基于单片机的称重控制系统设计说明

届毕业生

毕业设计说明书题目: 基于单片机的称重控制系统设计

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摘要

由于称重器具在商业贸易中的重要作用，称重技术的发展一直都受到人们的关注。本文设计实现了一种新型的多功能电子称重系统，该系统采用了最为常见的C51系列单片机STC89C52作为主控芯片，系统可以准确称量待测物的质量，使用者设置好单价后，系统还能自动地计算总价并可以把测量结果直观地显示在液晶屏幕上，同时本系统还具有超量程自动报警功能。另外本系统还扩展了电子万年历和电子温度计的功能，使得系统更加实用。本文论述了课题提出的背景，系统方案确定的依据以及系统具体硬件电路的设计方案和软件编程的基本思路，最后针对系统的测试结果进行了分析。

关键词：电子称重系统；单片机；称重传感器；A/D转换；时间和温度；人机交互

Title Design of weighing control System Based On MCU

ABSTRACT

Due to the important role of weighing apparatus in the trade, development of

weighing technology has been paid close attention to by people. This paper presents

a new type of multifunctional electronic weighing system .This design is based on the

most common C51 series microcontroller STC89C52 as a control core, it realized the

basic functions of electronic scales. This design can acquisition quality accurately,

display test data intuitively, set the price for diffident things and automatic alarm

when it is over range. At the same time, the system also extends the function of electronic calendar and the thermometer, making the system more intelligent and practical. This paper discusses the background of the subject,how the system scheme

is determined, design of the hardware circuit system and software programming. At the

end of the paper, the system test results were analyzed.

Key Words Electronic scale; single chip microcomputer; sensor; A/D conversion;

human-computer interaction; time and temperature

目录

摘要.......................................................................... I ABSTRACT..................................................................... II 第1章前言 (1)

1.1选择课题的背景和意义 (1)

1.2电子秤的现状及未来的发展趋势 (1)

1.3设计的主要任务 (2)

第2章系统方案设计 (3)

2.1系统总体构想及其工作原理 (3)

2.2系统方案的确定 (4)

2.3各个模块选型的分析 (5)

第3章系统硬件电路的设计 (16)

3.1MCU的最小系统电路设计 (16)

3.2称重传感器和A/D转换芯片HX711的电路设计 (16)

3.3数据输入模块的电路设计 (17)

3.4液晶显示模块的电路设计 (17)

3.5报警模块的电路设计 (18)

3.6时钟模块和温度模块的电路设计 (18)

第4章系统软件部分的设计 (19)

4.1编程语言和开发工具的选择 (19)

4.1.1 编程语言的选择 (19)

4.1.2软件开发环境的选择 (19)

4.2程序设计的总体思路 (19)

4.3各个模块程序设计说明 (21)

4.3.1 键盘扫描程序 (21)

4.3.2 A/D转换程序设计 (21)

4.3.3LCD显示程序设计 (22)

4.3.4 报警模块程序设计 (23)

4.3.5 时钟模块程序设计 (23)

4.3.6温度模块程序设计 (23)

4.4小结 (24)

第5章系统整体校调 (25)

5.1调试方法和步骤 (25)

5.2调试过程中出现的问题及其解决方法 (26)

5.3调试结果 (26)

第6章讨论与展望 (28)

6.1结论 (28)

6.2系统需改进的地方 (28)

致 (29)

参考文献 (30)

附录（部分源程序） (29)

第1章前言

1.1 选择课题的背景和意义

称重技术自古历来都受到人们的特别重视。早在我国父系氏族社会的末期就出现了所谓“度、量、衡”的说法，其中的“衡”也就是指测量物体轻重的工具，是以今天我们还把称重工具称作“衡器”。在贸易中对货物交换量的准确确定必须要用到称重器具，最初人们采用木制或制的容器作为交换货物粗略的计量，后来出现的秤可以相对精确地测定物品的质量。因此自从人类文明诞生之日起，称重技术就和人类的经济社会生活密切相关，同时随着社会的发展和技术的进步也在不断地革新。随着现代发贸易对称重器具要求的不断提高，传统机械式称重器具缺点也日渐显露，比如精度不高，工作效率低，不能自动计价等，尤其是容易被无良商家利用充当其作弊的工具。虽然这些秤几经改进，但是仍然不能同时确保准确性和可靠性，这种状况直到电子秤的出现才发生了改变。电子秤由于大大减少了纯机械部件的应用，有效地避免了机械材料个体性差异带来的测量误差，同时电子秤又大量地运用现代电子技术，可以实现丰富的功能，另外科学友好的用户操作界面又兼顾了设备的易用性。上述诸多优点是以往任何一种传统的机械式称重器具所不具备的，因此电子型的称重器具得到了很好的发展，迅速得到了普及，目前已经占据了衡器市场的大部分份额。

电子称重技术虽然已经得到了非常好的发展，但是目前的电子称重器具依然有很大的提升空间，另外人们对电子秤各项性能的要求也在不断地提高。由此可见，现今对于电子称重技术的研究还是很有必要的，现实也要求我们进一步提升电子称重工具的性能，以便于更好地服务于现代的经济贸易活动。据此可以判断本课题不仅有一定的理论研究价值，同时又关乎人们日常的生活，也具有很强的实用价值。

1.2 电子秤的现状及未来的发展趋势

电子秤从简单到复杂，由简陋到精密一直在发展。电子称重工具由开始的机械式发展到了机电结合式，最终实现了完全的电子化，同时也由单一功能发展到了多种功能。上世纪70年代中期电阻应变式称重传感器在技术上取得了重大的突破，中国的电子秤工业也随之迎来了空前的大发展。国民生产的各个部门出现了各种各样的电子秤，极促进了我国工商业的发展。轻纺工业，煤炭能源工业，冶金工业，仓储货运部门以及食品生产工业的生产过程

