現代化的要求。自六十年代以后，由于傳感器技術和電子技術的迅速發展，電子稱重技術日趨成熟，并逐步取代機械秤。尤其是七十年代初期，微處理機的出現使電子稱重技術得到了進一步的發展。快速、淮確、操作方便、消除人為誤差、功能多樣化等方面己成為現代稱重技術的主要特點。稱重裝置不僅是提供重量數據的單體儀表，而且作為工業控制系統和商業管理系統的一個組成部分，推進了工業生產的自動化和管理的現代化，它起到了縮短作業時間、改善操作條件、降低能源和材料的消耗、提高產品質量以與加強企業管理、改善經營等多方面的作用。稱重裝置應用己遍與到國民經濟各領域，取得了顯著的經濟效益。但是，我國在這方面的產品少且功能不齊全，所以改善現有稱重裝置、開發研究功能齊全的自動稱重系統是勢在必行的。1.2電子稱重技術的發展趨勢自七十年代以來，發達國家在電子稱重方面，無論從技術水平、品種和規模等方面都達到了較高水平。在技術水平方面的主要標志是準確度、長期穩定性和可靠性。目前作為貿易結算用的靜態秤（如平臺秤、汽車衡、靜態軌道衡等）己能做到O、l、M、L規定的3000d（分度），最高可做到6000d。在穩定性方面要求一年不允許超差。在可靠性方面稱重傳感器在正常使用條件下的壽命一般在十年以上，儀表的平均故障間隔時（MTBF）都超過2000小時，有些產品達到5000小時。在生產過程用電子秤方面，由于加強了應用技術開發，能夠適應各種惡劣環境（高溫、振動、粉塵、電磁干擾、爆炸危險等）下使用；準確度一般能做到0.1～0.3％。在品種方面隨著生產發展的需要和新技木的應用，出現了新品種，如非連續式自動累加秤、電腦組合包裝秤、高速自動包裝秤等、這些自動秤往往與生產過程緊密相連，成為生產線的一個組成部分，或者與生產機械組合成一臺機電一體化設備。電子稱重裝置主要由承載器、稱重傳感器和稱重儀表三部分組成，稱重方式也是電子稱重技術不可分割的容，下面分別敘述其進展和發展趨勢。1.2.1稱重傳感器稱重傳感器是電子稱重的核心部件，它把重力轉換成電壓信號。稱重傳感器從原理上分有很多種，包括電阻應變式、壓磁式、電容式、振弦式、電感式、核輻射式等，但從準確度、重復性、經濟性、使用方便等方面綜合考慮，目前大量生產的仍然是電阻應變式傳感器。它在稱重傳感器中所占的比例達90％以上。電阻應變式傳感器近幾年在性能上又有了提高。隨著工業控制系統向數字化發展，近幾年來數字式稱重傳感器也被開發和應用。由干它直接輸出數字量，大大提高了傳輸中的抗干擾能力，并使得與計算機的通信極為方便[12]。由于取消了儀表中的模擬放大、A/D轉換的環節，使儀表大為簡化在計算機中顯示和控制的場合，可以不用稱重儀表。目前這種傳感器大致有兩類：電阻應變式數字稱重傳感器和新型數字式稱重傳感器。1.2.2稱重儀表稱重儀是電子衡器的一種，電子衡器是自動化稱重控制和貿易計量的重要手段，對加強企業管理、嚴格生產、貿易結算、交通運輸、港口計量和科學研究都起到了重要作用。電子衡器具有反應速度快、測量圍廣、應用面廣、結構簡單、使用操作方便、信號遠傳便于計算機控制等特點，被廣泛應用于煤炭、石油、化工、電力、輕工、冶金、礦山、交通運輸、港口建筑機械制造和國防等各個領域。稱重儀表由于采用了低漂移高增益放大器、高分辨率A/D轉換器、單片微型機、電可擦存儲器(EEPROM)和非易失性隨機存儲器(NOVRAM)，使其性能和功能都有了很大提高[1]。近幾年來稱重儀表又增加了兩項新技術：Σ－Δ(積分的增量)調制型模數轉換器和印刷電路板的表面安裝技術(SMT)。這些新技術的采用，進一步提高了儀表性能和可靠性，井為儀表小型化創造了有利條件。在性能上已能做到：非線性優于0.01％靈敏度優十0.2V/d，A/D轉換速度一般為10～30次/秒，用于動態稱重可達100次/秒以上。由于采用了比較方式測量，傳感器供橋電源和A/D轉換基準電源共用一個電源，使電源波動的影響得到了補償。為了便于與計算機通信，現代稱重儀表都配有各種輸出接口供選用。如RS232C、RS485或RS422A、20mA電流環、模擬量(4～20mA)以與繼電器接點輸出。有些制造廠為了加強儀表與計算機的通信，采用直接與工業控制機總線相連的方式[5]。如西門子SIWARE稱重儀的輸出能直接與兩門子PLC控制器的總線相連。在工業現場和環境中干擾源是各種各樣的，如噪音干擾、工頻干擾等，抗工頻干擾能力成為衡量電子衡器性能的重要指標。為了具備這一性能，市場上的電子衡器的電路普遍較復雜，相對地，成本也較高。而本產品電路簡單，成本低，抗工頻干擾強，具有很好的推廣價值。為了適應各種應用的需要，當前稱重儀表發展的一個趨勢是：通過硬件或軟件的積木式組合來實現不同的功能需求。例如在儀表機箱通過不同電路板的組合或更換軟件存儲芯片，來實現不同的功能，以滿足各種用途。1.2.3承載器承載器是承載重力并將力傳遞到稱重傳感器的機械結構。國外已較多的采用CAD進行承載器(秤臺或秤架)的設計，在保證一定強度和剛度的前提下優化設計，從而達到節省鋼材，降低造價的目的[2]。