电子技术课程设计(数字电子秤)bxks.docx

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1、电子技术课程设计（数字电子秤）课程名称称：电子子技术课课程设计计设计题目目：数字字电子秤秤院 系：专 业：年 级：姓 名：指导教师师：XXXXX大学XXX校区年 月 日课 程程 设设 计计 任任 务务 书专 业业姓 名学 号开题日期期：XX年X月X日 完成日日期：XX年X月X日题 目数数字电子子秤一、设计计的目的的1、设计计简易数数字电子子秤满足足一定的的测量范范围并通通过LEED显示示出来；2、培养养独立分分析问题题和解决决实际问问题的能能力；3、了解解常用电电子器件件的类型型和特性性，并掌掌握合理理选用的的原则；4、学会会电子电电路的安安装与调调试技能能，掌握握电子电电路的测测试方法法及了

2、解解印刷线线路板的的设计，制制作方法法；5、学会会撰写课课程设计计总结报报告；6、进一一步熟悉悉电子仪仪器的使使用方法法；7、培养养严肃认认真的工工作作风风和严谨谨的科学学态度；二、设计计的内容容及1、测量量范围：01199.9kgg；2、用数数字显示示被测重重量，小小数点位位置对应应不同的的量程显显示；扩展：具具有自动动切换量量程功能能。三、指导导教师评评语四、成 绩指导教师师 (签签章) 年 月 日目录摘要1一、总体体方案设设计与论论证21.1电电子称的的基本结结构21.2总总体方案案设计与与论证33二、单元元电路设设计及参参数计算算42.1传传感器模模块42.1.1称重重传感器器的基本本

3、原理442.1.2称重重传感器器的测量量电路662.2放放大电路路模块882.2.1放大大电路方方案的选选择82.2.2 IINA1126放放大器基基本介绍绍102.2.3放大大电路的的设计1112.3 A/DD转换模模块1332.3.1 AA/D转转换芯片片的选择择132.3.2 AA/D转转换芯片片ICLL71007简介介142.3.3 IICL771077 A/D转换换电路1172.4数数码管显显示模块块182.4.1数码码管简介介182.4.2数码码管显示示电路1192.4.3 AA/D转转换电路路与显示示电路220三、总原原理图及及元器件件清单2203.1总总原理图图203.2元元器

4、件清清单211四、安装装与调试试214.1系系统安装装214.2系系统调试试214.2.1调试试仪器2214.2.2系统统调试221五、性能能测试与与结果分分析211六、结论论与心得得体会2216.1结结论2116.2心心得体会会21七、参考考文献221摘要随着计量量技术和和电子技技术的发发展传统统纯机械械结构的的杆秤、台台秤、磅磅秤等称称量装置置逐步被被淘汰，电电子称量量装置电电子秤、电电子天平平等以其其准确、快快速、方方便、显显示直观观等诸多多优点而而受到人人们的青青睐。电电子秤采采用现代代传感器器技术、电电子技术术和计算算机技术术一体化化的电子子称量装装置，才才能满足足并解决决现实生生活

5、中提提出的“快速、准准确、连连续、自自动”称量要要求，同同时有效效地消除除人为误误差，使使之更符符合法制制计量管管理和工工业生产产过程控控制的应应用要求求。本课程设设计的电电子秤是是利用全全桥测量量原理，通通过对电电路输出出电压和和标准重重量的线线性关系系，建立立具体的的数学模模型，将将电压量量纲V改为重重量纲gg即成为为一台原原始电子子秤。其其中测量量电路中中最主要要的元器器件就是是电阻应应变式传传感器。电电阻应变变式传感感器是传传感器中中应用最最多的一一种，本本设计采采用全桥桥测量电电路，使使系统产产生的误误差更小小，输出出的数据据更精确确。而由由INAA1266构成的的放大电电路的作作用

6、就是是把传感感器输出出的微弱弱的模拟拟信号进进行一定定倍数的的放大，以以满足AA/D转转换器对对输入信信号电平平的要求求。放大大后的模模拟电压压信号经经过A/D转换换电路变变成数字字量，AA/D转转换电路路采用AA/D转转换芯片片ICLL71007实现现。然后后把数字字信号输输送到显显示电路路中去，最最后由显显示电路路显示出出测量结结果，显显示电路路采用四四块分立立的七段段LEDD显示电电路进行行显示。本本设计中中通过改改变放大大电路的的增益，从从而达到到转换量量程的目目的。由由于被测测物体的的重量相相差较大大，根据据不同的的侧重范范围要求求，需对对量程进进行切换换。将设计好好的电路路利用AA