基于51单片机的称重系统设计

单片机作业 学院计算机与控制工程学院 专业自动化132 学号30

姓名王伟 基于51单片机的称重系统—k动态称重所谓动态称重是指通过分析和测量车胎运动中的力，来计算该运动车辆的总重量、轴重、轮重和部分重量数据的过程。动态称重系统按经过车辆行驶的速度划分，可分为低速，所以高速动态动态称重系统与高速动态称重系统。因为我国高速公路的限速最高是120之间时速通过称量装置的车辆进行动态称重。而低速动态120称重系统在理论上可对5到称重系统则一定要限制通过车辆的行驶速度，要想有较高的测量精度，理论要求车辆在以下时速匀速通过。在我国，车辆动态称重一般都使用低速动态称重来完成，在很5km/h多收费站和车辆检测站都有应用，国家也出台了相关的测量标准。 与传统意义上的静态称重相比，动态称重可以在车辆缓慢运动情况下直接进行称重，这样动态称重的高效率、测量时间短.能流畅交通等主要特点就凸显岀来了。动态称重的问世，不但使车辆的管理上有了很大的促进作用，而且还对我国的公路管理和维护起到了至关重要的作用。 二系统总体结构及其功能 51 图 本设计要求能判断岀车辆是否超载，如果车辆超载，本系统能够提供该车辆的超载信息并发出警报。本设讣采用STC89C52单片机作为系统的处理核心，利用桥式称重传感器采集到车辆重量并转换成电压信号，然后通过放大电路将电压信号进行放大处理后，传送. 到A/D转换器中转换为数字信号，再经过单片机处理、传输到接口电路，最后送到上位机，

该数据可以与上位机里用键盘事先输入设定的总重量作比较并判断出该车辆是否超载，如果超载，则可通过显示器、蜂鸣器作显示超载信息并报警, 当然，键盘的作用除了输入设定值还可以解除和开启警报。 三动态称重系统的组成 动态称重系统主要111车辆重量（含超载、偏载检测）检测子系统、货车长、宽、高三维尺寸超限检测子系统、自动触发摄像拍照子系统、车辆类型自动判别子系统、系统配置及系统维护子系统、行驶车辆速度测量子系统、数据统讣、报表处理子系统和单据输岀打印子系统这儿部分组成。该系统组成完善，部件考虑周全, 能很好的完成称重任务。 四动态称重系统的主要功能 （1）动态检测出通过车辆的轴数、轴重、轴距、轮数、车速等； （2）能自动检测出车辆的高.宽、长等外围尺寸是否超出最大标准，并能给出超出部位的具体位置和具体数据； （3）拍摄机器在车辆经过时能自行对要被检测的车辆进行拍照，该机器能对车牌号码、车辆种类进行识别，最终作为图像证据； （4）可以将不合格车辆的处理记录、超限情况进行打印，根据车辆超限的程度来计算罚款数额并打印收据或罚款单； （5）检测到的数据全部存入数据库中，并对被监测到的数据进行分析、统讣。 便于汇总上报、日常管理和进行查询。五单片机的选用 本设计采用的是INTEL公司研究开发生产的STC89C52单片机，其内部置有256 字节的内部数据存储器、8位中央处理单元、8K片内程序存储器、3个16位定时/计数器、32个双向I/O 口和一个片内时钟振荡电路，全双工串行通信口，5 个两级中断结构。89C52的引脚图如图所示。 图89C52引脚图 本设讣使用的是单片机的最小系统，其中电路包括下载口电路、复位电路和晶振电路。复位电路中，电阻在下接地，电容在上接高电平，中间为RST。复位电路工作原理是：通引脚上处于高电平，这时的单片RST电时，由于电流很大，从而相当于电容被短路，这样. 机为禁止工作状态。如果要使单片机正常工作，就要使RST端电压慢慢下降并到一定程度，也就是RST端为低电平，这就需要通过电源对电容进行充电。 复位电路复位的方式有手动复位、上电复位两种。所谓上电复位，就是通电瞬间，山于电流很大，从而相当于电容被短路，这样RST引脚上处于高电平，自动复位；相反，通过对改变电容电流，当电流很小的时候，我们就可以把电容当做开路状态，RST端就处于低电平，程序就能正常的运行。而手动复位要在上电复位的基础上，按下复位按键，使VCC直接与RST相连，电容处于放电状态，以高电平形成复位；松开复位按键，RST仍旧是高电平，这时充电电流作用于电阻上，VCC 给电容进行充电，还是复位状态，充电结束后，RST为低电平，能够正常工作。 A/D转换器 A/D转换器根据输出的信号格式有并行A/D和串行A/D两种。ADC0832是一种具有双通道A/D 转换芯片和8位分辨率。它的优点有体积小，兼容性强，性价比高，从而深受个人的欢迎和企业的认可，U前在世界上也已经有了较高的使用率。ADC0832具有能够进行双通道A/D转换，分辨率高达8位；当供电电源为5V时，输入电压能稳定的保持在0~5V之间:TTL/CMOS与输出

控制系统仿真课程设计报告.

控制系统仿真课程设计 （2011级） 题目控制系统仿真课程设计学院自动化 专业自动化 班级 学号 学生姓名 指导教师王永忠/刘伟峰 完成日期2014年6月

控制系统仿真课程设计一 ———交流异步电机动态仿真 一 设计目的 1．了解交流异步电机的原理，组成及各主要单元部件的原理。 2. 设计交流异步电机动态结构系统； 3．掌握交流异步电机调速系统的调试步骤，方法及参数的整定。 二 设计及Matlab 仿真过程 异步电机工作在额定电压和额定频率下，仿真异步电机在空载启动和加载过程中的转速和电流变化过程。仿真电动机参数如下： 1.85, 2.658,0.2941,0.2898,0.2838s r s r m R R L H L H L H =Ω=Ω===， 20.1284Nm s ,2,380,50Hz p N N J n U V f =?===，此外，中间需要计算的参数如下： 21m s r L L L σ=-，r r r L T R =，22 2 s r r m t r R L R L R L +=，10N m TL =?。αβ坐标系状态方程： 其中，状态变量： 输入变量： 电磁转矩： 2p m p s r s L r d ()d n L n i i T t JL J βααωψψβ=--r m r r s r r d 1d L i t T T ααβαψψωψ=--+r m r r s r r d 1d L i t T T ββαβψψωψ=-++22s s r r m m m s r r s s 2r r r r d d i R L R L L L L i u t L T L L ααβαα σψωψ+=+-+22 s s r r m m m s r r s s 2 r r r r d d i R L R L L L L i u t L T L L ββαββ σψωψ+=--+[ ] T r r s s X i i αβαβωψψ=[ ] T s s L U u u T αβ=()p m e s s s s r n L T i i L βααβ ψψ=-