據國外資料介紹，在電子稱重裝置中，稱重傳感器的價格這幾年變動不大，儀表價格隨著電子器件價格下降而成下降趨勢，而占成本比重比較大的承載器由于鋼材和加工費用的上漲使成本提高。因此要降低成本提高競爭力，重點是降低秤臺造價，所以優化設計，發展薄型結構己是制造廠向的主要目標。1.3論文研究的目的與意義隨著工業自動化和管理現代化的進展，自動在線稱重、快速在線稱重和稱重系統有了很大發展。進一步采用新技術，開發各種自動稱重系統，提高動態稱重的準確度，加強網絡功能是當今各國發展的重點[3]。本課題正是從這一方面出發進行設計的，使得本課題設計的自動稱重系統既能獲取稱重信息，又能實現對稱重信息的管理，而且其穩定性好，稱量速度快、精度高，可連續自動稱重，顯示稱量結果，實現了稱重數據的存儲，并且該自動稱重系統還實現了可視化，從而杜絕不真實計量現象，維護企業和客戶的利益。另外，其界面直觀，便于使用。而且本設計電路簡單，成本低，抗工頻干擾強，具有很好的推廣價值。1.4本課題研究的主要容本課題是設計一種基于AT89C51單片機的乳粉包裝稱重控制的電路，主旨是設計一稱重儀，對模擬器輸出的微弱信號(0～12mV)進行前級放大處理，再以較小的失真、誤差來進行A/D轉換，并要求具備較強的抗工頻干擾能力。最后利用單片機AT89C51對數字信號進行處理，控制數碼管顯示等。主要要求：(1)該稱重系統中每袋乳粉額定重量為500克；(2)要求每小時包裝數量為200袋；(3)系統的稱重控制控制精度要求為±0.1％。第2章主要元器件選型2.1轉換電路芯片選擇采用8位A/D轉換器ADC0809。ADC0809是逐次逼近式A/D轉換器，雙列直插式，最快的轉換速度為100us，其引腳圖如圖2-1所示：圖2-1ADC0809引腳圖它由8路模擬開關，8位A/D轉換器，三態輸出鎖存器以與地址鎖存器譯碼器等組成。但由于其抗工頻干擾能力較弱，因此綜合考慮下來，我們決定采用雙積分A/D轉換器。雙積分型A/D轉換器具有很強的抗工頻干擾能力。對正負對稱的工頻干擾信號積分為零，所以對50HZ的工頻干擾抑制能力較強，對高于工頻干擾（例如噪聲電壓）已有良好的濾波作用[5]。只要干擾電壓的平均值為零，對輸出就不產生影響。尤其對本系統，緩慢變化的壓力信號，很容易受到工頻信號的影響。故而采用雙積分型A/D轉換器可大大降低對濾波電路的要求。作為稱重儀，系統對AD的轉換速度要求并不高，精度上11位的AD足以滿足要求。另外雙積分型A/D轉換器較強的抗干擾能力，和精確的差分輸入，低廉的價格。綜合的分析其優點和缺點，我最終選擇了MC14433。MC14433是美國Motorola公司推出的單片31/2位A/D轉換器，其中集成了雙積分式A/D轉換器所有的CMOS模擬電路和數字電路[3]。具有外接元件少，輸入阻抗高，功耗低，電源電壓圍寬，精度高等特點，并且具有自動校零和自動極性轉換功能，只要外接少量的阻容件即可構成一個完整的A/D轉換器，其主要功能特性如下：1.精度：讀數的±0.05%±1字；2.模擬電壓輸入量程：1.999V和199.9mV兩檔；3.轉換速率：2—25次/s；4.輸入阻抗：大于1000MΩ；5.電源電壓：±4.8V—±8V；6.功耗：8mW（±5V電源電壓時，典型值）；7.采用字位動態掃描BCD碼輸出方式，即千、百、十、個位BCD碼分時在Q0—Q3輪流輸出，同時在DS1—DS4端輸出同步字位選通脈沖，很方便實現LED的動態顯示。MC1443部結構如圖2-2所示：圖2-2MC1443部結構圖2.2主控芯片選擇本設計開始時，我原本想采用CPLD（復雜可編程邏輯電路）或FPGA（現場可編程門列陣）作為系統的控制器。因為CPLD具有豐富的可編程I/O引腳，使用方便靈活，不但可實現常規的邏輯器件功能，還可實現復雜的時序邏輯功能，適合完成各種算法和組合邏輯[9]。但是功耗要比較大,且集成度越高越明顯。FPGA可作為實現各種復雜的邏輯功能，特別用于大電流、大電壓場合的控制，規模大，密度高，它將所有的器件集成在一塊芯片上，減少了體積，提高了穩定性，并且可用EDA軟件仿真、調試，易于進行功能擴展。FPGA采用并行的輸入輸出方式，提高了系統的處理速度，適合作為大規模實時系統的控制核心。但考慮到由于設計的是擺錘運動控制，FPGA的高速處理功能不能得到充分的體現，并且由于其集成度高，使其成本偏高，同時芯片的引腳多使實物硬件電路板布線復雜，加重了電路設計的實際焊接的工作，降低了PCB板的靈活性。因此我們決定改變思路，采用普通單片機控制，第一個想到的便是8位的51單片機AT89C51。AT89C51是一個低電壓，高性能CMOS8位單片機，片含4kbytes的可反復擦寫的Flash只讀程序存儲器和128bytes的隨機存取數據存儲器（RAM），器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存儲技術生產，兼容標準MCS-51指令系統，片置通用8位中央處理器和Flash存儲單元，置功能強大的微型計算機的AT89C51提供了高性價比的解決方案[7]。