7、ltiium Dessignner软软件进行行电路图图绘制，并并进行仿仿真，最最后得到到了较好好的效果果，具有有一定的的精度，从从而证明明了该电电子称设设计方案案可行。关键字：全桥测测量 INAA1266 IICL771077 AA/D转转换 LEDD一、 总体方案案设计与与论证1.1电电子称的的基本结结构电子秤是是利用物物体的重重力作用用来确定定物体质质量（重重量）的的测量仪仪器，也也可用来来确定与与质量相相关的其其它量大大小、参参数、或或特性。不不管根据据什么原原理制成成的电子子秤均由由以下三三部分组组成：(1)承承重、传传力复位位系统它是被称称物体与与转换元元件之间间的机械械、传力力复位

8、系系统，又又称电子子秤的秤秤体，一一般包括括接受被被称物体体载荷的的承载器器、秤桥桥结构、吊吊挂连接接部件和和限位减减振机构构等。(2)称称重传感感器即由非电电量（质质量或重重量）转转换成电电量的转转换元件件，它是是把支承承力变换换成电的的或其它它形式的的适合于于计量求求值的信信号所用用的一种种辅助手手段。按照称重重传感器器的结构构型式不不同，可可以分直直接位移移传感器器（电容容式、电电感式、电电位计式式、振弦弦式、空空腔谐振振器式等等）和应应变传感感器（电电阻应变变式、声声表面谐谐振式）或或是利用用磁弹性性、压电电和压阻阻等物理理效应的的传感器器。对称重传传感器的的基本要要求是：输出电电量与

9、输输入重量量保持单单值对应应，并有有良好的的线性关关系；有有较高的的灵敏度度；对被被称物体体的状态态的影响响要小；能在较较差的工工作条件件下工作作；有较较好的频频响特性性；稳定定可靠。(3)测测量显示示和数据据输出的的载荷测测量装置置即处理称称重传感感器信号号的电子子线路（包包括放大大器、模模数转换换、电流流源或电电压源、调调节器、补补尝元件件、保护护线路等等）和指指示部件件（如显显示、打打印、数数据传输输和存贮贮器件等等）。这这部分习习惯上称称载荷测测量装置置或二次次仪表。在在数字式式的测量量电路中中，通常常包括前前置放大大、滤滤滤、运算算、变换换、计数数、寄存存、控制制和驱动动显示等等环节

10、。1.2总总体方案案设计与与论证数字电子子秤与普普通秤的的区别即即是将物物体的重重量通过过数字直直接在LEDD数码管管或液晶晶显示器器上显示示出来。因因此，首首先需要要传感器器将重量量值转化化成电压压信号或或电流信信号，而而一般经经传感器器产生的的电压信信号或电电流信号号都是比比较微弱弱的，需需经放大大电路进进行放大大。放大大后的电电压或电电流信号号均属于于模拟信信号，要要通过数数码管或或液晶显显示器显显示，必必须变成成数字信信号，因因此，放放大电路路后再接接一A/D转换换电路，将将模拟信信号转换换成数字字信号以以便于数数码显示示。方案一：通过传感感器产生生电压信信号，经经放大电电路把信信号放

11、大大后输入入A/DD转换芯芯片进行行A/DD转换，由由于此芯芯片可直直接用于于数字显显示，故故转换后后的数字字量直接接用数码码显示器器进行显显示即可可。而量量程切换换通过修修改放大大系统的的增益实实现。原原理方框框图如图图1数据采集系统（传感器）放大系统A/D转换显示切换量程图1方案二：通过传感感器产生生电压信信号，经经放大电电路把信信号放大大后输入入A/DD转换芯芯片进行行A/DD转换，然然后把转转换后的的数字信信号输入入单片机机由单片片机进行行数据处处理和对对A/DD转换的的控制，再再由单片机机输出显显示信号号，通过过显示电电路进行行显示。自动换挡功能通过单片机控制实现。该方案的原理方框图

12、如图2所示。传感器放大系统A/D转换单片机显示自动换挡电路图2方案一的的优点是是外部电电路非常常简单，且同时能实现较高的精度。缺点是无法对A/D转换进行控制。方案二可可控制性性好，电电路简单单，缺点点是数据据量大且且存储器器存储容容量有限限。而单片机机需要编编写程序序进行数数据处理理，较复复杂。因此，基基于简单单原则、本本专业尚尚未学单单片机的的原因，设设计总体体方案采采用方案案一。该该方案主主要包括括四个模模块：传传感器模模块、放放大模块块、A/D转换换模块、数数码显示示模块。二、 单元电路路设计及及参数计计算2.1传传感器模模块2.1.1称重重传感器器的基本本原理称重传感感器在受受到压力力

