基于單片機(jī)的高精度電子秤設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)

I 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 題 目 ： 基于單片機(jī)的高精度電子秤設(shè)計(jì) 目 錄 緒論 . 3 1.1 稱重技術(shù)和稱重儀器的歷史發(fā)展 . 3 1.2 電子秤的組成 . 4 1.2.1 電子秤的基本結(jié)構(gòu) . 4 1.2.2 電子秤的工作原理 . 4 1.2.3 電子秤的計(jì)量性能 . 5 1.3 本論文研究主要內(nèi)容 . 5 1.3.1 基本內(nèi)容 . 5 1.3.2 具體要求 . 5 2 高精度電子秤系統(tǒng)方案設(shè)計(jì) . 6 2.1 系統(tǒng)方案設(shè)計(jì) . 6 2.2 控制器選型 . 7 2.2.1 AT89S52 管腳 說(shuō)明 . 7 2.3 數(shù)據(jù)采集模塊選型 . 10 2.3.1 壓力傳感器原理 . 10 2.3.2 壓力傳感器選型 . 11 2.4 調(diào)理電路選型 . 13 2.5 顯示器選型 . 14 3 硬件設(shè)計(jì) . 15 II 3.1 電源電路設(shè)計(jì) . 15 3.2 單片機(jī)控制電路設(shè)計(jì) . 15 3.3 顯示部分電路設(shè)計(jì) . 17 3.4 系統(tǒng)超重報(bào)警指示電路設(shè)計(jì) . 17 3.5 系統(tǒng)按鍵輸入電路設(shè)計(jì) . 18 3.6 系統(tǒng)總電路原理圖 . 19 4 軟件設(shè)計(jì) . 21 4.1 主程序流程圖 . 21 4.2 系統(tǒng)顯示部分流程圖 . 21 4.3 系統(tǒng)按鍵調(diào)整部分流程圖 . 22 4.4 系統(tǒng)程 序 . 錯(cuò)誤 !未定義書(shū)簽。 結(jié)論 . 23 謝辭 . 24 參考文獻(xiàn) . 25 上海海洋大學(xué) 2013 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 基于單片機(jī)的高精度電子秤設(shè)計(jì) 第 1 頁(yè) 共 32 頁(yè) 基于單片 機(jī)的高精度電子秤設(shè)計(jì) 摘要： 稱重技術(shù)自古以來(lái)就和人們的生活息息相關(guān)，其被廣泛應(yīng)用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、交通、科研、內(nèi)外貿(mào)易等各個(gè)領(lǐng)域，因此也成為了人們生活中不可缺少的一部分。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展與人類生產(chǎn)力的不斷提高，人們對(duì)計(jì)量準(zhǔn)確度的要求也越來(lái)越高。因此，擔(dān)任絕大多數(shù)稱重任務(wù)的電子秤，現(xiàn)在也受到越來(lái)越多的重視。稱重技術(shù)的技術(shù)水平直接影響著現(xiàn)代化和專業(yè)水平，以及社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益的提高。近年來(lái)，電子稱重技術(shù)取得了突飛猛進(jìn)的發(fā)展，電子稱重技術(shù)也發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用，其應(yīng)用領(lǐng)域也在不斷地?cái)U(kuò)大。特別是由于商業(yè)用電子稱具有精度高 ，反應(yīng)靈敏，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單等特點(diǎn)，已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于工業(yè)和商業(yè)貿(mào)易，輕工食品，醫(yī)藥和衛(wèi)生等各個(gè)方面?，F(xiàn)如今，電子稱正在逐步取代目前較常使用的機(jī)械秤。這就促使電子秤的研究需要進(jìn)一步的深入。 本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)主要從硬件電路設(shè)計(jì)，軟件編程調(diào)試，實(shí)物焊接調(diào)試三部分進(jìn)行詳細(xì)闡述。硬件電路主要是基于單片機(jī) AT89S52 為核心的控制單元實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的處理，采用壓力傳感器對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，電子秤專用 24 位 AD 轉(zhuǎn)換芯片 HX711 對(duì)傳感器采集到的模擬量進(jìn)行 AD 轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)送到單片機(jī)進(jìn)行處理顯示，數(shù)據(jù)顯示由 LCD1602液晶實(shí)現(xiàn)。 