單片機AT89C51是一個低功耗高性能單片機，40個引腳，32個外部雙向輸入/輸出（I/O）端口，同時含2個外中斷口，2個16位可編程定時計數器,2個全雙工串行通信口，AT89C51可以按照常規方法進行編程，也可以在線編程。其將通用的微處理器和Flash存儲器結合在一起，特別是可反復擦寫的Flash存儲器可有效地降低開發成本。如圖為AT89C51引腳圖：圖2-3AT89C51引腳圖2.3儀表放大器選擇由于壓力傳感器輸出的電壓信號為毫伏級，所以對運算放大器精度的要求很高。因此我們原本想采用高精度低漂移運算放大器構成差動放大器。因為差動放大器具有高輸入阻抗，增益高的特點，可以利用普通運放(如OP07)做成一個差動放大器，如圖2-4所示：圖2-4OP07構成的差動放大器電阻R1、R2電容C1、C2、C3、C4用于濾除前級的噪聲，C1、C2為普通小電容，可以濾除高頻干擾，C3、C4為大的電解電容，主要用于濾除低頻噪聲。但考慮到其電路復雜，需要的元器件多，成本較高。因此綜合討論下來我們還是選用儀表放大器INA121芯片。其部結構圖如圖2-5所示：圖2-5INA121部結構圖INA121是TexesInstrumentsBB公司生產的FET輸入、低功耗儀器放大電路，性能優越。前置放大電路的放大倍數設置為50。較小的前置放大倍數可以避免極化電壓的影響。電壓放大電路的放大倍數設置的較高（取為100~200倍），則可以保證總的放大倍數。同時采用儀表放大器INA121構成的電路還有結構簡單，元器件少，成本較低等優勢。2.4電源選擇放大模塊與A/D轉換模塊需要正負電源，且要求電源具有穩定性。故剛開始首先考慮采用MC7812(正壓)MC7912MC（負壓）構成的的±12V穩壓電源。但其不可調，不能滿足所需要的正負5V電源的要求，所以我采用自制電源，可調式三端集成穩壓器是輸出電壓可以連續調節的穩壓器，有輸出正電壓的CW317系列（LM317）三端穩壓器；有輸出負電壓的CW337系列（LM337）三端穩壓器。其中，CW317系列穩壓器輸出連續可調的正電壓，CW337系列穩壓器輸出連續可調的負電壓。穩壓器部含有過流、過熱保護電路。自制電源輸出電壓的可調圍為Uo=-12~12V，滿足要求。如圖2-6所示為CW317應用電路圖：圖2-6穩壓器CW317應用電路圖2.5顯示模塊選擇顯示模塊主要用于重量的顯示，原本采用字符型液晶模塊JM1602C，JM1602C能顯示基本的ASCⅡ碼字符，采用CMOS工藝低功耗，置KS0066驅動器，數據可直接傳送，用并行輸入輸出形式，數據傳送快，低延遲顯示體現多樣性，但是JM1602C的引腳電平為+5V，RAM的引腳電平為+3.3V，這樣就要解決電壓不匹配問題，靈活性降低[10]。因此經過反復比較決定選用七段LED數碼管顯示，LED能顯示數字和一些基本的字母，簡單易用，把它和74LS164（串入并出移位寄存器）相使用，大大減少了控制器的I/O口。2.6本章小結經過仔細的分析和比較、實際模擬和理論論證，決定了系統各模塊的最終方案如下：（1）電源模塊：采用自制可調式三端集成穩壓電源；（2）放大模塊：采用儀表放大器INA121；（3）A/D轉換模塊：采用雙積分A/D轉換器MC14433；（4）控制模塊：采用單片機AT89C51；（5）顯示模塊：采用七段LED數碼管。第3章硬件系統的設計3.1電路總體原理框圖設計本系統單片機選用ATMEL公司的閃速存儲器(flashROM)型單片機芯片AT89C51。AT89C51是ATMEL公司的新一代8位的一片機產品，帶有4KROM、128BRAM，最大工作頻率24MHZ[13]；同時，具有32條輸入輸出線，16位定時/計數器，5個中斷源，一個串行口；它具有集成度高、系統結構簡單，體積小可靠性高，處理功能強，速度快等特點。乳粉稱重控制的總體結構如圖3-1所示。輸入信號送入前級放大器放大，再經過A/D轉換器轉換成BCD碼，然后把BCD碼送入單片機AT89C51中進行處理，最后把數據送出數碼管顯示。輸入信號輸入信號前級放大A/D轉換AT89C51數碼管顯示鍵盤處理圖3-1系統總體原理框圖3.2主芯片引腳應用1．電源引腳。2．外接晶體引腳XTAL1。XTAL1是片振蕩器的反相放大器輸入端，XTAL2則是輸出端，使用外部振蕩器時，外部振蕩信號應直接加到XTAL1，而XTAL2懸空。部方式時，時鐘發生器對振蕩脈沖二分頻，如晶振為12MHz，時鐘頻率就為6MHz。晶振的頻率可以在1MHz-24MHz選擇。電容取30PF左右，具體實現如圖3-2所示：圖3-2晶振電路圖3．復位RST。在振蕩器運行時，有兩個機器周期（24個振蕩周期）以上的高電平出現在此引腿時，將使單片機復位，只要這個腳保持高電平，51芯片便循環復位。復位后P0－P3口均置1引腳表現為高電平，程序計數器和特殊功能寄存器SFR全部清零。當復位腳由高電平變為低電平時，芯片為ROM的00H處開始運行程序，如圖3-3所示：圖3-3復位RST電路圖4．輸入輸出引腳(1)P0端口[P0.0-P0.7]P0是一個8位漏極開路型雙向I/O端口，端口置1（對端口寫1）時作高阻抗輸入端。作為輸出口時能驅動8個TTL。對部Flash程序存儲器編程時，接收指令字節;校驗程序時輸出指令字節，要求外接上拉電阻。在訪問外部程序和外部數據存儲器時，P0口是分時轉換的地址(低8位)/數據總線，訪問期間部的上拉電阻起作用。(2)P1端口[P1.0－P1.7]P1是一個帶有部上拉電阻的8位雙向I/0端口。輸出時可驅動4個TTL。端口置1時，部上拉電阻將端口拉到高電平，作輸入用，對部Flash程序存儲器編程時，接收低8位地址信息。(3)P2端口[P2.0－P2.7]P2是一個帶有部上拉電阻的8位雙向I/0端口。輸出時可驅動4個TTL。端口置1時，部上拉電阻將端口拉到高電平，作輸入用。對部Flash程序存儲器編程時，接收高8位地址和控制信息。在訪問外部程序和16位外部數據存儲器時，P2口送出高8位地址。而在訪問8位地址的外部數據存儲器時其引腳上的容在此期間不會改變。(4)P3端口[P3.0－P3.7]P2是一個帶有部上拉電阻的8位雙向I/0端口。輸出時可驅動4個TTL。端口置1時，部上拉電阻將端口拉到高電平，作輸入用。P1－3端口在做輸入使用時，因部有上接電阻，被外部拉低的引腳會輸出一定的電流。對部Flash程序存儲器編程時，接控制信息。除此之外P3端口還用于一些專門功能，具體如表3-4所示：表3-4P3端口的功能P3引腳兼用功能P3.0串行通訊輸入（RXD）P3.1串行通訊輸出（TXD）P3.2外部中斷0（INT0）P3.3外部中斷1（INT1）P3.4定時器0輸入(T0)P3.5定時器1輸入(T1)P3.6外部數據存儲器寫選通WRP3.7外部數據存儲器寫選通RD5．其它的控制或復用引腳(1)ALE/PROG30訪問外部存儲器時，ALE（地址鎖存允許）的輸出用于鎖存地址的低位字節。即使不訪問外部存儲器，ALE端仍以不變的頻率輸出脈沖信號(此頻率是振蕩器頻率的1/6)；在訪問外部數據存儲器時，出現一個ALE脈沖。