13、或拉力力时会产产生电信信号，受受到不同同压力或或拉力是是产生的的电信号号也随着着变化，而而且力与与电信号号的关系系一般为为线性关关系。称称重传感感器主要要由弹性性体、电电阻应变变片电缆缆线等组组成，内内部线路路采用惠惠更斯电电桥。传传感器的的量程越越接近分分配到每每个传感感器的载载荷，其其称量的的准确度度就越高高。按照称重重传感器器的结构构型式不不同，可可以分直直接位移移传感器器（电容容式、电电感式、电电位计式式、振弦弦式、空空腔谐振振器式等等）和应应变传感感器（电电阻应变变式、声声表面谐谐振式）或或是利用用磁弹性性、压电电和压阻阻等物理理效应的的传感器器。应变片式式电阻传传感器是是以应变变片

14、为传传感器元元件, 它具精精度高，测测量范围围广;使用寿寿命长, 性能能稳定可可靠; 结构简简单、尺尺寸小、重量轻, 价格便宜等优点. 电阻应变片的工作原理是基于电阻应变效应,即导体产生机械形变时, 它的电阻值相应发生变化. 电阻应变变式传感感器就是是将被测测物的质质量的变变化转换换成电阻阻值的变变化，再再经相应应的电桥桥电路转转换为被被测物质质量值相相对应的的电压信信号。电电阻应变变式传感感器由感感压装置置、电阻阻应变片片和惠更更斯电桥桥电路三三部分组组成，应应变片式式电阻传传感器应应用很广广. 本设设计采用用SP220C-G5001电阻阻应变式式传感器器，该传传感器结结构简单单、灵敏敏度高

15、。电阻应变变片有丝丝式和箔箔式.设有一一根长为为的电阻阻丝,它在未未受力时时的原始始电阻值值为电阻丝在在外力的的作用下下, 将引引起电阻阻的相对对变化为为其中为电电阻丝的的轴向应应变.可见在在电阻丝丝拉伸比比例极限限内, 电阻的的相对变变化与应应变成正正比, 可通过过电阻或或电压的的变化测测应变,从而测测量重量量.本设计中中采用的的是电阻阻丝应变变片，为为获得高高电阻值值，电阻阻丝排成成网状，并并贴在绝绝缘的基基片上，电电阻丝两两端引出出导线，线线栅上面面粘有覆覆盖层，起起保护作作用。电电阻应变变式传感感器安装装示意图图如图33图3应变变式传感感器安装装示意图图电阻应变变片也会会有误差差，产生

16、生的因素素很多，所所以测量量时我们们一定要要注意，其其中温度度的影响响最重要要，环境境温度影影响电阻阻值变化化的原因因主要是是：(1)电电阻丝温温度系数数引起的的。(2)电电阻丝与与被测元元件材料料的线膨膨胀系数数的不同同引起的的。对于因温温度变化化对桥接接零点和和输出，灵灵敏度的的影响，即即使采用用同一批批应变片片，也会会因应变变片之间间稍有温温度特性性之差而而引起误误差，所所以对要要求精度度较高的的传感器器，必须须进行温温度补偿偿，解决决的方法法是在被被粘贴的的基片上上采用适适当温度度系数的的自动补补偿片，并并从外部部对它加加以适当当的补偿偿。非线线性误差差是传感感器特性性中最重重要的一一

17、点。产产生非线线性误差差的原因因很多，一一般来说说主要是是由结构构设计决决定，通通过线性性补偿，也也可得到到改善。滞滞后和蠕蠕变是关关于应变变片及粘粘合剂的的误差。由由于粘合合剂为高高分子材材料，其其特性随随温度变变化较大大，所以以称重传传感器必必须在规规定的温温度范围围内使用用。2.1.2称重重传感器器的测量量电路常规的电电阻应变变片K值很小小，约为为2，机械械应变度度约为00.000000010.0001，所所以，电电阻应变变片的电电阻变化化范围为为0.0000550.11欧姆。所所以测量量电路应应当能精精确测量量出很小小的电阻阻变化，在在电阻应应变传感感器中最最常用的的是桥式式测量电电路