關(guān)鍵詞： 電子稱；單片機(jī)；稱重傳感器； HX711 High precision electronic scale design based on MCU Abstract： Since ancient times, the weighing technology is closely related with peoples lives. It is widely used in various fields of industry, agriculture, transportation, scientific research, internal and external trade. So it has also become an indispensable part of peoples lives. With the development of science and technology and the continuous improvement of human productivity, measurement accuracy requirements are also increasing. Therefore, the electronic scales which takes the vast majority of weighing tasks, has also got more and more attention. The accuracy of weighing technology requirements are increasingly high, electronic products, technology level, directly influences the level of modernization and professions to improve the economic benefits of the society. In recent years, the electronic weighing technology achieved rapid development, electronic weighing in the metrology area also plays more and more important position, and its applications are constantly expanding. Especially, because of its commercial electronic with high accuracy, senstive reaction, simple structure, etc, have been widely applied in industry and commerce trade, light food, medicine and health, etc. At present, mechanical scales are gradually replaced by electronic, this has led to the further study of electronic. Electronic scales are one of the electronic weighing instruments. The design of this system gives its elaboration from 3 parts: Hardware circuit design, software program debugging and entity weld debugging. Hardware circuit reaches data processing by the control unit which based on AT89S52， and gathers data by weighting sensor ,then makes AD transform by HX711 to the data gathered, and the transformed data then transferred to AT89S52 for display processing, at last LCD1602 would show it out steadily without twinkling 上海海洋大學(xué) 2013 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 基于單片機(jī)的高精度電子秤設(shè)計(jì) 第 2 頁(yè) 共 32 頁(yè) Key words： electronic scales； MCU； weighing sensor； HX711 上海海洋大學(xué) 2013 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 基于單片機(jī)的高精度電子秤設(shè)計(jì) 第 3 頁(yè) 共 32 頁(yè) 緒論 1.1 稱重技術(shù)和稱重儀器的歷史發(fā)展 稱重技術(shù)自古以來(lái)就受到全世界各地區(qū)人們的重視。在古代由于沒(méi)有完善的稱重技術(shù)，導(dǎo)致在商品貿(mào)易進(jìn)行時(shí)沒(méi)有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn) ，在各行各業(yè)的勞動(dòng)生產(chǎn)過(guò)程中也達(dá)不到一個(gè)固定的精確度，從而制約了生產(chǎn)力的發(fā)展。現(xiàn)在稱重技術(shù)已經(jīng)成為了一種計(jì)量手段被廣泛應(yīng)用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、交通、科研等各個(gè)領(lǐng)域，與我們的日常生活緊密相連。 電子秤是電子衡器中的一種，衡器是國(guó)家法定計(jì)量器具，是關(guān)系到國(guó)計(jì)民生、國(guó)防建設(shè)、科學(xué)研究、內(nèi)外貿(mào)易等等領(lǐng)域所不可缺少的計(jì)量設(shè)備。通常，衡器產(chǎn)品技術(shù)水平的高低，將會(huì)直接影響到各行各業(yè)的現(xiàn)代化水平和社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益的提高。 電子秤的發(fā)展過(guò)程經(jīng)歷了由簡(jiǎn)單到復(fù)雜，由粗糙到精密、再由機(jī)械到機(jī)電結(jié)合、最后到全電子化、由單一功能到多功能的過(guò)程。 尤其是近 30 年以來(lái)，工藝流程中的現(xiàn)場(chǎng)稱重、配料定量稱重、以及產(chǎn)品質(zhì)量的監(jiān)測(cè)等工作，都已離不開(kāi)電子秤。