對Flash存儲器編程時，這個引腳用于輸入編程脈沖PROG。(2)PSEN29該引是外部程序存儲器的選通信號輸出端。當AT89C51由外部程序存儲器取指令或常數時，每個機器周期輸出2個脈沖即兩次有效。但訪問外部數據存儲器時，將不會有脈沖輸出。(3)EA/Vpp31外部訪問允許端。當該引腳訪問外部程序存儲器時，應輸入低電平。要使AT89C51只訪問外部程序存儲器（地址為0000H-FFFFH）,這時該引腳必須保持低電平，而要使用片的程序存儲器時該引腳必須保持高電平。對Flash存儲器編程時，該引腳用于施加Vpp編程電壓。Vpp電壓有兩種，類似芯片最大頻率值要根據附加的編號或芯片的特征字決定。如圖3-5所示為單片機最小系統圖：圖3-5單片機最小系統圖3.3控制模塊與轉換模塊的連接MC14433模擬電路部分有基準電壓，模擬電壓輸入。模擬輸入電壓量程為199.9MV或1.9999V兩種，對應的基準電壓為+200MV和+2V。數字電路部分由邏輯控制BDC碼，輸出鎖存器，多路開關，時鐘，極性判別，溢出檢測等電路組成。才用字位動態掃描BCD碼輸出方式，即千，百，十，個位BCD碼輪流在Q0～Q3端輸出。同時，在DS1～DS4出現同步字位選通信號。 由于MC14433的A/D轉換結果是動態分時輸出的BCD碼，所以，Q0～Q3和DS1～DS4可以通過8051單片機的并行口P1或通過擴展I/O電路與其相連。MC14433與8051單片機的P2口相連的電路如圖3-6所示：圖3-6MC14433與單片機連接圖該電路采用查詢方式管理MC14433的操作。由于引腳EOC與DU連接在一起，所以MC14433能自動轉換。3.4前級放大模塊INA121儀表放大器INA121構成的放大器與濾波電路如圖3-7所示：圖3-7INA121構成的放大器這里通過調節R3的阻值來改變放大倍數。微弱信號V-和V+被分別放大后從INA121的第6腳輸出。雙積分A/D轉換器MC14433的輸入電壓變化圍是-2V～+2V，稱重儀模擬器的輸出電壓信號在0～12mv左右，因此放大器的放大倍數在100~200左右，可將R3接成1K的滑動變阻器，從而改變其放大倍數。由于輸入信號為直流電壓，在INA121的輸入管腳之前需接入濾波電路。3.5自動稱重模塊根據系統的技術要求，壓力傳感器選擇CYY-1型微量固態壓力傳感器，它是由半導體應變片構成的橋式輸入動態壓力傳感器，測量圍是0～1kg/cm^2，橋路供電電壓為6V,橋路輸出電壓最大為20mV，CYY-1型壓力傳感器的電路圖如圖3-8所示：圖3-8CYY-1型壓力傳感器圖中RP是電橋調零電位器，為連接調零電位器方便，橋路本身并未接成閉合橋路。3.6顯示模塊與控制模塊的連接本系統的控制模塊與顯示模塊的連接相對較簡單，主要實現以下功能：處理重量數據，實現重量的顯示，控制數碼管的顯示，具體分別如圖3-9和圖3-10所示：圖3-9顯示模塊1與控制模塊的連接圖3-10顯示模塊2與控制模塊的連接3.7本章小結本章主要對構成整個硬件系統的各個元器件進行分析，并對一些元器件之間的相互連接進行設計，這樣的分析對整個硬件系統的建立大有裨益。第4章軟件系統的設計系統的軟件由三大模塊組成：主程序模塊、功能實現模塊和運算控制模塊。4.1主程序模塊主程序主要完成控制系統各部件的初始化和實現各功能子程序的調用，以與實際測量中各個功能模塊的協調在無外部中斷申請時，單片機通過循環對所稱物體進行顯示。把設置鍵作為外部中斷0，以便能對數字按鍵進行相應處理。主程序流程圖如下圖4-1所示：開始開始調用查詢子程序將千.百.十.個位依次放入R1.R2.R3.R4中調用顯示子程序返回圖4-1系統總流程圖4.2子程序模塊查詢子程序流程圖見圖4-2所示：開始P2口送入A千位選通信號DS1=1？N開始P2口送入A千位選通信號DS1=1？NY千位送入20H高4位5位P2口送入A百位選通信號DS2=1？NY百位送入20H低4位P2口送入A十位選通信號DS3=1？NY十位送入21H高4位個位送入21H低4位結束Y個位選通信號DS4=1？P2送入AN4.3中斷程序模塊圖如圖4-3為中斷服務程序流程圖：恢復現場進行鍵功能散轉保護現場讀鍵值恢復現場進行鍵功能散轉保護現場讀鍵值開始清除鍵存放單元開中斷，中斷返回4.3.1T0中斷程序該中斷是單片機部5S定時中斷，優先級設為最低，但卻是最重要的子程序。在該中斷響應中，單片機要完成A/D數據采集轉換、數值濾波、判斷是否有越限、標度轉換處理、繼續顯示當前重量、與額定值進行比較，調用模糊控制子程序并輸出控制信號等功能。4.3.2T1中斷子程序T1定時中斷嵌套在T0中斷之中，其定時初值由模糊控制子程序提供，T1中斷相應的時間用于輸出稱重儀的控制信號。4.4調零程序模塊圖該系統設置調零鍵，以方便調整硬件零件。使用方法是，開機后按調零鍵，系統進入調零程凋序，調整調零點位齊，使顯示器顯示為零后退出。程序流程如圖4-4所示：轉換為BDC碼調顯示子程序轉換為BDC碼調顯示子程序是RETURN？恢復現場返回NY采樣并濾波停異步電機啟動A/D保護現場4.5顯示程序流程圖此系統是自動稱重系統，表現的是動態的乳粉落下裝入乳粉袋中的重量，使最終達到想要的重量，但此系統也可以單獨使用，為了使此稱重系統能單獨作為一個電子稱來使用，故設置該鍵。按下該鍵后可直接稱量，稱完重量后按RETURN鍵，可繼續進行包裝稱重。程序流程如圖4-5所示：圖4-5顯示鍵程序流程圖停步進電機保護現場停步進電機保護現場啟動A/D采樣并濾波有校核標志嗎？去皮重校核BDC碼轉換調顯示子程序是RETURN？恢復現場返回NYNY該鍵的作用即終止程序的運行，當按下此鍵后系統的程序結束運行，要想繼續使用此系統中的程序，只有按RETURN鍵。程序如圖4-6所示：停異步電機是RETURN？停異步電機是RETURN？返回NY4.7顯示總數程序流程圖當所有稱重工作結束后，按下該鍵后會顯示系統的累計乳粉袋數，程序流程如圖4-7所示：BDC碼轉換調顯示子程序BDC碼轉換調顯示子程序是RETURN？恢復現場返回NY保護現場4.8本章小結本章主要對本設計的軟件部分進行分析，良好的軟件部分設計也是整個系統設計成功的必要因素之一。第5章系統測試本設計已經基本達到了設計要求。通過研究，發現系統浮動誤差的根本原因是：儀表放大模塊的濾波電路中電容的精度不高和系統抗干擾能力較弱。但由于實驗室不能提供較高精度的電容，所以本系統的精度只限于目前的程度。所以決定系統精確性最根本的因素就是系統本身所具有的抗干擾能力。在微機應用于工業控制中，由于控制現場環境惡劣，情況復雜，因此必須考慮系統的抗干擾能力，以適應現場控制的需要。乳粉包裝自動稱重系統的單片機部分放置于現場，在現場中由于強電磁干擾，電網干擾，空間干擾等，以與大量的粉塵等導體，使主機系統的工作環境變的很惡劣[19]。因此，在系統設計和制造過程中，考慮到系統的抗干擾性能的要求，從硬件和軟件上都設法提高系統的抗干擾能力，使系統充分適用于現場的要求，保證系統的可靠性。