18、。它它将应变变阻值的的变化转转换为电电压或电电流的变变化，这这就是可可用的输输出信号号。桥式测量量电路有有四个电电阻，其其中任何何一个都都可以是是电阻应应变片电电阻，电电桥的一一个对角角线接入入工作电电压Uii，另一一个对角角线为输输出电压压Uo。其其特点是是：当四四个桥臂臂电阻达达到相应应的关系系时，电电桥输出出为零，或或者就有有电压输输出，可可利用灵灵敏检流流计来测测量，所所以电桥桥能够精精确地测测量微小小的电阻阻变化。全全桥测量量电路中中，将受受力性质质相同的的两应变变片接入入电桥对对边，当当应变片片初始阻阻值：RR1R2R3R4，其变变化值R1R2R3R4时，其其桥路输输出电压压Uou

19、ttKUi。其输输出灵敏敏度比半半桥又提提高了一一倍，非非线性误误差和温温度误差差均得到到改善。测量电路路是电子子秤设计计电路中中是一个个重要的的环节，在在制作的的过程中中应尽量量选择好好元件，调调整好测测量的范范围的精精确度，以以避免减减小测量量数据的的误差。全全桥测量量基本电电路如图图4.图4其中输出出电压电子秤的的传感器器在不加加负荷时时，桥路路的电阻阻应平衡衡，也就就是电桥桥初始平平衡状态态输出应应为零。但但实际上上桥路各各臂阻值值不可能能绝对相相同，接接触电阻阻及导线线电阻也也有差异异，致使使输出不不为零。因因此必须须设置调调零电路路使初始始状态达达到平衡衡，即输输出为零零。可在在图

20、4中增加加一个调调零电桥桥，如图图5图5全桥桥测量电电路其测量条条件如表表1激励电压压9VDCC12VVDC灵敏度20.1mVV/V输入阻抗抗40510输出阻抗抗3503极限过载载范围150%安全过载载范围120%使用温度度范围-20+600表12.2放放大电路路模块2.2.1放大大电路方方案的选选择压力传感感器输出出的电压压信号为为毫伏级级（02mvv），所所以对运运算放大大器要求求很高。考考虑以下下几种方方案可以以采用：方案一：利用普普通低温温漂运算算放大器器构成多多级放大大器。普通低温温漂运算算放大器器构成多多级放大大器会引引入大量量噪声。由由于A/D转换换器需要要很高的的精度，所所以几

21、毫毫伏的干干扰信号号就会直直接影响响最后的的测量精精度。所所以，此此中方案案不宜采采用。方案二：由高精精度低漂漂移运算算放大器器构成差差动放大大器。差动放大大器具有有高输入入阻抗，增增益高的的特点，可可以利用用普通运运放(如OP007)做做成一个个差动放放大器。如如图6.图6差动动放大器器电阻R11、R2电容容C1、C2、C3、C4用于于滤除前前级的噪噪声，CC1、C2为普普通小电电容，可可以滤除除高频干干扰，CC3、C4为大大的电解解电容，主主要用于于滤除低低频噪声声。优点：输输入级加加入射随随放大器器，增大大了输入入阻抗，中中间级为为差动放放大电路路，滑动动变阻器器R6可以以调节输输出零点

22、点，最后后一级可可以用于于微调放放大倍数数，使输输出满足足满量程程要求。输输出级为为反向放放大器，所所以输出出电阻不不是很大大，比较较符合应应用要求求。缺点：此此电路要要求R33、R4相等等，误差差将会影影响输出出精度，难难度较大大。实际际测量，每每一级运运放都会会引入较较大噪声声，对精精度影响响较大。方案三：采用专专用仪表表放大器器，如：INAA1266，INAA1211等。此类芯片片内部采采用差动动输入，共共模抑制制比高，差差模输入入阻抗大大，增益益高，精精度也非非常好，且且外部接接口非常常简单。以以INAA1266为例,其实际际管脚图图如图77所示：图7 IINA1126管管脚图基于以上

23、上分析，我我决定采采用制作作方便而而且精度度很好的的专用仪仪表放大大器INNA1226。2.2.2 IINA1126放放大器基基本介绍绍INA1126 是低功功耗、高高精度的的通用仪仪表放大大器。它它通用的的3运放（33-opp ammp）设设计和体体积小巧巧使其应应用范围围广泛。反反馈电流流（Cuurreent-feeedbaack）输输入电路路即使在在高增益益条件下下(G =1000时2000kHzz)也可可提供较较宽的带带宽。单单个外部部电阻可可实现从从1至100000的的任一增增益选择择INAA1266提供工工业标准准的增益益等式（gain equation）。INA1126 用激光光

