使用MCS-51单片机的电子配料秤

　　由MCS - 51 系列单片机作为控制核心的电子配料秤，比使用自动电位差计式的或纯数字电路式的电子配料秤，具有更强的功能和更高的称量精度。

　　电子配料秤的工作原理

　　普通电子秤可由图1所示框图构成。被称重物通过拉、压等形式将重力传递给传感器(即一次变换元件)，称重传感器通常采用电阻应变式，它可以将作 用于其上的重量转变为线性的电压输出。这微小的电压输出由低漂移的直流放大器放大至A/D转换所需的电压幅度，再通过A/D转换将模拟电压值变换成相应的 数字量，由CPU进行运算处理。最后在显示器上将重物的重量显示出来。人可以通过键盘输入一些信息来干预CPU的工作，例如要求CPU作一些诸如去除皮 重、自动调零、打印输出等工作。在普通电子秤的基础上增加配料设定输入、记忆和输出继电器即可成为配料电子秤。

　　单元电路分析

　　1.输入调零电路

　　调零电路用以抵消传感器的零点输出和秤体本身的自重而引起的传感器输出信号。它是由高稳定的电阻、多圈线绕电位器和直流稳压源组成的电桥电路，如图2 所示，称为调零电桥。

　　2.称重传感器

　　电阻应变式传感器可测量位移、加速度、力、力矩等各种参数，是目前应用最广泛的传感器之一。它具有结构简单，性能稳定、可靠，灵敏度高，测量速 度快等优点。电阻应变片传感器种类繁多，形式各样，根据敏感元件的形态不同，将金属式电阻应变片分为丝式应变片和箔式应变片两种传感器。丝式应变片是将电 阻丝绕制成敏感栅粘贴在各种绝缘基底上制成的，是一种常用的应变片，它由敏感栅、基底和盖片、粘贴剂和引线4部分组成。电阻应变片的工作原理是基于金属的 电阻应变效应，金属丝的电阻值随着它所受的机械变形而发生相应变化。

　　3.放大环节

　　秤重传感器输出电压摆幅约为 0～20 mV。而A/D转换的输入电压要求为0～2 V，因此放大环节要有100倍左右的增益。对放大环节的要求是增益可调(70～150)，零点和增益的温度漂移和时间漂移极小。按照输入电压20 mV，分辨率20 000个码的情况，漂移要小于1 μV。这里采用了自动稳零的斩波式运算放大器ICL7650。

　　斩波稳零集成运放 7650 是采用先进的 CMOS工艺制成的大规模模拟集成电路，其特点是超低失调和超低漂移，高增益、高输入阻抗。与其他运放不同，这种运放由一时钟控制，分节拍工作，前一节拍 将输入失调采集并存储于一电容中，后一节拍采样和放大信号，并将此刻的失调相抵消，所以电路总的失调和温漂极少。性能极为优越、稳定。电路除采用两个采样 /保持电容外。其余的放大、时钟振荡以及所用控制电路均集成于芯片内。由于其具有极低的温漂和时漂，从而保证了放大环节对零点漂移的要求。残余的一点漂移 依靠软件的自动零点跟踪来彻底解决。稳定的增益由决定增益量的负反馈回路的电阻稳定性保证。