5.1硬件抗干擾的設計各種干擾是機電一體化系統和裝置出現瞬時故障的主要原因。干擾的抑制要從干擾源、傳播途徑、接收器三個方面入手。因此，在系統設計中，應盡可能避開干擾源，并針對不同的干擾源，對耦合通道采取有效的方法。干擾竄入系統的渠道有三種，即空間干擾，過程干擾，和供電系統的污染。一般常用的抗干擾措施有合理布置電源、屏蔽干擾源、隔離、濾波、接地等。5.2電源的干擾以與抑制措施任何電源與輸電線路都存在阻，這些阻就會引起電源的噪聲干擾。由于電源是整個系統運行的基礎，并且危害最嚴重的干擾源是電源的污染。電源性能的好壞在很大程度上將直接影響整個系統的可靠運行。由于工業控制計算機的電源都接自電網，故由于現場的用電情況復雜。如電網電壓不穩定，對計算機系統造成很大的干擾，干擾微機系統的正常工作，因此，系統選用帶恒溫的高精度基準的電源，并對此電源的輸出電源進行預穩壓，這樣有效的保證了系統的抗干擾能力和A/D轉換精度。5.3空間干擾的防御措施空間干擾主要是指電磁場在線路、導線、殼體上的輻射、吸收與調制。對外來的空間干擾，主要的措施是屏蔽用金屬殼體，并將機殼接地，起封閉金屬罩的作用，對共膜干擾有較強的抑制作用，在布線時，注意模擬地和數字地分開，最后經一點接入。將電源布置的盡可能粗，并使電源、地線的走向與數據傳遞方向盡可能一致，以增強抗噪聲能力。總的來說，該方案設計的稱重控制系統，電路簡單，成本較低，工作可靠；并且該自動稱重系統還實現了可視化，其界面直觀，便于使用，從而杜絕不真實計量現象，維護企業和客戶的利益。5.4本章小結本章對可能影響系統精確度的因素進行分析，并相繼的提出提高系統精確度的方法，這樣才能最好的解決系統精度低的問題。第6章設計方案評價此次系統以單片機AT89C51為控制部件，稱重儀模擬信號為輸入信號,通過前級放大器,雙積分A/D轉換器,把轉換后的BCD碼送入AT89C51中進行數據處理,最后在數碼管上顯示.系統的精度基本達到了要求。6.1硬件部分設計評價本設計硬件具有簡單化，且可靠性強等優點；但由于實驗室提供的電容精度不夠高以與各種干擾對整個系統的影響，導致了系統具有一定的浮動誤差，若把放大模塊中的電容換成高精度的電容以與增強系統本身的抗干擾能力，系統的精度也必然會提高。6.2軟件部分設計評價本次軟件設計我們采用模塊化編程，思路清晰，使程序簡潔、可移植性強。但是在程序編寫方面，沒有對系統進行具體的優化。這就需要我們針對所選硬件外設對系統進行詳細的優化工作，確保工藝控制的最優化。本設計的目的不僅僅是溫度控制本身，主要提供了單片機外圍電路與軟件包括控制算法設計的思想，應該說，這種思想比控制系統本身更為重要。6.3本章小結本章主要對整個系統設計方案進行分析評價，并最終使自己更好的了解自己所做設計的優缺利弊，從而使自己更好的學習一些基于單片機方面的知識。結論乳粉包裝自動稱重系統實現了自動的原理，也就是在系統中應用電動機、單片機、還有部程序的共同作用，使乳粉從落粉槽中落下，在各種部結構的控制下，看一袋乳粉的重量是否達到預期的重量，如果達到則通過傳送帶傳送出去進行下一袋乳粉的自動稱重；否則將次品袋作丟棄處理。此過程中重量的調節有粗調和細調，分別有兩臺電動機與部程序控制完成。步進電機實現粗調的目的，當乳粉的重量接近預期重量的時候，就要停止步進電機的運行轉為用異步電機實現細調的階段，直到一袋乳粉的重量等于我們想要的重量為止。本設計的任務是設計一種稱重控制系統，究其實質是一個嵌入式應用軟件的開發。通過了解現階段各個領域中稱重控制系統的應用方案以與使用場合，國外嵌入式發展的現狀，對比各種嵌入式處理器的性能和結構，最終選擇了基于C51單片機的嵌入式控制系統。本文采用單片機AT89C51性價比高，硬件設計簡潔，整個控制系統通過設置的參數，根據單片機自動修正啟動稱重控制裝置，調整滿足現場需要，同時可通過數碼顯示，清楚的觀測到稱重值，超過限定值進行中斷處理。此套裝置實施方便、可靠。要完成一個好的設計方案，需要對用戶提出的需求有一個清楚的認識，針對用戶的需求指定系統硬件外設和編寫程序，并且細化程序，使軟件最大程度地發揮系統功能。信息時代的高速發展使得嵌入式產品獲得了巨大的發展空間和機遇，相信在未來的發展中，會有越來越多的行業、越來越廣泛的場合使用嵌入式設備，使嵌入式產品得到長足的發展。致本次設計是在我的導師澤的親切關懷和悉心指導下完成的。她嚴肅的科學態度，嚴謹的治學精神，精益求精的工作作風，深深地感染和激勵著我。從課題的選擇到項目的最終完成，老師都始終給予我細心的指導和不懈的支持。兩年多來，學院的很多老師不僅在學業上給我以精心指導，同時還在思想、生活上給我以無微不至的關懷，在此謹向老師與其他老師致以誠摯的意和崇高的敬意。在此，我還要感在一起愉快的度過大學四年求學生活的電氣0722各位同學們，正是由于你們的幫助和支持，我才能克服一個一個的困難和疑惑，直至本文的順利完成。特別感我的舍友們，他們對本課題做了不少工作，給予我不少的幫助。在論文即將完成之際，我的心情無法平靜，從開始進入課題到論文的順利完成，有多少可敬的師長、同學、朋友給了我無言的幫助，在這里請接受我誠摯的意！最后我還要感培養我長大含辛茹苦的父母，你們！參考文獻1周航慈.單片機應用程序設計技術.航空航天大學,2002.2朝青.單片機原理與接口技術.1999,209～210.3龍三.8051單片機C語言控制與應用.1999.4薛棟梁.單片機原理與應用.2001,254～265.5王瓊.單片機原理與應用實驗教程.工業大學,2005.6建華.單片機應用的系統設計與產品開發.人民郵電,2004.7悅.單片機在智能充電器中的應用.1999,22(6):725～729.8金燕.門式起重機用電子吊秤系統的設計.2001,18(5):55～58.9霍愛清.基于89C51單片機的遠程數據采集系統的設計.2001,18(6):10～12.10閻石.數字電子枝術基礎.1995.11紅衛.基于單片機的智能系統設計與實現.電子工業,2005.12聶毅.宏匯編語言程序設計教程.電子工業,1998.13文龍.單片機原理與應用.1998. 14薛鈞義.MCS－51／96系列單片機微型計算機與其應用.1997.15高金峰.帶通訊接口的電子稱重系統.1998.16龔光華.單片機認識與實踐.航空航天大學,2006.17茂泰.智能儀器原理與應用（第2版）.電子工業,2004.18馬忠梅.單片機的C語言應用程序設計(第三版).2003.19悅.單片機在智能充電器中的應用.師大學學報.1999.22（6）:725～729.20王幸之.單片機應用系統抗干擾技術.航空航天大學,2000.附錄A譯文單片機的歷史1971年十一月，一家名為英特爾的公司公開推出了世界上第一個單芯片微處理器，英特爾4004（美國專利＃3821715），這是由英特爾的工程師Mazor費德里科Faggin，特德Hoff和斯坦發明的。在發明了集成電路這一革命性的電腦設計后，電腦芯片愈來愈小的趨勢開始顯現出來。