24、进行修修正微调调，具有有非常低低的偏置置电压 (500mV)，温度度漂移00.5V/C和高共共模抑制制在 GG=1000时1200dB）其其电源电电压低至至2.225V 且静态态电流只只有 7700uuA ，是是电池供供电系统统的理想想选择，内内部输入入保护能能经受40VV电压而而无损坏坏。INNA1226的封封装为88引脚塑塑料DIIP和SO-8表面面衬底封封装，规规定温度度范围为为40C 至+855C。其特特点如表表2低偏置电电压最大500V低温度漂漂移最大0.5V/C低输入偏偏置电流流最大5nnA高共模抵抵制CMMR最小1220dBB低静态电电流700A宽电源电电压范围围2.225至18

25、VV8引脚塑塑料DIIP和SO-8封装装输入保护护至40VV表22.2.3放大大电路的的设计INA1126其其内部结结构如图图7所示图7因此直接接在1、8两管脚脚间接一一电阻便便构成基基本放大大电路了了，INNA1226连接接的基本本电路如如图8所示图8放大器增增益，通通过改变变的大小小来改变变放大器器的增益益。考虑到滤滤波情况况，由此此可在基基本放大大电路前前端接一一滤波电电路，如如图9所示图9 IINA1126构构成的放放大电路路及滤波波电路通过调节节的阻值值来改变变放大倍倍数。微微弱信号号被分别别放大后后从INNA1226的第第6脚输出出。A/D转换换器ICCL71107的的输入电电压变

26、化化范围是是-2000mVV+2000mVV，传感感器的输输出电压压信号在在02mvv左右，因因此放大大器的放放大倍数数在10002000左右，可可将接成成的滑动动变阻器器。2.3 A/DD转换模模块2.3.1 AA/D转转换芯片片的选择择A/D转转换器的的主要技技术指标标：(1)分分辨率(Ressoluutioon)：分辨率率是指数数字量变变化一个个最小量量时模拟拟信号的的变化量量，定义义为满刻刻度与22n的比比值。分分辨率又又称精度度，通常常以数字字信号的的位数来来表示。(2)转换速率(Conversion Rate)：转换速率是指完成一次从模拟转换到数字的AD转换所需的时间的倒数。(3)

27、量量化误差差(Quuanttiziing Errror)：由于ADD的有限限分辨率率而引起起的误差差，即有有限分辨辨率ADD的阶梯梯状转移移特性曲曲线与无无限分辨辨率ADD（理想想AD）的的转移特特性曲线线（直线线）之间间的最大大偏差。通通常是11 个或或半个最最小数字字量的模模拟变化化量，表表示为11LSBB、1/22LSBB。(4)偏移误误差(OOffsset Errror) ：输输入信号号为零时时输出信信号不为为零的值值，可外外接电位位器调至至最小。(5)满刻度误差(Full Scale Error)：满度输出时对应的输入信号与理想输入信号值之差。(6)线性度(Linearity)：实际

28、转换器的转移函数与理想直线的最大偏移，不包括以上三种误差。由上面对传感器量程和精度的分析可知,A/D转换器误差应在以下。12位AA/D精精度：110Kgg/40096=2.444g；14位A/DD精度：10KKg/1163884=00.611g考虑虑到其他他部分所所带来的的干扰,12位位A/DD无法满满足系统统精度要要求。所所以需要要选择114位或或者精度度更高的的A/DD。方案一：逐次逼逼近型AA/D转转换器，如如：ADDS78805、ADSS78004等。逐次逼近近型A/D转换换，一般般具有采采样/保持功功能。采采样频率率高，功功耗比较较低，是是理想的的高速、高高精度、省省电型AA/D转转

29、换器件件。高精精度逐次次逼近型型A/DD转换器一一般都带带有内部部基准源源和内部部时钟，基基于单片片机构成成的系统统设计时时仅需要要外接几几个电阻阻、电容容。但考虑到到所转换换的信号号为一慢慢变信号号，逐次次逼近型型A/DD转换器器的快速速的优点点不能很很好的发发挥，且且根据系系统的要要求，114位AD足以以满足精精度要求求，太高高的精度度就反而而浪费了了系统资资源，所所以此方方案并不不是理想想的选择择。方案二：双积分分型A/D转换换器：如如：ICCL71135、ICLL71009等。双积分型型A/DD转换器器精度高高，但速速度较慢慢(如：ICCL71135,ICLL71007),具有精精确的