這是由于電子秤不僅能給出質(zhì)量或重量的信號(hào)，而且也能作為總系統(tǒng)中的一個(gè)檢測(cè)和控制的單元，從而推進(jìn)工業(yè)生產(chǎn)和貿(mào)易交往的自動(dòng)化和合理化。 近年來(lái)，電子秤已愈來(lái)愈多地參與到數(shù)據(jù)處理和過(guò)程控制中?，F(xiàn)代稱重技術(shù)和數(shù)據(jù)系統(tǒng)已經(jīng)成為工藝技術(shù)、儲(chǔ)運(yùn)技術(shù)、預(yù)包裝技術(shù)、收貨業(yè)務(wù)及商業(yè)銷售領(lǐng)域中不可缺少的組成部分。隨著稱重傳感器各項(xiàng)性能的不斷突破，為電子秤的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)，國(guó)外如美國(guó)、西歐等一些國(guó)家在 2 0 世紀(jì) 6 0 年代就出現(xiàn)了 0 .1%稱量準(zhǔn)確度的電子秤，并在 7 0 年代中期約對(duì) 75%的機(jī)械秤進(jìn)行了機(jī)電結(jié)合式的電子化改造。 稱重裝置不僅是提供重量數(shù)據(jù)的單體儀表，而且作為工業(yè)控制系統(tǒng)和商業(yè)管理系統(tǒng)的一個(gè)組成部分，推進(jìn)了工業(yè)生產(chǎn)和管理過(guò)程中的自動(dòng)化以及現(xiàn)代化。稱重裝置能夠縮短作業(yè)的時(shí)間、能夠改善操作的條件、還能夠降低生產(chǎn)材料的消耗以及能產(chǎn)能源的浪費(fèi)、提高產(chǎn)品質(zhì)量的同時(shí)加強(qiáng)企業(yè)的經(jīng)營(yíng)管理。稱重裝置的應(yīng)用已經(jīng)非常普遍，幾乎涵蓋了國(guó)民經(jīng)濟(jì)的各領(lǐng)域，并且取得了顯著的經(jīng)濟(jì)效益。 因此，稱重技術(shù)的研究和衡器工業(yè)的發(fā)展各國(guó)都非常重視。在 50 年代中期，電 子技術(shù)被應(yīng)用于推動(dòng)了衡器制造業(yè)的發(fā)展。 60 年代初期出現(xiàn)機(jī)電結(jié)合式電子衡器以來(lái)，到現(xiàn)在的 40 多年里，電子衡器有了很大的改變。最初，我國(guó)的的電子衡器以機(jī)電結(jié)合型為主，現(xiàn)如今已經(jīng)被全電子型和數(shù)字智能型的衡器所取代。如今電子衡器制造技術(shù)及應(yīng)用有了新的發(fā)展趨勢(shì)。電子稱重技術(shù)更注重動(dòng)態(tài)稱重，而非靜態(tài)稱重：計(jì)量方法也趨向于數(shù)字測(cè)量，而非模擬測(cè)量；測(cè)量特點(diǎn)也是向多參數(shù)測(cè)量發(fā)展，取代單參數(shù)測(cè)量?？焖俜Q重和動(dòng)態(tài)稱重更是成為了研究與應(yīng)用的重點(diǎn)。通過(guò)分析近年來(lái)電子衡器產(chǎn)品的發(fā)展情況及國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)的需求，電子衡器總的發(fā)展趨勢(shì)是小型化、 模塊化、集成化、智能上海海洋大學(xué) 2013 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 基于單片機(jī)的高精度電子秤設(shè)計(jì) 第 4 頁(yè) 共 32 頁(yè) 化；其技術(shù)性能趨向是速率高、準(zhǔn)確度高、穩(wěn)定性高、可靠性高；其功能趨向是稱重計(jì)量的控制信息和非控制信息并重的“智能化”功能；其應(yīng)用性能趨向于綜合性和組合性。 1.2 電子秤的組成 1.2.1 電子秤的基本結(jié)構(gòu) 電子秤是利用物體的重力作用來(lái)確定物體質(zhì)量（重量）的測(cè)量?jī)x器，也可用來(lái)確定與質(zhì)量相關(guān)的其它量大小、參數(shù)、或特性。不管根據(jù)什么原理制成的電了秤均由以下三部分組成： （ 1）承重、傳力復(fù)位系統(tǒng) 它是被稱物體與轉(zhuǎn)換元件之間的機(jī)械、傳力復(fù)位系統(tǒng)，又稱電子秤的秤體，一般包括接受被稱物體載荷的承載器、秤橋結(jié)構(gòu)、吊掛連接 部件和限位減振機(jī)構(gòu)等。 （ 2） 稱重傳感器 即由非電量（質(zhì)量或重量）轉(zhuǎn)換成電量的轉(zhuǎn)換元件，它是把支承力變換成電的或其它形式的適合于計(jì)量求值的信號(hào)所用的一種輔助手段。 按照稱重傳感器的結(jié)構(gòu)型式不同，可以分直接位移傳感器（電容式、電感式、電位計(jì)式、振弦式、空腔諧振器式等）和應(yīng)變傳感器（電阻應(yīng)變式、盧表面諧振式）或是利用磁彈性、壓電和壓阻等物理效應(yīng)的傳感器。 對(duì)稱重傳感器的基本要求是：輸出電量與輸入重量保持單值對(duì)應(yīng)，并有良好的線性關(guān)系；有較高的靈敏度；對(duì)被稱物體的狀態(tài)的影響要??；能在較差的工作條件下工作；有較好的 頻響特性；穩(wěn)定可靠。 (3) 測(cè)量顯示和數(shù)據(jù)輸出的載荷測(cè)量裝置 即處理稱重傳感器信號(hào)的電子線路（包括放人器、模數(shù)轉(zhuǎn)換、電流源或電壓源、調(diào)節(jié)器、補(bǔ)嘗元件、保護(hù)線路等）和指示部件（如顯示、打印、數(shù)據(jù)傳輸和存貯器件等）。這部分習(xí)慣上稱載荷測(cè)量裝置或二次儀表。在數(shù)字式的測(cè)量電路中，通常包括前置放大、濾濾、運(yùn)算、變換、計(jì)數(shù)、寄存、控制和驅(qū)動(dòng)顯示等環(huán)節(jié)。 