火灾自动报警及消防联动控制系统设计说明

火灾自动报警及消防联动控制系统设计说明 1、系统构成： (1)火灾自动报警系统 (2)消防联动控制 (3)火灾应急广播系统 (4)消防直通对讲电话系统 (5)漏电火灾报警系统 (6)大空间智能型灭火装置集中控制系统（消防水炮控制系统） (7)智能消防应急疏散照明指示灯系统 2.系统概况： （1）本工程为一类防火建筑.火灾自动报警的保护等级按特级设置.设控制中心报警系统和消防联动控制系统。 （2）.系统组成:火灾自动报警系统；消防联动控制系统；火灾应急广播系统；消防直通电话对讲系统；漏电火灾报警系统；大空间智能型灭火装置集中控制系统（消防水炮控制系统）；智能消防应急疏散照明指示灯系统。 3.消防控制室: （1）本工程的消防控制室设置在一层西侧，负责本工程全部火灾报警及联动控制系统，设有直接通室外的出口. （2）消防控制室可联动所有与消防有关的设备。 （3）消防控制室的报警联动设备由火灾报警控制主机、联动控制台、CRT显示器、打印机、广播设备、消防直通对讲电话设备、电源设备等组成。 （4）消防控制室可接收感烟、感温、可燃气体等探测器的火灾报警信号及水流指示器、检修阀、压力报警阀、手动报警按钮、消火栓按钮以及消防水炮的动作信号。 （5）消防控制室可显示消防水池、消防水箱水位，显示消防水泵等的电源及运行情况。 4.火灾自动报警系统： （1）本工程采用消防控制室报警控制系统，火灾自动报警系统按四总线设计。 （2）探测器：柴油发电机房、厨房、车库等处设置感温探测器，直燃机房设防爆型可燃气体探测器，其他场所设置感烟探测器。 （3）探测器安装：探测器与灯具的水平净距应大于0.2m；至墙边、梁边或其他遮挡物

过程控制系统课程设计报告报告实验报告

成都理工大学工程技术学院《过程控制系统课程设计实验报告》 名称：单容水箱液位过程控制 班级：2011级自动化过程控制方向 姓名： 学号：

目录 前言 一．过程控制概述 (2) 二．THJ-2型高级过程控制实验装置 (3) 三．系统组成与工作原理 (5) （一）外部组成 (5) （二）输入模块ICP-7033和ICP-7024模块 (5) （三）其它模块和功能 (8) 四．调试过程 (9) （一）P调节 (9) （二）PI调节 (10) （三）PID调节 (11) 五．心得体会 (13)

前言 现代高等教育对高校大学生的实际动手能力、创新能力以及专业技能等方面提出了很高的要求，工程实训中心的建设应紧紧围绕这一思想进行。 首先工程实训首先应面向学生主体群，建设一个有较宽适应面的基础训练基地。通过对基础训练设施的 集中投入，面向全校相关专业，形成一定的规模优势，建立科学规范的训练和管理方法，使训练对象获得机械、 电子基本生产过程和生产工艺的认识，并具备一定的实践动手能力。 其次，工程实训的内容应一定程度地体现技术发展的时代特征。为了适应现代化工业技术综合性和多学科交叉的特点，工程实训的内容应充分体现机与电结合、技术与非技术因素结合，贯穿计算机技术应用，以适应科学技术高速发展的要求。应以一定的专项投入，建设多层次的综合训练基地，使不同的训练对象在获得对现代工业生产方式认识的同时，熟悉综合技术内容，初步建立起“大工程”的意识，受到工业工程和环境保护方面的训练，并具备一定的实用技能。 第三，以创新训练计划为主线，依靠必要的软硬件环境，建设创新教育基地。以产品的设计、制造、控制乃至管理为载体，把对学生的创新意识和创新能力的培养，贯穿于问题的观测和判断、创造和评价、建模和设计、仿真和建造的整个过程中。

会议系统技术设计方案

数字会议、同声传译系统 1 设计原则 1.1 设计目标 为配合国际比赛交流,需要提供一套技术先进、性能稳定、功能齐全、使用方便的数字会议、同声传译系统，以满足国际不同语言的新闻发布、会议需求。 1.2 设计原则 系统的先进性和成熟性 系统的简捷性和适用性 系统的可靠性和稳定性 系统的实用性和经济性 系统的安全性和保密性 系统的易用性和易维护性 1.3 设计思想 建设先进的基础设施，提供高质量数字同声传译系统，并根据实际需求，提供增值业务，结构灵活、实用、、逐步升级、滚动发展。 具体说，整体方案设计应遵循如下原则： （1）应设计功能完善、现代化的数字会议、同声传译系统，能满足各种国际比赛的新闻发布、日常会议使用需要，并提高场地与设备的利用率。 （2）数字会议、同声传译系统所使用的设备应能和国际接轨；设备接口及采用制式应是国际统一标准。 （3）采用标准化设备可使系统功能组合灵活、利于个性化定制；同时，升级容易，不易浪费原始投资； （4）设备选型是系统设计中非常重要的环节。 主要设备选用进口产品：应选用在国际、国内业界有口碑的、产品性价比高、可靠性高、售后服务好的产品； 型号选择：功能适合、中高档次、性价比高、可靠性高的产品。