30、差差分输入入，输入入阻抗高高（大于于），可可自动调调零，超超量程信信号，全全部输出出于TTTL电平平兼容。双积分型型A/DD转换器器具有很很强的抗抗干扰能能力。对对正负对对称的工工频干扰扰信号积积分为零零，所以以对500HZ的的工频干干扰抑制制能力较较强，对对高于工工频干扰扰（例如如噪声电电压）已已有良好好的滤波波作用。只只要干扰扰电压的的平均值值为零，对对输出就就不产生生影响。尤尤其对本本系统，缓缓慢变化化的压力力信号，很很容易受受到工频频信号的的影响。故故而采用用双积分分型A/D转换换器可大大大降低低对滤波波电路的的要求。作为电子子秤，系系统对AA/D的的转换速速度要求求并不高高，精度度上

31、144位的ADD足以满满足要求求。另外外双积分分型A/D转换换器较强强的抗干干扰能力力，和精精确的差差分输入入，低廉廉的价格格使其成成为一种种不错的的选择。由由于整体体方案采采用的是是方案一一，即AA/D转转换器直直接驱动动数码显显示，再再考虑到到其优点点和缺点点，最终终选择了了双积分分型A/D转换换器ICCL71107。2.3.2A/D转转换芯片片ICLL71007简介介ICL771077是高性性能、低低功耗的的三位半半A/DD转换电电路，包包含七段段译码器器、显示示驱动器器、参考考源和时时钟系统统。可以以直接驱驱动LEED数码码管，是是一块应应用非常常广泛的的集成电电路。IICL77107

32、7将高精精度、通通用性和和真正的的低成本本很好地地结合在在一起，它它有低于于10V的自自动校零零功能，零零漂小于于1VV/oCC，低于于10ppA的输输入电流流，极性性转换误误差小于于一个字字。31/22位双积积分型AA/D转转换器IICL771077的基本本特点：ICLL71007是31/2位双双积分型型A/DD转换器器，属于于CMooS大规规模集成成电路，它它的最大大显示值值为士119999，最小小分辨率率为1000uVV，转换换精度为为0.005士1 个字字。能直接接驱动共共阳极LLED数数码管，不不需要另另加驱动动器件，使使整机线线路简化化，采用用士5VV两组电电源供电电，并将将第21

33、1脚的GNND接第第30脚的的IN 。在芯片片内部从从V+与COMM之间有有一个稳稳定性很很高的22.8VV基准电电源，通通过电阻阻分压器器可获得得所需的的基准电电压VRREF 。能通过过内部的的模拟开开关实现现自动调调零和自自动极性性显示功功能。输入阻阻抗高，对对输入信信号无衰衰减作用用。整机组组装方便便，无需需外加有有源器件件，配上上电阻、电电容和LLED共共阳极数数码管，就就能构成成一只直直流数字字电压表表头。噪音低低，温漂漂小，具具有良好好的可靠靠性，寿寿命长。芯片本本身功耗耗小于115mww（不包包括LEED）。不设有有一专门门的小数数点驱动动信号。使使用时可可将LEED共阳阳极数数

34、数码管公公共阳极极接V+。可以方方便的进进行功能能检查。ICL771077芯片及及各引脚脚如图110所示示图10 ICLL71007各管脚功功能：V和VV-分别别为电源源的正极极和负极极；A1-GG1,AA2-GG2，A3-G3：分别为为个位、十十位、百百位笔画画的驱动动信号，依依次接个个位、十十位、百百位LEED显示示器的相相应笔画画电极。AB4：千位笔笔画驱动动信号。接接千位LLED显显示器的的相应的的笔画电电极。BP/GGND：电源地地Oscll-OSSc3 ：时钟钟振荡器器的引出出端，外外接阻容容或石英英晶体组组成的振振荡器。第38脚脚至第440脚电电容量的的选择是是根据下下列公式式来

