介质传感器生产线饮料数量统计系统.doc

传感器

课

程

设

计

院（系 ） ：信息工程学院电子系
班 级：XXXXXXX
指导老师：XXXXX
制作成员：XXXXXXXX
XXXXXXXX XXXXXXXX

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电容式变介质传感器生产线饮料数量统计系统

摘要：

该电容式数量统计系统是一个以 PIC16F872 单片机为核心的数据采集

处理系统.本设计包括硬件和软件两部分。 硬件设计包括总体结构设计和接口

电路设计。系统由 PIC16F872 单片机、程序存储器 EPROM27128、数据

存储器 E2PROM28C64、模数转换器 AD574、HD7279A 8 段数码管显示

驱动电路、运算放大器 OP－07 和报读电路组成。文中对这些主要元件和数

据采集、显示和存储等子程序进行设计。

关键词：变介质电容传感，PIC16F872，硬件设计

总体结构

该 电 容 式 数 量 统 计 系 统 主 要 由 PIC16F872 单 片 机 、 EPROM27128 、

E2PROM28C64、模数转换器 AD574、运算放大器 OP－07、HD7279A 8 段

数码管显示驱动电路,报读电路等元件构成，其结构图如图甲所示。

该系统主要用于对物品数量的数据采集和处理，同时具有显示、存储,

报读等多种功能。该系统对应变数据采集处理过程如下：

开通电源使整个系统上电，按下数据采集功能键，系统核心单片机启动

相应的程序开始进行数据采集。作为传感器的应变片产生微弱的模拟量，经

过由 OP－07 组成的放大器，模拟量被放大后进入 AD574，模拟量被转变成

数字量后从 AD574 传送至 PIC16F872 进行处理，PIC16F872 采集完数据后

启动存储和显示程序，将数据传送至处片外数据存储器存储，并在显示器上

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显示出来,且通过报读系统报读。

电容变介质式接近传感器是一个以电极为检测端的静电电容式接近开

关，它由高频振荡电路、检波电路、放大电路、整形电路及输出电路组成，

如图甲所示。

图甲
没有物体通过时，检测电极 存在一定的电容量，它成为振荡电路的一

个组成部分。

调频测量电路把电容式传感器作为振荡器谐振回路的一部分, 当输入量

导致电容量发生变化时，振荡器的振荡频率就发生变化。虽然可将频率作为

测量系统的输出量，用以判断被测非电量的大小，但此时系统是非线性的，

不易校正，因此必须加入鉴频器，将频率的变化转换为电压振幅的变化，经

过放大就可以用仪器指示或记录仪记录下来。

当被检测物体通过检测电极时，由于电容的介质在没有物体通过时为

空气的介电常数e为 1，而被测物体的介电常数远大于空气，所以 Cmax 就会

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