2 技术标准、规范及指标 2.1 技术标准及规范 整个系统的建设要遵循有关国家标准和国际标准，满足但不限于以下技术标准及规范： 《智能建筑设计标准》（GB/T50314－2000） 《工业企业通信接地设计规范》（GBJ79－85） 《通用用电设备设计规范》（GB50055－93） 《电气装置安装工程电气设备交接试验标准》（GB50150－91） 《民用建筑电气设计规范》（JGJ/T16－92） 《电气装置安装工程接地装置施工验收规范》（GB50169－92） 《建筑电气安装工程质量检验评定标准》（GBJ303-88） 《厅堂扩声系统声学特性指标》（GYJ25－86） 《厅堂扩声特性测量方法》（GB-4959-85） 《厅堂扩声系统设备互联的优选电气配接法》（SJ2112-82） 《信息技术设备包括电气设备的安全》（GB4943-95） 《建筑设计防火规范》（GBJ16－87）2001修订 《剧场建筑设计规范》（JGJ 57-2000 / J67-2001） 《电影院建筑设计规范》（JGJ 58-88） 《客观评价厅堂语言可懂度及?RASTI?法》（GB/T 14476 -93） 《厅堂混响时间测量方法》（GBJ 76-84） 《演出场所扩声系统的声学特性指标》（WH/T 18-2003） 《声学语言清晰度测试方法》（GB/T 15508 -1995） 《声学设计及测量规范》（JGI/T 7-97） 《火灾自动报警系统设计规范》（GB 50116 -98） 3 系统说明 3.1总体目标 系统应满足各种国际比赛的新闻发布、日常会议使用需要，具有良好的人

基于单片机称重仪的设计

湖南理工学院 数字信号处理课程设计 设计题目：称重仪的设计 院部：机械学院 专业：机械电子工程 班级：机电二班 学生姓名: 贾 学号: 1 1

摘要 本设计是基于单片机的称重仪，它的硬件电路设计包括单片机最小系统、A/D转换器、称重传感器、语音电路、LED显示电路、±5V稳压电源电路等几部分设计内容。其中压力传感器输出响应的模拟电压信号，经过模/数转换（A/D变换）后就得到数字量D。但是，数字量D并不是重物的实际重量值W，W 需要由数字量D 在控制器内部经过一系列的运算——即数据处理才能得到。整个设计系统由Atmel公司生产51系列89S51单片机进行控制；软件实现功能开机检测，主要是开机后自动逐个扫描LED数码管，以防止某段数码管损坏造成视觉误差；出于人性化考虑我们还可以增加语音电路，实现自动语音播报重量。 2

目录 一、课题设计要求 二、总体设计方案 三、硬件电路模块分析 四、硬件电路设计 五、软件设计 六、总结 3

一、题设计要求 1、设计出硬件电路。 2、设计出软件程序 2、采用A/D的转换器 3、LED显示要显示的内容。 二、总体方案设计 2.1 称重仪的基本工作原理 电子秤的工作原理以电子元件:称重传感器，放大电路,AD转换电路，单片机电路，显示电路，通讯接口电路，稳压电源电路等电路组成。当物体放在秤盘上时，压力施给传感器，该传感器发生形变，从而使阻抗发生变化，同时使用激励电压发生变化，输出一个变化的模拟信号。该信号经放大电路放大输出到模数转换器。转换成便于处理的数字信号输出到CPU运算控制。CPU根据程序将这种结果输出到显示器，直至显示这种结果。 2.2称重仪的系统总体框图 按照本设计功能的要求，系统由5个部分组成：控制器部分、信号采集部分、报警部分、数据显示部分、和电路电源部分，系统设计总体方案框图如图2.1所示。 4

控制系统仿真与设计实验报告

控制系统仿真与设计实验报告 姓名： 班级： 学号： 指导老师：刘峰 7.2.2控制系统的阶跃响应 一、实验目的 1.观察学习控制系统的单位阶跃响应； 2.记录单位阶跃响应曲线； 3.掌握时间相应的一般方法； 二、实验内容 1.二阶系统G(s)=10/(s2+2s+10)

键入程序，观察并记录阶跃响应曲线；录系统的闭环根、阻尼比、无阻尼振荡频率；记录实际测去的峰值大小、峰值时间、过渡时间，并与理论值比较。 （1）实验程序如下： num=[10]; den=[1 2 10]; step(num,den); 响应曲线如下图所示： （2）再键入： damp(den); step(num,den); [y x t]=step(num,den); [y,t’] 可得实验结果如下：

记录实际测取的峰值大小、峰值时间、过渡时间，并与理论计算值值比较 实际值理论值 峰值 1.3473 1.2975

峰值时间 1.0928 1.0649 过渡时间+%5 2.4836 2.6352 +%2 3.4771 3.5136 2. 二阶系统G(s)=10/(s2+2s+10) 试验程序如下： num0=[10]; den0=[1 2 10]; step(num0,den0); hold on; num1=[10]; den1=[1 6.32 10]; step(num1,den1); hold on; num2=[10]; den2=[1 12.64 10]; step(num2,den2); 响应曲线：

（2）修改参数，分别实现w n1= (1/2)w n0和w n1= 2w n0响应曲线试验程序: num0=[10]; den0=[1 2 10]; step(num0,den0); hold on; num1=[2.5]; den1=[1 1 2.5]; step(num1,den1); hold on; num2=[40]; den2=[1 4 40]; step(num2,den2); 响应曲线如下图所示：

自动控制系统课程设计报告说明书

H a r b i n I n s t i t u t e o f T e c h n o l o g y 课程设计说明书（论文） 课程名称：自动控制理论课程设计 设计题目：直线一级倒立摆控制器设计 院系：电气学院电气工程系 班级： 设计者： 学号： 指导教师： 设计时间：2016.6.6-2016.6.19 手机： 工业大学教务处