35、决定定：Fosll = 0.445/RRCBssE8338COM ：模拟拟信号公公共端，简简称“模拟地地”，使用用时一般般与输入入信号的的负端以以及基准准电压的的负极相相连。TESTT ：测测试端，该该端经过过5000欧姆电电阻接至至逻辑电电路的公公共地，故故也称“逻辑地地”或“数字地地”。VREFF、VREEF- ：基准准电压正正负端。CREFF：外接接基准电电容端。INT：27是一一个积分分电容器器，必须须选择温温度系数数小不致致使积分分器的输输入电压压产生漂漂移现象象的元件件。IN和和IN- ：模模拟量输输入端，分分别接输输入信号号的正端端和负端端。AZ：积积分器和和比较器器的反向向输入

36、端端，接自自动调零零电容CCAz 。如果果应用在在2000mV满满刻度的的场合是是使用00.477F，而2VV满刻度度是0.0477F。BUF：缓冲放放大器输输出端，接接积分电电阻Riint。其其输出级级的无功功电流( iddlinng ccurrrentt )是是1000A，而缓缓冲器与与积分器器能够供供给200A的驱动动电流，从从此脚接接一个RRintt至积分分电容器器，其值值在满刻刻度2000mVV时选用用47KK，而2VV满刻度度则使用用4700K。POL:极性2.3.3 IICL771077 A/D转换换电路TESTT为数字字地，与与VCCC相接可可进行测测试，因因此，可可在第337

37、引脚脚外接一一开关与与VCCC相连。AA/D转转换电路路如图111.图11 A/DD转换电电路2.4数数码管显显示模块块2.4.1数码码管简介介常见的数数码管由由七个条条状和一一个点状状发光二二极管管管芯制成成，叫七七段数码码管，如图122(a)图12LED数数码管中中各段发发光二极极管的伏伏安特性性和普通通二极管管类似，只只是正向向压降较较大，正正向电阻阻也较大大。在一一定范围围内，其其正向电电流与发发光亮度度成正比比。由于于常规的的数码管管起辉电电流只有有12 mmA，最最大极限限电流也也只有11030 mA，所所以它的的输入端端在5 V电源源或高于于TTLL高电平平(3.5 VV)的电电

38、路信号号相接时时，一定定要串加加限流电电阻，以以免损坏坏器件。7段LEED数码码管是利利用7个LEDD（发光光二极管管）外加加一个小小数点的的LEDD组合而而成的显显示设备备，可以以显示009等等10个数数字和小小数点，这类数码管可以分为共阳极与共阴极两种，共阳极就是把所有LED的阳极连接到共同接点com，而每个LED的阴极分别为a、b、c、d、e、f、g及dp（小数点）；共阴极则反之如图12(b)、(c)所示。图中的8个LED分别与图中的aDP各段相对应，通过控制各个LED的亮灭来显示数字。对于单个个数码管管来说，从从它的正正面看进进去，左左下角那那个脚为为1脚，以以逆时针针方向依依次为11

39、100脚，左左上角那那个脚便便是100脚了，上上面图112中的的字母分分别与这这10个管管脚一一一对应。2.4.2数码码管显示示电路由于所选选用的芯芯片ICCL71107已已经具有有译码功功能且其其内部有有驱动LLED阳阳极数码码管的电电路，因因此可选选择4个共阳阳极数码码管，将将其共阳阳极端接接VCCC，而其其余管脚脚直接与与ICLL71007对应应的脚相相连即可可。数码码管显示示电路如如图133图13 LEDD数码管管显示电电路2.4.3 AA/D转转换电路路与显示示电路由于ICCL71107的的量程范范围为-20002000，即即最大值值为2000，所所以4个数码码管依次次对应百百、十、

40、个个、小数数位。其其中个位位的小数数点应该该显示，因因此，直直接将个个位的DDP脚与与地相连连即可，其其余三个个数码管管的DPP脚直接接悬空即即可。AA/D转转换电路路与显示示电路如如图144图14 A/DD转换电电路与数数码管显显示电路路三、 总原理图图及元器器件清单单3.1总总原理图图结合上述述四个模模块，用用Alttiumm Deesiggnerr软件可可绘出总总原理图图如图1153.2元元器件清清单元件序号号型号主要参数数数量备注Rp1、RRG1、RR12POT44MM-21K各1电位器R2、RR3、RR4、RR5CF1220-11CB120各1电阻应变变片R6、RR7AXIAAL-0

41、0.3750各1电阻R8AXIAAL-00.31M1电阻R9AXIAAL-00.347K1电阻R10AXIAAL-00.3100KK1电阻R11AXIAAL-00.324K1电阻C1、CC2、CC3RAD-0.330.1FF各1瓷片电容容C4、CC5RB7.6-115220FF各1电解电容容C6RAD-0.330.022F1瓷片电容容C7RAD-0.330.477F1瓷片电容容C8RAD-0.330.222F1瓷片电容容C9RAD-0.33100ppF1瓷片电容容S1SPSTT-21按钮开关关U1ICL7710771A/D转转换器U2INA11261仪表放大大器DS1、DDS2、DDS3、DD