1.2.2 電子秤的工作原理 當(dāng)被稱物體放置在秤體的秤臺(tái)上時(shí)，其重量便通過(guò)秤體傳遞到稱重傳感器，傳感器隨之產(chǎn)生力一電效應(yīng)，將物體的重量轉(zhuǎn)換成與被稱物體重量成一定函數(shù)關(guān)系（一般成 正比關(guān)系）的電信號(hào)（電壓或電流等）。此信號(hào)由放大電路進(jìn)行放大、經(jīng)濾波后再由模數(shù) ( A/D)器進(jìn)行轉(zhuǎn)換，數(shù)字信號(hào)再送到微處器的 CPU 處理， CPU 不斷掃描鍵盤(pán)和各功能開(kāi)關(guān)，根據(jù)鍵盤(pán)輸入內(nèi)容和各種功能開(kāi)關(guān)的狀態(tài)進(jìn)行必要的判斷、分析、由儀表的軟件來(lái)控制各種運(yùn)算。運(yùn)算結(jié)果送到內(nèi)存貯器，需要顯示時(shí)，上海海洋大學(xué) 2013 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 基于單片機(jī)的高精度電子秤設(shè)計(jì) 第 5 頁(yè) 共 32 頁(yè) CPU 發(fā)出指令，從內(nèi)存貯器中讀出送到顯示器顯示，或送打印機(jī)打印。一般地信號(hào)的放大、濾波、A/D 轉(zhuǎn)換以及信號(hào)各種運(yùn)算處理都在儀表中完成。 1.2.3 電子秤的計(jì)量性能 電子秤的計(jì)量性能涉及的主要技術(shù)指標(biāo)有：量程、分度值、分度數(shù)、準(zhǔn)確度 等級(jí)等。 (1) 量程：電子衡器的最大稱量 Max，即電子秤在正常工作情況下，所能稱量的最大值。 (2) 分度值：電子秤的測(cè)量范圍被分成若干等份，每份值即為分度值。用 e 或 d 來(lái)表示。 (3) 分度數(shù)：衡器的測(cè)量范圍被分成若干等份，總份數(shù)即為分度數(shù)用 n 表示。 電子衡器的最大稱量 Max 可以用總分度數(shù) n 與分度值 d 的乘積來(lái)表示，即 Max=n d (4) 準(zhǔn)確度等級(jí)：國(guó)際法制計(jì)量組織把電子秤按不同的分度數(shù)分成 T、 II、 III、四類等級(jí)，分別對(duì)應(yīng)不同準(zhǔn)確度的電子秤和分度數(shù) n 的范圍，如表 1-1 所示： 表 1-1 不同準(zhǔn)確度的 電子秤和分度數(shù) 1.3 本論文研究主要內(nèi)容 1.3.1 基本內(nèi)容 設(shè)計(jì) 并制作一款基于單片機(jī)的電子秤重系統(tǒng) 。 1.3.2 具體要求 本課題研究的內(nèi)容是以單片機(jī) AT89S52 為控制核心，實(shí)現(xiàn)電子秤的基本策略及價(jià)格計(jì)算功能。本課題在電子稱的基本功能基礎(chǔ)上擴(kuò)展了電子日歷及時(shí)鐘功能。該系統(tǒng)可以分為單片機(jī)最小系統(tǒng)、數(shù) 據(jù)采集系統(tǒng)、人機(jī)交互界面系統(tǒng)、電源系統(tǒng)、時(shí)鐘五大部分組成。單片機(jī)最小系統(tǒng)部分主要包括AT89S52 和經(jīng)典復(fù)位電路；數(shù)據(jù)采集部分由稱重傳感器、信號(hào)放大和 A/D 轉(zhuǎn)換部分組成，信號(hào)放大和 A/D 轉(zhuǎn)換部分主要由專用型高精度 24 位 AD 轉(zhuǎn)換芯片 HX711 實(shí)現(xiàn)；人機(jī)交互界面為鍵盤(pán)輸入和點(diǎn)陣式液晶顯示，主要使用 4*4 矩陣鍵盤(pán)和 1602 液晶顯示器，可以方便的輸入數(shù)據(jù)和直觀的顯示數(shù)標(biāo)志及等級(jí) 電子秤分類 分度數(shù)范圍 特種準(zhǔn)確度 基準(zhǔn)衡器 n 100000 高準(zhǔn)確度 精密衡器 10000 n 100000 中準(zhǔn)確度 商業(yè)衡器 1000 n 10000 普通準(zhǔn)確度 粗衡器 100n 1000 上海海洋大學(xué) 2013 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 基于單片機(jī)的高精度電子秤設(shè)計(jì) 第 6 頁(yè) 共 32 頁(yè) 據(jù)。 本課題的主要設(shè)計(jì)任務(wù)如下所述： 1）系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)電子稱基本的稱重功能（稱重范圍為 0 5Kg，重量誤差不大于 0.005Kg）； 2）系統(tǒng)應(yīng)具備輸 入單價(jià)，計(jì)算總價(jià)的功能； 2 高精度電子秤系統(tǒng)方案設(shè)計(jì) 2.1 系統(tǒng)方案設(shè)計(jì) 按照本設(shè)計(jì)功能的要求，系統(tǒng)由 6 個(gè)部分組成：數(shù)據(jù)采集、調(diào)理電路、電源、單片機(jī)、按鍵和顯示器部分組成，系統(tǒng)設(shè)計(jì)總體方案框圖如 2-1 所示。 圖 2-1 系統(tǒng)總設(shè)計(jì)框圖 數(shù)據(jù)采集部分將物體的重量轉(zhuǎn)換成電信號(hào)輸送至調(diào)離電路； 調(diào)離電路負(fù)責(zé) 前端信號(hào)，選用放大、信號(hào)轉(zhuǎn)換等措施 來(lái)增加信號(hào)采集強(qiáng)度； 鍵盤(pán)輸入裝置增加了外界對(duì)單片機(jī)內(nèi)部的數(shù)據(jù)設(shè)定，使電子稱實(shí)現(xiàn)稱重計(jì)價(jià)的功能； 顯示方面采用具有字符圖文顯示功能的 LCD 顯示器。 這樣 不 僅 能 加強(qiáng)了人機(jī)交換的能力，而且滿足設(shè)計(jì)要求，可以顯示購(gòu)物清單、所稱量的物體信息等相關(guān)內(nèi)容 ，當(dāng)需要增加擴(kuò)展功能時(shí)可以通過(guò)切換液晶顯示界面的方式來(lái)實(shí)現(xiàn) 。 