*注：此任务书由课程设计指导教师填写。

直线一级倒立摆控制器设计 摘要：采用牛顿—欧拉方法建立了直线一级倒立摆系统的数学模型。采用MATLAB 分析了系统开环时倒立摆的不稳定性，运用根轨迹法设计了控制器，增加了系统的零极点以保证系统稳定。采用固高科技所提供的控制器程序在MATLAB中进行仿真分析，将电脑与倒立摆连接进行实时控制。在MATLAB中分析了系统的动态响应与稳态指标，检验了自动控制理论的正确性和实用性。 0.引言 摆是进行控制理论研究的典型实验平台，可以分为倒立摆和顺摆。许多抽象的控制理论概念如系统稳定性、可控性和系统抗干扰能力等，都可以通过倒立摆系统实验直观的表现出来，通过倒立摆系统实验来验证我们所学的控制理论和算法，非常的直观、简便，在轻松的实验中对所学课程加深了理解。由于倒立摆系统本身所具有的高阶次、不稳定、多变量、非线性和强耦合特性，许多现代控制理论的研究人员一直将它视为典型的研究对象，不断从中发掘出新的控制策略和控制方法。 本次课程设计中以一阶倒立摆为被控对象，了解了用古典控制理论设计控制器(如PID控制器)的设计方法和用现代控制理论设计控制器(极点配置)的设计方法，掌握MATLAB仿真软件的使用方法及控制系统的调试方法。 1.系统建模 一级倒立摆系统结构示意图和系统框图如下。其基本的工作过程是光电码盘1采集伺服小车的速度、位移信号并反馈给伺服和运动控制卡，光电码盘2采集摆杆的角度、角速度信号并反馈给运动控制卡，计算机从运动控制卡中读取实时数据，确定控制决策(小车运动方向、移动速度、加速度等)，并由运动控制卡来实现该控制决策，产生相应的控制量，使电机转动，通过皮带带动小车运动从而保持摆杆平衡。 图1 一级倒立摆结构示意图

会议系统设计方案(doc 45页)

会议系统设计方案(doc 45页)

浙江省烟草公司办公楼 会议系统设计方案 一．项目概述 随着中国加入WTO和信息时代的到来，人类社会的信息交流越来越多，浙江省烟草公司与社会各界及世界范围的工商企业界的经济、商务交流活动也将越来越频繁，需求也更加趋于多样化。作为企业中心的办公科技楼，配备符合信息化时代所要求的现代化多媒体会议系统，提供先进的多媒体网络化信息，对于提高企业现代化管理水平，是很有必要的。 浙江省烟草公司的会议系统主要用于各种形式的会议、学术及技术交流、培训等活动，为满足使用功能需求，拟配备以下几个子系统： 1．视频系统 会议视频系统主要由摄像、图文摄像、录像、图像重放、大屏幕图像显示等设备组成。 2．扩声系统 扩声系统由传声器、调音台（或AV控制主机）、音频处理、功率放大器、扬声器等设备组成。 3．智能控制系统 智能控制系统主要用于对会议室内各种电子、电器设备及环境变量（如窗帘、灯光等）的控制。 4．灯光系统 会议室的灯光设备采用三基色冷光源以满足电视摄像和照相的要求。 5. 网络会议控制系统 6．大厅LED显示屏 二．设计依据：

各个会议室的系统设计不但要满足其使用功能的要求，会议系统的各项指标要求也要达到国家的有关标准。 设计依据的有关国家标准有: 《厅堂扩声系统特性指标》 GYJ25-86 《厅堂扩声特性测量方法》 GB/T4959-1995 《客观评价厅堂语言可懂度的“RASTI”法》 GB/T 14476-93 《厅堂混响时间测量规范》 GBJ 76-84 《民用建筑电器设计规范》 JGJ/T16-92 《电网电源供电的家用和类似一般用途的电子及有关设备的安全要求》 GB8898-88 《高保真传声器最低性能要求》 GB/9420-88 《高保真声频放大器最低性能要求》 GB/T12400-93 《声系统设备互连用连接器的应用》 GB/T14947-94 《民用闭路电视系统工程设计规范》 GB/50198-94 《会议电视系统工程设计规范》 YD5032-97 《LED显示屏通用规范》 SJ/T 11141-1997 《中国电气装置安装工程施工及验收规范》 GBJ232-82 用户需求及工作环境； 产品规格、技术指标。 三．系统设计方案： （一）视频系统 作为多种用途的会议视频系统，要充分满足其使用功能的要求。在充分考虑到视频显示系统今后的使用方式及使用功能的基础上，重点考虑显示亮度、分辨率、兼容性、清晰度、矩阵切换多种显示等方面，充分保证系统的可靠性,并具有强大的系统兼容性和可扩展性。 预期效果和可实现的功能:

