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湖北民族学院理学院

测试与传感技术课程设计

设计题目： 数字电子称的设计

姓 名： 黄 明 星 学 号： 021240127 专 业： 物理专业 指导老师： 杨 永 明

2015年 5 月 28日

1.引言

设计实现一个具有温度采集、显示、加热、超温报警功能的数码控制加热器设计系统，既是对数字逻辑课程的巩固，检验所学知识的有效手段，更是进一步巩固知识和提升数字系统设计能力的重要方法。

电子秤采用现代传感器技术、电子技术和计算机技术一体化的电子称量装置，才能满足并解决现实生活中提出的“快速、准确、连续、自动”称量要求，同时有效地消除人为误差，使之更符合法制计量管理和工业生产过程控制的应用要求。

2.需求分析

本节是该设计的方案与比较部分，对设计中所采用的芯片从多方面综合的进行比较，最后经过仔细的研究后决定所选的器件。

⑴ 电子秤传感器的测量电路使用滑动变阻器和可调直流电源，通过A/D转换器，将模

拟信号转化为数字信号，从而实现传感器功能；

⑵ 需要一个放大电路，我们将采用三运放大电路，主要的元件就是三运放大器，从而

实现信号放大功能；

⑶ 根据课题对量程的要求，采用2个74LS160D计数器用来控制量程，通过2个

74LS85D4位数值比较器，实现量程控制功能；

⑷ 根据课题对量程的要求，采用4个74LS160D计数器用于实现数字显示功能；

3.概要设计 3.1设计方法

设计方法是在理解题目的基础上，将问题模块化，各个击破。完成后，再进行调试和验证，最后对系统进行完整设计，使设计过程的可靠性得到保证。

3.2设计框架

依据相应的设计要求，该系统应有以下框架构成，如图3-1所示： 可调电阻 模拟信号 输入 通过A/D转换为二进制信号输入 与8位数值比较器比较，译码由LED输出 并将相等的结果输出 图3-1系统 各模块功能分别为：

图3-1 系统功能框图

⑴ 传感器功能模块：改变电阻，从而改变了电流或电压的输入量，实现压力传感； ⑵ 量程控制功能模块：将由A/D转换而来二进制信号与8位数值比较器进行比较，控制量

程；

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⑶ 数字显示模块：由74LS160D和LED显示器用于数字显示功能的实现；

3.3分模块设计思路

本设计的数字电子秤由以下3部分组成：电子秤传感器模块、量程控制模块、数字显示模块，以下前三个模块为例进行介绍。 3.3.1传感器

HM10高精度压阻式压力传感器，是采用德国HeLM公司先进的硅压阻力敏元件封装在不锈钢壳体内组装调试而成，外壳和接口材料均为不锈钢，介质兼容性好，性能稳定可靠，精度高，密封垫端面密封。

图3-2压力传感器

应压力传感器无法实现所以用如图3-3所示电路图代替；

图3-3电子秤传感器电路图

常见的A/D转换器实例

模数转换器即A/D转换器，或简称ADC，通常是指一个将模拟信号转变为数字信号的电

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