數(shù)據(jù)采集 調(diào)理電路 單片機(jī) 電源 顯示器 按鍵 上海海洋大學(xué) 2013 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 基于單片機(jī)的高精度電子秤設(shè)計(jì) 第 7 頁(yè) 共 32 頁(yè) 2.2 控制器選型 按照本畢業(yè)設(shè)計(jì)的要求，將采用 AT89S52 單片機(jī)作為系統(tǒng)的主控制器。 AT89S52 是一種低功耗、高性能 CMOS 8 位微控制器，具有 8K 在系統(tǒng)可編程 Flash 存儲(chǔ)器 。使用 Atmel 公司高密度非 易失性存儲(chǔ)器 技術(shù)制造，與工業(yè) 80C51 產(chǎn)品指令和引腳完全兼容。片上 Flash 允許 程序存儲(chǔ)器 在系統(tǒng)可編程，亦適于常規(guī)編程器。在單芯片上，擁有靈巧的 8 位 CPU 和在系統(tǒng)可編程 Flash，使得 AT89S52在眾多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)中得到廣泛應(yīng)用。 2.2.1 AT89S52 管腳說(shuō)明 AT89S52 是一種低功耗、高性能 CMOS8 位微控制器，具有 8K 在系統(tǒng)可編程 圖 2-2 AT89S52 引腳圖 DIP 封裝 Flash 存儲(chǔ)器 。使用 Atmel 公司高密度非 易失性存儲(chǔ)器 技術(shù)制造，與工業(yè) 80C51 產(chǎn)品指令和引腳完 全兼容。片上 Flash 允許 程序存儲(chǔ)器 在系統(tǒng)可編程，亦適 于 常規(guī)編程器。在單芯片上，擁有靈巧的 8 位 CPU 和在系統(tǒng) 可編程 Flash，使得 AT89S52 為眾多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提 供高靈活、超有效的解決方案。 AT89S52 具有以下標(biāo)準(zhǔn)功能： 8k 字節(jié) Flash， 256 字節(jié) RAM， 32 位 I/O 口線， 看門(mén)狗定時(shí)器 ， 2 個(gè)數(shù)據(jù)指針，三個(gè) 16 位 定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 ，一個(gè) 6 向量 2 級(jí)中斷結(jié)構(gòu)，全雙工 串行口 ， 片內(nèi)晶振及 時(shí)鐘電路 。另外， AT89S52 可降至 0Hz 靜態(tài)邏 輯操作，支持 2 種 軟件 可選擇節(jié)電模式?？臻e模式下， CPU 停止工作，允許 RAM、 定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 、串口、中斷繼續(xù)工 作。掉電保護(hù)方式下， RAM 內(nèi)容被保存，振蕩器被凍結(jié)， 單片機(jī) 一切工作停止，直到下一個(gè)中斷或硬件復(fù)位為止。 P0 口： P0 口是一個(gè) 8 位漏極開(kāi)路的雙向 I/O 口。作為輸出口，每位能驅(qū)動(dòng) 8 個(gè) TTL 邏 輯電平。對(duì) P0 端口寫(xiě) “1”時(shí)， 引腳 用作高阻抗輸入。 當(dāng)訪問(wèn)外部 程序 和數(shù)據(jù) 存儲(chǔ)器 時(shí)， P0 口也被作為上海海洋大學(xué) 2013 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 基于單片機(jī)的高精度電子秤設(shè)計(jì) 第 8 頁(yè) 共 32 頁(yè) 低 8 位地址 /數(shù)據(jù)復(fù)用。在這種模式下， P0 不具有內(nèi)部上拉電阻。 在 flash 編程 時(shí)， P0 口也用來(lái)接收指令 字節(jié) ；在 程序 校驗(yàn)時(shí)，輸出指令字節(jié)。 程序 校驗(yàn) 時(shí)，需要外部上拉電阻。 P1 口： P1 口是一個(gè)具有內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， p1 輸出緩沖器能驅(qū)動(dòng) 4 個(gè) TTL 邏輯電平。 此外， P1.0 和 P1.1 分別作 定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 2 的外部計(jì)數(shù)輸入（ P1.0/T2）和 定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 2 的觸發(fā)輸入（ P1.1/T2EX）。 在 flash 編程 和校驗(yàn)時(shí)， P1 口接收低 8 位地址字節(jié)。 引腳 號(hào)第二功能： P1.0 T2（ 定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 T2 的外部計(jì)數(shù)輸入），時(shí)鐘輸出 P1.1 T2EX（定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 T2 的捕捉 /重載觸發(fā)信號(hào)和方向控制） P1.5 MOSI（在 系統(tǒng)編程 用） P1.6 MISO（ 在系統(tǒng)編程 用） P1.7 SCK（ 在系統(tǒng)編程 用） P2 口： P2 口是一個(gè)具有內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， P2 輸出緩沖器能驅(qū)動(dòng) AT89S52 引腳圖 PLCC 封裝 4 個(gè) TTL 邏輯電平。對(duì) P2 端口寫(xiě) “1”時(shí)，內(nèi)部上拉電阻把端口拉高，此時(shí)可以作為輸入 口使用。作為輸入使用時(shí)，被外部拉低的引腳由于內(nèi)部電阻的原因，將輸出電流（ IIL）。 