基于51单片机的电子秤的设计

学号： G RADUATE T HESIS 论文题目：基于51 单片机的电子秤的设计 学生姓名： 专业班级： 学院： 指导教师： 2017 年06 月12 日

第一章功能说明 本设计系统以单片机AT89S52为控制核心，实现电子秤的基本控制功能。在设计系统时，为了更好地采用模块化设计法，分步设计了各个单元功能模块。 系统的硬件部分包括最小系统部分、数据采集部分、人机交互界面和系统电源四大部分。最小系统部分主要包括AT89S52和扩展的外部数据存储器；数据采集部分由称重传感器，信号的前期处理和A/D 转换部分组成，包括运算放大器AD620和A/D 转换器ICL7135；人机界面部分为键盘输入，四位LED数码显示器，可以直观的显示重量的具体数字以及方便的输入数据，使用方便；系统电源以LM317和LM337为核心设计电路以提供系统正常工作电源。 系统的软件部分应用单片机C 语言进行编程，实现了该设计的全部控制功能。该电子秤可以实现基本的称重功能（称重范围为0～9.999Kg ，重量误差不 大于± 0.005Kg）, 并发挥部分的显示购物清单的功能，可以设置日期和设定十种商品的单价，还具有超量程和欠量程的报警功能。 本系统设计结构简单，使用方便，功能齐全，精度高，具有一定的开发价值。 称重传感器原理 即由非电量（质量或重量）转换成电量的转换元件，它是把支承力变换成电的或其它形式的适合于计量求值的信号所用的一种辅助手段。 按照称重传感器的结构型式不同，可以分直接位移传感器（电容式、电感式、电位计式、振弦式、空腔谐振器式等）和应变传感器（电阻应变式、声表面谐振式）或是利用磁弹性、压电和压阻等物理效应的传感器。对称重传感器的基本要求是：输出电量与输入重量保持单值对应，并有良好的线性关系；有较高的灵敏度；对被称物体的状态的影响要小；能在较差的工作条件下工作；有较好的频响特性；稳定可靠。 传感器下的定义是：“能感受规定的被测量并按照一定的规律转换成可用信号的器件或装置，通常由敏感元件和转换元件组成” 。其中敏感元件指传感器中能直接感受被测量的部分，转换元件指传感器中能将敏感元件输出量转换为适于传输和测量的电信号部分。此外传感器是一种检测装置，能感受到被测量的信息，并能将检测感受到的信息，按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出，以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。它是实现自动检测和自动控制的首要环节。 称重传感器在电子秤中占有十分重要的位置，被喻为电子秤的心脏部件，它的性能好坏很大程度上决定了电子秤的精确度和稳定性。通常称重传感器产生的误差约占电子秤整机误差的50%~70%。若在环境恶劣的条件下（如高低温、湿热），传感器所占的误差比例就更大，因此，在人们设计电子秤时，正确地选用称重传感器非常重要。 称重传感器的种类很多，根据工作原理来分常用的有以下几种：电阻应变式、电容式、压磁式、压电式、谐振式等。（本设计采用的是电阻应变式） 电阻应变式称重传感器包括两个主要部分，一个是弹性敏感元件：利用它将

DDC单回路PID闭环控制系统的设计及实时仿真课程设计报告

课程设计(综合实验)报告 ( 2011-- 2012 年度第二学期) 名称：过程计算机控制系统 题目：DDC单回路PID闭环控制系统的设计及实时仿真院系：控制与计算机工程学院 班级： 学号： 学生： 指导教师：朱耀春 设计周数：一周 成绩：

日期：2012 年 6 月20 日

一、 课程设计的目的与要求 1.设计目的 在计算机控制系统课程学习的基础上，加强学生的实际动手能力，通过对DDC 直接数字闭环控制的仿真加深对课程容的理解。 2.设计要求 本次课程设计通过多人合作完成DDC 直接数字闭环控制的仿真设计，学会A/D 、D/A 转换模块的使用。通过手动编写PID 运算式掌握数字PID 控制器的设计与整定的方法，并做出模拟计算机对象飞升特性曲线，熟练掌握DDC 单回路控制程序编制及调试方法。 二、 设计正文 1.设计思想 本课程设计利用Turboc2.1开发环境，通过手动编写C 语言程序完成PID 控制器的设计，A/D 、D/A 转换，绘出PID 阶跃响应曲线与被控对象动态特性曲线。整个设计程序模块包含了PID 配置模块，PLCD-780定时采样、定时输出模块，PID 手/自动切换模块（按键控制）及绘图显示模块。 设计中，通过设定合理的PID 参数，控制PLCD-780完成模拟计算机所搭接二阶惯性环节数据的采集，并通过绘图程序获得对象阶跃响应曲线。 2. 设计步骤 （1）前期准备工作 (1.1)配备微型计算机一台，系统软件Windows 98或DOS (不使用无直接I/O 能力的NT 或XP 系统), 装Turbo C 2.0/3.0集成开发环境软件； (1.2)配备模拟计算机一台(XMN-1型), 通用数据采集控制板一块（PLCD-780型）； (1.3)复习Turboc2.0并参照说明书学习PLCD-780的使用 （2） PID 的设计 (2.1)PID 的离散化 理想微分PID 算法的传递函数形式为：??? ? ??++=s T s T K s G d i p 11)( 采用向后差分法对上式进行离散，得出其差分方程形式为： u[k]=u[k-1]+q0*e[2]+q1*e[1]+q2*e[0]; 其中各项系数为： q0=kp*(1+T/Ti+Td/T); q1=-kp*(1+2*Td/T);

C650普通车床电气控制系统设计说明-书

目录 第1章引言·1 1.1 可编程控制器的简单介绍··1 1.2 西门子S7-200 的简单介绍··4 1.3 C650卧式车床简述··5 第2章继电接触器控制系统设计·7 2.1 C650卧式车床的控制要求··7 2.2 电气控制线路分析··7 2.3 C650卧式车床电气控制线路的特点··9 第3章C65O普通车床的PLC 设计过程·10 3.1 控制要求··10 3.2 方案说明··10 3.3 确定I/O信号数量，选择PLC的类型··10 3.4 C650普通车床PLC控制系统I/O地址分配表··11 3.5 控制电路设计··11 3.6 PLC控制程序设计··13 3.7 C650普通车床控制系统PLC控制程序语句表··15 3.8 系统调试··18 结论·19

设计总结·20谢辞·21 参考文献·22

第1章引言 本设计主要针对C650普通车床进行电气控制系统硬件电路设计，包括主电路、控制电路及PLC硬件配置电路。 1.1 可编程控制器的简单介绍 1.1.1 PLC的工作原理 PLC 英文全称Programmable Logic Controller ,中文全称为可编程逻辑控制器，定义是:一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境应用而设计的。它采用一类可编程的存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算,顺序控制，定时，计数与算术操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入/输出控制各种机械或生产过程。 PLC采用循环扫描的工作方式，即顺序扫描，不断循环这种工作方式是在系统软件控制下进行的。当PLC运行时，CPU根据用户按控制要求编写好并存于用户存储器中的程序，按序号作周期性的程序循环扫描，程序从第一条指令开始，逐条顺序执行用户的程序直到程序结束。然后重新返回第一条指令，再开始下一次扫描；如此周而复始。实际上，PLC扫描工作除了执行用户程序外，还要完成其他工作，整个工作过程分为自 诊 断、通讯服务、输入处理、输出处理、程序执行五个阶段。 1.1.2 可编程序控制器的组成 可编程序控制器硬件由中央处理器、电源、输出组件、输入组件、输入输出、编程器六部分构成: 中央处理器（Central Processor Unit 简称CPU）：它是可编程序控制器的心脏部分。CPU 由微处理器（Microproce-ssor）存储实际控制逻辑的程序存储器和存储数据、变量的数据储器构成。 电源（Power Supply）：给中央处理器提供必需的工作电源。 输入组件（Inputs）：输入组件的功能是将操作开关和现场信号送给中央处理器。现场信号可能是开关量、模拟量或针对某一特定目的使用的特殊变量。 输出组件（Outputs）：输出组件接收CPU 的控制信号，并把它转换成电压或电流等现场执行机构所能接收的信号后，传送控制命令给现场设备的执行器。 输入输出（简称I/O）是可编程序控制器的“手”和“脚”或者叫作系统的“眼睛”