英特爾4004芯片通過將所有的電腦系統（即中央處理單元，存儲器，輸入和輸出控制）都集中在一塊集成電板上而使電腦芯片越來越小。

這些也都使得人類對非生命性物質的智能化處理成為了可能。英特爾的歷史1968年，

正在為Fairchild半導體公司工作的鮑勃諾伊斯和戈登摩爾兩個工程師工作的并不快樂，因此他們準備離開公司去創造屬于他們自己的公司，而當時Fairchild的許多員工也都紛紛離開公司去尋求更好的出路。

諾伊斯和摩爾人喜歡被昵稱為“Fairchildren”。鮑勃?諾伊斯自己寫了一網頁關于他想要創辦的新公司的構思，而這些構思也足已說服舊金山風險資本家羅克參與到諾伊斯和摩爾的新公司創建中。而事實上羅克在不到兩天就賺了$250萬美元。一個芯片是否能具有12種功能1969年年底，一位來自日本的潛在客戶Busicom預定了12種特制的電腦芯片。

而這些具有鍵盤掃描，顯示控制，打印機控制與其他功能的芯片都被運用在Busicom制造的計算器。雖然英特爾沒有適合做這項工作的人才，但他們確能提出一個關于這項工作的解決方案。

英特爾工程師泰德霍夫覺得英特爾可以制作出具有12項功能的芯片。

最終英特爾和Busicom在共同資助新的可編程，多用途邏輯芯片上達成了協議。作為新型芯片的程序編寫員，費德里科Faggin領導了這個新型芯片設計團隊，當然泰德霍夫和斯坦Mazor也在這個團隊中。

九個月后，一項革命性的成果誕生了，它填補了之前芯片的一些不足之處。巧妙的是，英特爾決定以40046萬美元回購Busicom的設計和銷售權。

次年Busicom變破產了，他們生產的產品從未使用過4004芯片。

英特爾又提出了一個聰明的市場營銷計劃，以鼓勵促進4004芯片的應用開發，這也使得4004芯片在幾個月之便得到了人們的廣泛使用。英特爾4004微處理器4004是世界上第一個通用的微處理器。