在訪問(wèn)外部 程序存儲(chǔ)器 或用 16 位地址讀取 外部數(shù)據(jù) 存儲(chǔ)器 （例如執(zhí)行 MOVX DPTR） 時(shí)， P2 口送出高八位上海海洋大學(xué) 2013 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 基于單片機(jī)的高精度電子秤設(shè)計(jì) 第 9 頁(yè) 共 32 頁(yè) 地址。在這種應(yīng)用中， P2 口使用很強(qiáng)的內(nèi)部上拉發(fā)送 1。在使用 8 位地址（如 MOVX RI）訪問(wèn)外部數(shù)據(jù) 存儲(chǔ)器時(shí)， P2 口輸出 P2 鎖存器 的內(nèi)容。 在 flash 編程和校驗(yàn)時(shí)， P2 口也接收高 8 位地址字節(jié) 和一些 控制信號(hào) 。 P3 口： P3 口是一個(gè)具有內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， p3 輸出緩沖器能驅(qū)動(dòng) 4 個(gè) TTL 邏輯電平。 P3 口亦作為 AT89S52 特殊功能（第二功能）使用，如下表所示。 在 flash 編程和校驗(yàn)時(shí)，P3 口也接收一些 控制信號(hào) 。 端口 引腳 第二功能： P3.0 RXD(串行輸入口 ) P3.1 TXD(串行輸出口 ) P3.2 INTO(外中斷 0) P3.3 INT1(外中斷 1) P3.4 TO(定時(shí) /計(jì)數(shù)器 0) P3.5 T1(定時(shí) /計(jì)數(shù)器 1) P3.6 WR(外部數(shù)據(jù) 存儲(chǔ)器 寫(xiě)選通 ) P3.7 RD(外部數(shù)據(jù) 存儲(chǔ)器 讀選通 ) 此外， P3 口還接收一些用于 FLASH 閃存 編程 和 程序 校驗(yàn)的 控制信號(hào) 。 RST：復(fù)位輸入。當(dāng)振蕩器工作時(shí)， RST 引腳出現(xiàn)兩個(gè) 機(jī)器周期 以上高電平將是 單片機(jī) 復(fù)位。 ALE/PROG：當(dāng)訪問(wèn)外部 程序存儲(chǔ)器 或數(shù)據(jù) 存儲(chǔ)器 時(shí)， ALE（ 地址鎖存 允許）輸出脈沖用于鎖存地址的低 8 位字節(jié)。一般情況下， ALE 仍以時(shí)鐘振蕩頻率的 1/6 輸出固 定的脈沖信號(hào)，因此它可對(duì)外輸出時(shí)鐘或用于定時(shí)目的。要注意的是：每當(dāng)訪問(wèn) 外部數(shù)據(jù) 存儲(chǔ)器時(shí)將跳過(guò)一個(gè) ALE 脈沖。對(duì)FLASH 存儲(chǔ)器 編 程 期間，該 引腳 還用于輸入編程脈沖（ PROG）。如有必要，可通過(guò)對(duì) 特殊功能寄存器 （ SFR）區(qū)中的 8EH 單元的 D0 位置位，可禁止 ALE 操作。該位置位后，只有一條 MOVX 和MOVC 指令才能將 ALE 激活。此外，該 引腳 會(huì)被微弱拉高， 單片機(jī) 執(zhí)行外部 程序 時(shí)，應(yīng)設(shè)置 ALE禁止位無(wú)效。 PSEN： 程序 儲(chǔ)存允許（ PSEN）輸出是外部 程序存儲(chǔ)器 的讀選通信號(hào)，當(dāng) AT89S52 由外部程序存儲(chǔ)器取指令（或數(shù)據(jù)）時(shí)，每個(gè) 機(jī)器周期 兩次 PSEN 有效，即輸出兩個(gè)脈沖，在此期間，當(dāng)訪問(wèn)外部數(shù)據(jù) 存儲(chǔ)器，將跳過(guò)兩次 PSEN 信號(hào)。 EA/VPP：外部訪問(wèn)允許，欲使 CPU 僅訪問(wèn)外部 程序存儲(chǔ)器 （地址為 0000H-FFFFH）， EA 端必須保持低電平（接地）。需注意的是：如果加密位 LB1 被 編程 ，復(fù)位時(shí)內(nèi)部會(huì)鎖存 EA 端狀態(tài)。如EA 端為高電平（接 Vcc 端）， CPU 則執(zhí)行內(nèi)部程序存儲(chǔ)器的指令。 FLASH 存儲(chǔ)器 編程 時(shí)，該 引腳上海海洋大學(xué) 2013 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 基于單片機(jī)的高精度電子秤設(shè)計(jì) 第 10 頁(yè) 共 32 頁(yè) 加上 +12V 的編程允許電源 Vpp，當(dāng)然這必須是該器件是使用 12V 編程電壓 Vpp。 XTAL1：振蕩器反相放大器和內(nèi)部時(shí)鐘發(fā)生電路的輸入端。 XTAL2：振蕩器反相放大器的輸出端。 2.3 數(shù)據(jù)采集模塊選型 2.3.1 壓力傳感器原理 最普遍的電子秤應(yīng)用橋式 壓力 傳感器實(shí)現(xiàn)， 壓力 傳感器的輸出電壓直接與放在其上的重量成比例。圖 2-3 是一個(gè) 典型的稱重電橋一個(gè)具有至少兩個(gè)可變橋臂的 4 電阻結(jié)構(gòu)的電橋，所稱重量引起的電阻變化可產(chǎn)生一個(gè)疊加在 2.5 V（電源電壓的一半）共模電壓之上的差分電壓。 圖 2-3 稱重傳感器的基本 電路 電橋線路如圖 2-3 所示，它是以應(yīng)變片或電阻元件作為電橋橋臂?？扇?1R 為應(yīng)變片、 1R 和 2R 為應(yīng)變片或 1R 4R 均為應(yīng)變片等幾種形式。 A 、 C 和 B 、 D 分別為電橋的輸入端和輸出端。根據(jù)電工學(xué)原理，可導(dǎo)出當(dāng)輸入端加有電壓 IU 時(shí)，電橋的輸出電壓為 : 當(dāng) 0OU 時(shí)，電橋處于平衡狀態(tài)。因此，電橋的平衡條件為 4231 RRRR 。