风力摆控制系统设计报告

大学生电子设计竞赛 风力摆控制系统 学院: 计算机学院 项目：风力摆控制系统 负责人：王贤朝 指导老师：张保定 时间： 2017年5月20日

摘要 本系统采用K60开发板作为控制中心，与万向节、摆杆、直流风机（无刷 电机+扇叶）、激光头、反馈装置一起构成摆杆运动状态与风机速度分配的双闭 环调速系统。单片机输出可变的PWM波给电机调速器，控制4个方向上风机的风速，从而产生大小不同的力。利用加速度计模块MPU6050，准确测出摆杆移动的位置与中心点位置之间的关系，采样后反馈给单片机，使风机及时矫正，防止脱离运动轨迹。使用指南针模块判别方向，控制系统向指定方向偏移。控制方式采用PID算法，比例环节进行快速响应，积分环节实现无静差，微分环节减小超调，加快动态响应。从而使该系统具有良好的性能，能很好地实现自由摆运动、快速制动静止、画圆、指定方向偏移，具有很好地稳定性。 关键词：K60、空心杯电机、MPU6050、PID、无线蓝牙 目录 一、系统方案.............................................. 1.1 系统基本方案...................................... 1.1.1 控制方案设计................................ 1.1.2 机械结构方案设计............................ 1.2 各部分方案选择与论证 (1) 1.2.1电机选择 (1) 1.2.2 电机驱动的选择.............................. 1.2.3 摆杆与横杆的连接选择........................

会议系统设计方案设计

视频会议室系统技术方案 2020年7月

目录 第一章项目综述 (4) 1.1项目背景 (4) 1.2设计依据 (4) 1.3功能需求 (5) 1.4设计原则 (6) 1.4.1、稳定性、可靠性原则 (6) 1.4.2、先进性、易操作性原则 (7) 1.4.3、可扩展性、易维护性原则 (7) 第二章功能设计说明 (9) 2.1设计概述 (9) 2.2系统功能分析 (9) 2.2.1领导会议室 (9) 2.2.2大会议室 (10) 第三章系统设计分析 (11) 3.1领导会议室 (11) 3.1.1系统概述 (11) 3.1.2系统功能要求 (11) 3.1.3设备的选型原则 (12) 3.1.4扬声器布置方式 (12) 3.2分会场大会议室 (13) 3.2.1系统概述 (13) 3.2.2系统功能要求 (13) 3.3.3系统选型原则 (14) 3.2.4扬声器布置方式 (14) 第四章灯光设计规及建议 (15)

4.1会议室照度 (15) 4.2会议室布局 (15) 4.3色温的概念 (15) 第五章主要产品技术参数 (17) 5.1音频设备 (17) 5.2视频设备 (23) 5.3集中控制设备 (26) 5.4ISC一体化中心 (29)

第一章项目综述 1.1项目背景 随着计算机和网络技术不断成熟，音频技术，视频技术和信息技术的迅速崛起，三者在视频会议系统中呈现相互融合,共同发展的趋势，随着社会信息加速推进，信息化交流也是越来越频繁，因此多媒体视频会议系统使用率也在不断的提高，为各企业单位带来了交流沟通环境和便捷的操作环境,为此视频多媒体会议系统建设是信息化建设必不可少的信息基础设施。 随着社会的发展，社会科技的进步，信息化，网络化，数字化,模块化,大规模集成化系统已经进入到了各个领域，未来智能化，人性化，现代化的智能建筑和智能设施，也会陆续进入各个不同的领域，贵公司信息化会议系统也不例外。 我们此次的设计是根据贵公司所提出来的应用需求，再结合我们以往同类项目的工作经验，依据现有的国家标准、规，并参照国际上通用规进行的。 1.2设计依据 《智能建筑设计标准》（GB/T50314－2000） 《智能建筑工程质量验收规》（GB50339－2003） 《民用闭路电视监视系统工程技术规》（GB50198－84） 《彩色电视图像质量主观评价方法》（GB7401-87） 《通用用电设备设计规》（GB50055－93） 《电气装置安装工程电气设备交接试验标准》（GB50150－91） 《民用建筑电气设计规》（JGJ/T16－92） 《厅堂扩声系统声学特性指标》（GYJ25－86） 《厅堂扩声系统设计规》（GB50371-2006） 《厅堂扩声系统设备互联的优选电气配接法》（SJ2112-82） 《信息技术设备包括电气设备的安全》（GB4943-95） 《软件工程国家标准》（GTB856）

基于单片机的称重控制系统设计

届毕业生 毕业设计说明书题目: 基于单片机的称重控制系统设计 院系名称： 专业班级： 学生姓名：学号： 指导教师：教师职称：

摘要 由于称重器具在商业贸易中的重要作用，称重技术的发展一直都受到人们的关注。本文设计实现了一种新型的多功能电子称重系统，该系统采用了最为常见的C51系列单片机STC89C52作为主控芯片，系统可以准确称量待测物的质量，使用者设置好单价后，系统还能自动地计算总价并可以把测量结果直观地显示在液晶屏幕上，同时本系统还具有超量程自动报警功能。另外本系统还扩展了电子万年历和电子温度计的功能，使得系统更加实用。本文论述了课题提出的背景，系统方案确定的依据以及系统具体硬件电路的设计方案和软件编程的基本思路，最后针对系统的测试结果进行了分析。 关键词：电子称重系统；单片机；称重传感器；A/D转换；时间和温度；人机交互