在60年代后期，許多科學家曾討論過微型計算機的可能性，但幾乎所有人都認為，集成電路技術還沒有到達這一成熟地步。但英特爾的TedHoff的并不這樣認為，他認為新的硅門控MOS技術可以使單芯片CPU（中央處理單元）的制造成為可能，因此他也就成為史上有這前衛意識的第一人。霍夫和英特爾開發團隊在一個只有4毫米長3毫米寬的電腦部安裝了超過2300個的晶體管。

憑借其4位CPU，命令寄存器，譯碼器，解碼控制，控制的機器的命令和臨時登記的監測，4004是一個一個小的發明啦！

今天的64位微處理器仍然是基于類似的設計，微處理器仍然是最復雜的大規模生產的產品，它機超過550萬個晶體管，并進行著每秒超過幾億次的計算量，而且這種微處理器肯定會更新淘汰的很快。單片機構架他的NVIDIAnForce媒體與通訊處理器（MCP）為桌面提供了先進的技術和無與倫比的性能，移動和專業系統，并繼續在平臺技術NVIDIA傳統的行業處于領先地位。

降低延遲：

比于一樣的功能雙芯片，單芯片NVIDIA架構提供了一種固有的性能優勢相。

除了整體延遲降低，NVIDIAnForceMCP也顯著提高者設備的吞吐量。

極快的專用HyperTransport連接讓與CPU的NVIDIAMCP的通信速度高達8.0GBps，保證了充足的系統帶寬。

當多個設備同時運行或用于支持高帶寬設備時，這種技術是十分有利的。設計效率：相比于目前市場上現有的0.22微米的產品，NVIDIA公司推出的單芯片架構采用0.15微米工藝技術。