當(dāng)處于平衡的電橋中各橋臂的電阻值分別有 1R 、 2R 、 3R 和 4R 的變化時(shí)，可近似地求得電橋的輸出電壓為 : 4321IO 4 KUU上海海洋大學(xué) 2013 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 基于單片機(jī)的高精度電子秤設(shè)計(jì) 第 11 頁(yè) 共 32 頁(yè) 由此可見(jiàn)，應(yīng)變電橋有一個(gè)重要的性質(zhì)：應(yīng)變電橋的輸出電壓與相鄰兩橋臂的電阻變化率之差 , 相對(duì)鄰兩橋臂的電阻變化率之和成正比 .對(duì)于 平衡電橋，如果相鄰兩橋臂的電阻變化率大小相等、符號(hào)相同 ，或相對(duì)兩橋臂的電阻變化率大小相等、符號(hào)相反，則電橋?qū)⒉粫?huì)改變其平衡狀態(tài)，即保持0OU 。 如果電橋的四個(gè)橋臂均接入相同的應(yīng)變片，則有 : 式中， 1 4 分別為接入電橋四個(gè)橋臂的應(yīng)變片的應(yīng)變值。 2.3.2 壓力傳感器選型 系統(tǒng)采用 壓電傳感器是一種典型的有源傳感器，又稱自發(fā)電式傳感器。其工作原理是基于某些材料受力后在其相應(yīng)的特定表面產(chǎn)生電荷的壓電效應(yīng)。 壓電傳感器體積小、重量輕、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作可靠，適用于動(dòng)態(tài)力學(xué)量的測(cè)量，不適合測(cè)頻率太低的被測(cè)量，更不能測(cè)靜態(tài)量。目前 多用于加速度和動(dòng)態(tài)力或壓力的測(cè)量。壓電器件的弱點(diǎn)：高內(nèi)阻、小功率。功率小，輸出的能量微弱，電纜的分布電容及噪聲干擾影響輸出特性，這對(duì)外接電路要求很高。 電阻應(yīng)變式傳感器是一種利用電阻應(yīng)變效應(yīng)，將各種力學(xué)量轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的結(jié)構(gòu)型傳感器。電阻應(yīng)變片式電阻應(yīng)變式傳感器的核心元件，其工作原理是基于材料的電阻應(yīng)變效應(yīng)，電阻應(yīng)變片即可單獨(dú)作為傳感器使用，又能作為敏感元件結(jié)合彈性元件構(gòu)成力學(xué)量傳感器。 導(dǎo)體的電阻隨著機(jī)械變形而發(fā)生變化的現(xiàn)象叫做電阻應(yīng)變效應(yīng)。電阻應(yīng)變片把機(jī)械應(yīng)變信號(hào)轉(zhuǎn)換為 R/R 后，由于應(yīng)變量及相應(yīng)電阻變化 一般都很微小，難以直接精確測(cè)量，且不便處理。因此，要采用轉(zhuǎn)換電路把應(yīng)變片的 R/R 變化轉(zhuǎn)換成電壓或電流變化。其轉(zhuǎn)換電路常用測(cè)量電橋。 直流電橋的特點(diǎn)是信號(hào)不會(huì)受各元件和導(dǎo)線的分布電感及電容的影響，抗干擾能力強(qiáng)，但因機(jī)械應(yīng)變的輸出信號(hào)小，要求用高增益和高穩(wěn)定性的放大器放大。 圖 2-3 為一直流供電的平衡電阻電橋， inE 接直流電源 E： I4321 4231O URRRR RRRRU 44332211IO 4 RRRRRRRRUU上海海洋大學(xué) 2013 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 基于單片機(jī)的高精度電子秤設(shè)計(jì) 第 12 頁(yè) 共 32 頁(yè) )(434211 RR RRR RE )( 4321 4231 RRRRRRRRE3421 RRRR )()()()()()( 22RRRRRRRRERRRRuoERR 圖 2-4 傳感器內(nèi)部連接圖 當(dāng)電橋輸出端接無(wú)窮大負(fù)載電阻時(shí)，可視輸出端為開(kāi)路，此時(shí)直流電橋稱為電壓橋，即只有電壓輸出。 當(dāng)忽略電源的內(nèi)阻時(shí)，由分壓原 理有： ADABBDo uuuu = （ 2.1） 當(dāng)滿足條件 R1R3=R2R4 時(shí)，即 （ 2.2） ou =0，即電橋平衡。式（ 2.2）稱平衡條件。 應(yīng)變片測(cè)量電橋在測(cè)量前使 電橋平衡，從而使測(cè)量時(shí)電橋輸出電壓只與應(yīng)變片感受的應(yīng)變所引起的電阻變化有關(guān)。 若差動(dòng)工作，即 R1=R- R,R2=R+ R,R3=R- R， R4=R+ R,按式（ 2.1），則電橋輸出為 (2.3) 上海海洋大學(xué) 2013 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 基于單片機(jī)的高精度電子秤設(shè)計(jì) 第 13 頁(yè) 共 32 頁(yè) Ek 應(yīng)變片式傳感器有如下特點(diǎn)： （ 1）應(yīng)用和測(cè)量范圍廣，應(yīng)變片可制成各種機(jī)械量傳感器。 （ 2）分辨力和靈敏度高，精度較高。 （ 3）結(jié)構(gòu)輕小，對(duì)試件影響小， 對(duì)復(fù)雜環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)，可在高溫、高壓、強(qiáng)磁場(chǎng)等特殊環(huán)境中使用，頻率響應(yīng)好。 （ 4）商品化，使用方便，便于實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離、自動(dòng)化測(cè)量。 2.4 調(diào)理電路選型 本設(shè)計(jì)采用的是稱重傳感器專用模擬 /數(shù)字（ A/D）轉(zhuǎn)換器芯片 HX771。 HX711 是一款專為高精度稱重傳感器而設(shè)計(jì)的 24 位 A/D 轉(zhuǎn)換器芯片。與同類型其它芯片相比，該芯片集成了包括穩(wěn)壓電源 、片內(nèi)時(shí)鐘振蕩器等其它同類型芯片所需要的外圍電路，具有集成度高、響應(yīng)速度快、抗干擾性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。