42、S4LEDDDIP-10各1LED数数码管四、 安装与调调试4.1系系统安装装将电阻丝丝排成网网状，并并贴在绝绝缘的基基片上，电电阻丝两两端引出出导线，线线栅上面面粘有覆覆盖层，按按图3所示安安装称重重传感器器。其余余模块按按照相应应模块的的电路图图焊接电电路板并并安装。4.2系系统调试试4.2.1调试试仪器可调直流流电源，可可调范围围：02000mV；万用用表，精精度：00.1mmV；砝砝码若干干。4.2.2系统统调试传感器模模块：托托盘空载载，调节节Rp11,用万万用表测测量输出出电压直直至为00，然后后向托盘盘中添加加砝码，看看万用表表是否有有示数，逐逐渐增加加砝码，观观察示数数是否变变

43、化。放大电路路模块：在INNA1226输入入端加一一适当电电压，用用万用表表测量输输出电压压大小，然然后与理理论计算算值比较较。A/D转转换与数数码管显显示电路路模块：在ICCL71107模模拟信号号输入端端输入一一适当电电压，然然后观察察数码管管显示的的数字，计计算误差差。最后，整整个电子子称系统统进行调调试，在在秤上加加标准重重量砝码码，观察察数码管管显示值值与实际际值是否否一致，计计算误差差。五、 性能测试试与结果果分析对电路用用Alttiumm Deesiggnerr软件进进行仿真真，仿真真结果如如图166图16仿仿真结果果由仿真结结果可知知该电子子称测量量结果还还是具有有一定准准确度

44、的的，较大大误差可可能是一一些参数数设置不不合理造造成的。六、 结论与心心得体会会6.1结结论通过软件件模拟，该该设计电电路具有有一定的的精确度度，能够够适合我我们的生生活虽然然没有实实际测试试，但根根据模拟拟测试可可以得出出结论：次设计计方案可可以实现现。6.2心心得体会会这次课程程设计的的主要任任务是设设计一个个数字电电子秤，组组装及调调试各单单元电路路及系统统电路，用用数字表表显示称称重结果果。回顾起此此次课程程设计，至至今我仍仍感慨颇颇多，可可以说，这这次课程程设计比比较不容容易，因因为很多多内容还还未进行行学习，因因此，就就要花了了大量的的时间和和精力进进行资料料查阅和和方案论论证，

45、结结合自己己所学，认认真解决决每一个个功能模模块中遇遇到的问问题有有时，为为了解决决一个具具体问题题，竟到到了绞尽尽脑汁的的地步。但是可可以学到到很多很很多的东东西，同同时不仅仅可以巩巩固了以以前所学学过的知知识，而而且学到到了很多多在书本本上所没没有学到到过的知知识。这这次设计计使自己己有机会会使用到到原来所所学理论论知识，并并且可以以有更深深的认识识，我意意识到了了理论与与实际结结合的重重要性，可可以说收收获确实实不小。在设计的的过程中中可以说说得是困困难重重重，这毕毕竟是第一次次做数电电课程设设计，难难免会遇遇到过各各种各样样的问题题，设计计的过程程中我发现了了自己的的不足之之处，对对以

46、前所所学过的的知识理理解得不不够深刻刻，掌握握得不够够牢固。也提醒自己要更加努力学习来扩充自己的知识。通过这次次课程设设计，我我对Alltiuum DDesiigneer及Mulltissim软软件的使使用有了了进一步步的了解解。同时时，我们们还通过过查阅相相关资料料、请教教同学等等方式，对对设计电电路进行行性能考考证。在在设计完完各个功功能模块块之后，我我用Alltiuum DDesiigneer099电子设设计软件件进行了了各个模模块的绘绘制，并并最终绘绘制成一一个总的的电路原原理图。然后，再进行某些功能模块的仿真，收到了很好的效果。但由于缺乏实践经验，电路中还有些功能不够完善，有些参数不够精确，而且抗干扰能力也不够好。总之，在在这次课课程实际际中，我我学会了了怎样把把自己所所学的书书本知识识应用到到实处。看看到自己己设计的的功能电电路能在在仿真软软件中运运行，我我有了