Title Design of weighing control System Based On MCU ABSTRACT Due to the important role of weighing apparatus in the trade, development of weighing technology has been paid close attention to by people. This paper presents a new type of multifunctional electronic weighing system .This design is based on the most common C51 series microcontroller STC89C52 as a control core, it realized the basic functions of electronic scales. This design can acquisition quality accurately, display test data intuitively, set the price for diffident things and automatic alarm when it is over range. At the same time, the system also extends the function of electronic calendar and the thermometer, making the system more intelligent and practical. This paper discusses the background of the subject,how the system scheme is determined, design of the hardware circuit system and software programming. At the end of the paper, the system test results were analyzed. Key Words Electronic scale; single chip microcomputer; sensor; A/D conversion; human-computer interaction; time and temperature

《MATLAB与控制系统。。仿真》实验报告剖析

《MATLAB与控制系统仿真》 实验报告 班级： 学号： 姓名： 时间：2013 年 6 月

目录实验一 MATLAB环境的熟悉与基本运算（一）实验二 MATLAB环境的熟悉与基本运算（二）实验三 MATLAB语言的程序设计 实验四 MATLAB的图形绘制 实验五基于SIMULINK的系统仿真 实验六控制系统的频域与时域分析 实验七控制系统PID校正器设计法 实验八线性方程组求解及函数求极值

实验一 MATLAB环境的熟悉与基本运算（一） 一、实验目的 1．熟悉MATLAB开发环境 2．掌握矩阵、变量、表达式的各种基本运算 二、实验基本原理 1.熟悉MATLAB环境: MATLAB桌面和命令窗口、命令历史窗口、帮助信息浏览器、工作空间浏览器、文件和搜索路径浏览器。 2.掌握MA TLAB常用命令 表1 MA TLAB常用命令 3.MATLAB变量与运算符 3．1变量命名规则 3．2 MATLAB的各种常用运算符 表3 MATLAB关系运算符 表4 MATLAB逻辑运算符

| Or 逻辑或 ~ Not 逻辑非 Xor 逻辑异或 符号功能说明示例符号功能说明示例 ：1:1:4;1:2:11 . ；分隔行.. ，分隔列… （）% 注释 [] 构成向量、矩阵！调用操作系统命令 {} 构成单元数组= 用于赋值 4.MATLAB的一维、二维数组的寻访 表6 子数组访问与赋值常用的相关指令格式 三、主要仪器设备及耗材 计算机 四．实验程序及结果 1、新建一个文件夹（自己的名字命名，在机器的最后一个盘符） 2、启动MATLAB，将该文件夹添加到MATLAB路径管理器中。 3、学习使用help命令。

PLC控制系统的设计说明书

课程设计（论文） 题目：抢答器PLC控制系统设计 学院：机电工程学院 专业班级：09级机械工程及自动化03班 指导教师：肖渊职称：副教授 学生姓名：王帅 学号： 40902010317

目录 第1章概述 (1) 1.1 PLC的发展 (1) 1.2 PLC的应用 (2) 第2章抢答器系统的总体设计 (3) 2.1 抢答器电气控制系统设计要求 (3) 2.2 抢答器系统组成 (3) 2.3抢答器的流程图 (4) 第3章硬件系统设计 (5) 3.1 硬件接线图 (5) 3.2 Ｉ/Ｏ端子分配表 (6) 3.3 七段显示管的设计 (6) 第4章软件系统的设计 (8) 4.1 程序指令 (8) 4.2 工作过程分析 (11) 第5章总结 (13) 参考文献 (14) 附录一 (14)

第1章概述 可编程控制器（PLC）是一种新型的通用自动化控制装置，它将传统的继电器控制技术、计算机技术和通讯技术融为一体，具有控制功能强，可靠性高，使用灵活方便，易于扩展等优点而应用越来越广泛。可编程控制器(Programmable Logic Controller)即PLC。现已广泛应用于工业控制的各个领域。他以微处理为核心，用编写的程序不仅可以进行逻辑控制，还可以定时，计数和算术运算等，并通过数字量和模拟量的输入/输出来控制机械设备或生产过程。美国电气制造商协会经过4年调查，与1980年将其正式命名为可编程控制器（Programmable Controller），简写为PC。后来由于PC这个名称常常被用来称呼个人电脑（Personal Computer），为了区别，现在也把可编程控制器称为PLC。 1.1 PLC的发展 20世纪70年代初出现了微处理器。人们很快将其引入可编程逻辑控制器，使可编程逻辑控制器增加了运算、数据传送及处理等功能，完成了真正具有计算机特征的工业控制装置。此时的可编程逻辑控制器为微机技术和继电器常规控制概念相结合的产物。个人计算机发展起来后，为了方便和反映可编程控制器的功能特点，可编程逻辑控制器定名为Programmable Logic Controller（PLC）。 20世纪70年代中末期，可编程逻辑控制器进入实用化发展阶段，计算机技术已全面引入可编程控制器中，使其功能发生了飞跃。更高的运算速度、超小型体积、更可靠的工业抗干扰设计、模拟量运算、PID功能及极高的性价比奠定了它在现代工业中的地位。 20世纪80年代初，可编程逻辑控制器在先进工业国家中已获得广泛应用。世界上生产可编程控制器的国家日益增多，产量日益上升。这标志着可编程控制器已步入成熟阶段。 20世纪80年代至90年代中期，是可编程逻辑控制器发展最快的时期，年增长率一直保持为30~40%。在这时期，PLC在处理模拟量能力、数字运算能力、人机接口能力和网络能力得到大幅度提高，可编程逻辑控制器逐渐进入过程控制领域，在某些应用上取代了在过程控制领域处于统治地位的DCS系统。 20世纪末期，可编程逻辑控制器的发展特点是更加适应于现代工业的需要。这个时期诞生了各种各样的特殊功能单元、生产了各种人机界面单元、通信单元，使应用可编程逻辑控制器的工业控制设备的配套更加容易。