該技術提供了與眾不同的效果和集成功能：簡化了電路板布局和更多的功能空間板和附加芯片組，并降低了功耗和消耗的熱量，簡化了庫存管理和成本。先進的技術特點：

建的NVIDIARAID技術，提供了優化的系統的性能。

NVIDIA公司提供了用于解決臺式機和工作站的性能的最好解決方案。

此外，處理器的NVIDIAnForce解決方案提供了支持最新圖片的功能。

AVR單片機關于這方面最好的例子便是AVR單片機了。AVR核具有豐富的指令集和32個通用工作寄存器。所有的寄存器都直接與算邏單元(ALU)相連接，使得一條指令可以在一個時鐘周期同時訪問兩個獨立的寄存器。這種結構大大提高了代碼效率，并且具有比普通的CISC微控制器最高至10倍的數據吞吐率。ATmega8有如下特點:8K字節的系統可編程Flash(具有同時讀寫的能力，即RWW)，512字節EEPROM，1K字節SRAM，32個通用I/O口線，32個通用工作寄存器，三個具有比較模式的靈活的定時器/計數器(T/C),片/外中斷，可編程串行USART，面向字節的兩線串行接口，10位6路(8路為TQFP與MLF封裝)ADC，具有片振蕩器的可編程看門狗定時器，一個SPI串行端口，以與五種可以通過軟件進行選擇的省電模式。工作于空閑模式時CPU停止工作，而SRAM、T/C、SPI端口以與中斷系統繼續工作；掉電模式時晶體振蕩器停止振蕩，所有功能除了中斷和硬件復位之外都停止工作；在省電模式下，異步定時器繼續運行，允許用戶保持一個時間基準，而其余功能模塊處于休眠狀態；ADC噪聲抑制模式時終止CPU和除了異步定時器與ADC以外所有I/O模塊的工作，以降低ADC轉換時的開關噪聲；Standby模式下只有晶體或諧振振蕩器運行，其余功能模塊處于休眠狀態，使得器件只消耗極少的電流，同時具有快速啟動能力。本芯片是以Atmel高密度非易失性存儲器技術生產的。片ISPFlash允許程序存儲器通過ISP串行接口，或者通用編程器進行編程，也可以通過運行于AVR核之中的引導程序進行編程。引導程序可以使用任意接口將應用程序下載到應用Flash存儲區(ApplicationFlashMemory)。在更新應用Flash存儲區時引導Flash區(BootFlashMemory)的程序繼續運行，實現了RWW操作。通過將8位RISCCPU與系統可編程的Flash集成在一個芯片，ATmega8成為一個功能強大的單片機，為許多嵌入式控制應用提供了靈活而低成本的解決方案。ATmega8具有一整套的編程與系統開發工具，包括：C語言編譯器、宏匯編、程序調試器/軟件仿真器、仿真器與評估板。但由于單片機對成本是敏感的，所以目前占統治地位的軟件還是最低級匯編語言，它是除了二進制機器碼以上最低級的語言了，既然這么低級為什么還要用呢？很多高級的語言已經達到了可視化編程的水平為什么不用呢？原因很簡單，就是單片機沒有家用計算機那樣的CPU，也沒有像硬盤那樣的海量存儲設備。一個可視化高級語言編寫的小程序里面即使只有一個按鈕，也會達到幾十K的尺寸！對于家用PC的硬盤來講沒什么，可是對于單片機來講是不能接受的。單片機在硬件資源方面的利用率必須很高才行，所以匯編雖然原始卻還是在大量使用。一樣的道理，如果把巨型計算機上的操作系統和應用軟件拿到家用PC上來運行，家用PC的也是承受不了的。可以說，二十世紀跨越了三個“電”的時代，即電氣時代、電子時代和現已進入的電腦時代。不過，這種電腦，通常是指個人計算機，簡稱PC機。它由主機、鍵盤、顯示器等組成。還有一類計算機，大多數人卻不怎么熟悉。這種計算機就是把智能賦予各種機械的單片機（亦稱微控制器）。顧名思義，這種計算機的最小系統只用了一片集成電路，即可進行簡單運算和控制。因為它體積小，通常都藏在被控機械的“肚子”里。它在整個裝置中，起著有如人類頭腦的作用，它出了毛病，整個裝置就癱瘓了。現在，這種單片機的使用領域已十分廣泛，如智能儀表、實時工控、通訊設備、導航系統、家用電器等。各種產品一旦用上了單片機，就能起到使產品升級換代的功效，常在產品名稱前冠以形容詞——“智能型”，如智能型洗衣機等。現在有些工廠的技術人員或其它業余電子開發者搞出來的某些產品，不是電路太復雜，就是功能太簡單且極易被仿制。究其原因，可能就卡在產品未使用單片機或其它可編程邏輯器件上。單片機的應用目前單片機滲透到我們生活的各個領域，幾乎很難找到哪個領域沒有單片機的蹤跡。導彈的導航裝置，飛機上各種儀表的控制，計算機的網絡通訊與數據傳輸，工業自動化過程的實時控制和數據處理，廣泛使用的各種智能IC卡，民用豪華轎車的安全保障系統，錄像機、攝像機、全自動洗衣機的控制，以與程控玩具、電子寵物等等，這些都離不開單片機。更不用說自動控制領域的機器人、智能儀表、醫療器械以與各種智能機械了。因此，單片機的學習、開發與應用將造就一批計算機應用與智能化控制的科學家、工程師。單片機廣泛應用于儀器儀表、家用電器、醫用設備、航空航天、專用設備的智能化管理與過程控制等領域，大致可分如下幾個疇：1.在智能儀器儀表上的應用單片機具有體積小、功耗低、控制功能強、擴展靈活、微型化和使用方便等優點，廣泛應用于儀器儀表中，結合不同類型的傳感器，可實現諸如電壓、功率、頻率、濕度、溫度、流量、速度、厚度、角度、長度、硬度、元素、壓力等物理量的測量。采用單片機控制使得儀器儀表數字化、智能化、微型化，且功能比起采用電子或數字電路更加強大。例如精密的測量設備（功率計，示波器，各種分析儀）。這里面最好的例子便是電子秤了。現代社會的發展對其稱重技術提出了更高的要求。目前，臺式電了秤在商業貿易中的使用已相當普遍，但存在較大的局限性：體積大、成本高、需要工頻交流電源供應、攜帶不便、應用場所受到制約。但是在工業測量中還沒有讓人們期待的電子秤出現。多年來，人們一直期待測量準確、價格低廉的在工業發展中起到巨大作用的電子秤投放市場。目前國際化的趨勢是電子秤向小型化，模塊化，集成化，智能化，其技術性能趨向于速率高，準確度高，穩定性該，可靠性高等，其功能趨向是稱重計量的控制信息和非控制信息并重的智能化電子秤。2.在工業控制中的應用用單片機可以構成形式多樣的控制系統、數據采集系統。例如工廠流水線的智能化管理，電梯智能化控制、各種報警系統，與計算機聯網構成二級控制系統等。3.在家用電器中的應用可以這樣說，現在的家用電器基本上都采用了單片機控制，從電飯煲、洗衣機、電冰箱、空調機、彩電、其他音響視頻器材、再到電子秤量設備，五花八門，無所不在。4.在計算機網絡和通信領域中的應用現代的單片機普遍具備通信接口，可以很方便地與計算機進行數據通信，為在計算機網絡和通信設備間的應用提供了極好的物質條件，現在的通信設備基本上都實現了單片機智能控制，從手機，機、小型程控交換機、樓宇自動通信呼叫系統、列車無線通信、再到日常工作中隨處可見的移動，集群移動通信，無線電對講機等。5.單片機在醫用設備領域中的應用單片機在醫用設備中的用途亦相當廣泛，例如醫用呼吸機，各種分析儀，監護儀，超聲診斷設備與病床呼叫系統等等。6.在各種大型電器中的模塊化應用某些專用單片機設計用于實現特定功能，從而在各種電路中進行模塊化應用，而不要求使用人員了解其部結構。如音樂集成單片機，看似簡單的功能，微縮在純電子芯片中（有別于磁帶機的原理），就需要復雜的類似于計算機的原理。如：音樂信號以數字的形式存于存儲器中（類似于ROM），由微控制器讀出，轉化為模擬音樂電信號（類似于聲卡）。在大型電路中，這種模塊化應用極縮小了體積，簡化了電路，降低了損壞、錯誤率，也方便于更換。7.單片機在電子設備領域中的應用單片機在各種電子中的應用非常廣泛，例如汽車中的發動機控制器，基于CAN總線的汽車發動機智能電子控制器，GPS導航系統，abs防抱死系統，制動系統等等。此外，單片機在工商，金融，科研、教育，國防航空航天等領域都有著十分廣泛的用途。在這方面最好的例子便是單片機在先進液晶電視控制器當中的運用。一、能量回饋單元工作原理在變頻調速系統中，當電機的負載是位能式負載如：油田抽油機、礦用提升機等；或大慣量負載如：風機、水泥制管、動平衡機等；以與軋鋼機、大型龍門刨床、機床主軸等需要快速制動類負載時，電機都不可避免地存在發電過程，即電機轉子在外力的拖動或負載自身轉動慣量的維持下，使得電機的實際轉速大于變頻器輸出的同步轉速，電機所發出的電能將會儲存在變頻器的直流母線濾波電容中，如果不把這部分能量消耗掉，那么直流母線電壓就會迅速升高，影響變頻器的正常工作。能量回饋單元，通過自動檢測變頻器的直流母線電壓，將變頻器的直流環節的直流電壓逆變成與電網電壓同頻同相的交流電壓，經多重噪聲濾波環節后連接到交流電網，從而達到能量回饋電網的目的，回饋到電網的電能達到發電能量的97%以上，有效節省電能。二、能量回饋單元注意事項2.1、能量回饋單元與與其相連接的設備部都有危與人身安全的高壓，錯誤的操作或不當的安裝可能會導致人身財產的損失，因此建議由受過專門訓練的人員安裝操作。2.2、安裝和接線時，為確保安全，請務必將能量回饋單元和與其相連的變頻器電源全部斷開，并且等待5—10分鐘，待變頻器部電容上儲存的電能全部放電完畢后，才可操作。2.3、能量回饋單元與變頻器的距離盡可能靠近，最遠不要超過2米。2.4、由于能量回饋單元部的特殊設計，使得用戶可以不考慮電網的相序，即：能量回饋單元的A、B、C接線端子不用與電網的A、B、C或變頻器的輸入R、S、T一一對應。但是接線時要求能量回饋單元的A、B、C端子