降低了電子秤的整機(jī)成本，提高了整機(jī)的性能和可靠性。該芯片與后端 MCU 芯片的接口和編程非常簡(jiǎn)單，所有控制信號(hào)由管腳驅(qū)動(dòng)，無(wú)需對(duì)芯片內(nèi)部的寄存器編程。輸入選擇開(kāi)關(guān)可任意選取通道 A 或通道 B，與其內(nèi)部的低噪聲可編程放大器相連。通道 A 的可編程增益為 128 或 64，對(duì)應(yīng)的滿額度差分輸入信號(hào)幅值分別為 20mV 或 40mV。通道 B 則為固定的 32 增益，用于系統(tǒng)參數(shù)檢測(cè)。芯片內(nèi)提供的穩(wěn)壓電源可以直接向外部傳感器和芯片內(nèi)的 A/D轉(zhuǎn)換器提 供電源，系統(tǒng)板上無(wú)需另外的模擬電源。芯片內(nèi)的時(shí)鐘振蕩器不需要任何外接器件。上電自動(dòng)復(fù)位功能簡(jiǎn)化了開(kāi)機(jī)的初始化過(guò)程。 上海海洋大學(xué) 2013 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 基于單片機(jī)的高精度電子秤設(shè)計(jì) 第 14 頁(yè) 共 32 頁(yè) 圖 2-5 HX711 內(nèi)部方框圖 2.5 顯示器選型 本設(shè)計(jì)采用 1602LCD 液晶屏作為顯示模塊。 1602LCD 液晶屏具有 微功耗、體積小、顯示內(nèi)容豐富、超薄輕巧的諸多優(yōu)點(diǎn) ，且外圍電路簡(jiǎn)單。 現(xiàn)在字符型液晶顯示模塊已經(jīng)是單片機(jī)應(yīng)用設(shè)計(jì)中最常用的信息顯示器件 LCD 尺寸圖如下圖 2-4 所示： 圖 2-6 1602LCD 尺寸圖 LCD1602 可以顯示 2 行 16 個(gè)字符，有 8 位數(shù)據(jù)總線 D0-D7，和 RS、 R/W、 EN 三個(gè)控制端口，工作電壓為 5V，并且?guī)в凶址麑?duì)比度調(diào)節(jié)和背光。 具體引腳說(shuō)明如 表 2-1 所示。 表 2-1 LCD1602 液晶顯示器引腳說(shuō)明 LCD1602 液晶模塊內(nèi)部的字符發(fā)生存儲(chǔ)器（ CGROM)已經(jīng)存儲(chǔ)了 160 個(gè)不同 的點(diǎn)陣字符圖 上海海洋大學(xué) 2013 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 基于單片機(jī)的高精度電子秤設(shè)計(jì) 第 15 頁(yè) 共 32 頁(yè) 形，這些字符有：阿拉伯?dāng)?shù)字、英文字母的大小寫(xiě)、 常用的符號(hào)、和日文假名等，每一個(gè)字符都有一個(gè)固定的代碼，它的讀寫(xiě)操作、 屏幕和光標(biāo)的操作都是通過(guò)指令編程來(lái)實(shí)現(xiàn)的。 3 硬件設(shè)計(jì) 3.1 電源電路設(shè)計(jì) 由于該系統(tǒng)中 51 單片機(jī)及 AD 轉(zhuǎn)換芯片及液晶顯示器所需供電電壓均為 5V 電壓 ，所以要保證系統(tǒng)穩(wěn)定可靠的工作，需要設(shè)計(jì)一個(gè)可以穩(wěn)定提供 5V 電壓的供電系統(tǒng)。本設(shè)計(jì)采用雙電源接口供電方式， USB 接口供電方便程序調(diào)試，也可采用外置電源作為系統(tǒng)的供電電源，但是需另加三端穩(wěn)壓器件 LM7805 作為系統(tǒng)電源的穩(wěn)壓器件以保證系統(tǒng)電壓為穩(wěn)定的直流 5V 電壓，同時(shí)外置電源的輸出電壓要高于 5V 輸出，系統(tǒng)電源輸入接口要加濾波電容以確保工作電壓穩(wěn)定。電源輸出接口加上 LED 電源指示燈，用來(lái)判定電源是否正常工作。該系統(tǒng)電源電路設(shè)計(jì)如圖 3-1 所示。 圖 3-1 電源接口電路 C1， C2 實(shí)現(xiàn)對(duì)電源濾波，以濾除可 能存在的高頻雜波對(duì)電源的影響， C4 實(shí)現(xiàn)對(duì)電源電壓的平滑穩(wěn)定作用，當(dāng) USB 接口輸出電壓高時(shí) C4 用來(lái)儲(chǔ)能，當(dāng)后續(xù)電路負(fù)載過(guò)高 USB 供電不足時(shí)電解電容 C4 通過(guò)釋放儲(chǔ)存的電能來(lái)保證電源電壓不跌落。 LED0 用作電源指示，其亮滅代表電源工作與否， R0 用來(lái)限流，以保證 LED 不被燒壞。 3.2 單片機(jī)控制電路設(shè)計(jì) 系統(tǒng)主控電路由 AT89S52 單片機(jī)及晶振電路和復(fù)位電路組成，該電路作為整個(gè)系統(tǒng)功能實(shí)現(xiàn)的核心單元，其連接方式如圖 3-2 所示 。 上海海洋大學(xué) 2013 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 基于單片機(jī)的高精度電子秤設(shè)計(jì) 第 16 頁(yè) 共 32 頁(yè) 圖 3-2 單片機(jī)控制模塊電路 晶振全稱為晶體振蕩 器 ，其作用在于產(chǎn)生原始的時(shí)鐘頻率，這個(gè)頻 率經(jīng)過(guò)頻 率發(fā)生器的放大或縮小后就成了電腦中各種不同的總線頻率。晶振一般叫做晶體諧振器，是一種機(jī)電器件，是用電損耗很小的石英晶體經(jīng)精密切割磨削并鍍上電極焊上引線做成。這種晶體有一個(gè)很重要的特性，如果給它通電，它就會(huì)產(chǎn)生機(jī)械振蕩，反之，如果給它機(jī)械力，它又會(huì)產(chǎn)生電，這種特性叫機(jī)電效應(yīng)。他們有一個(gè)很重要的特點(diǎn)，其振蕩頻率與他們的形狀，材料，切割方向等密切相關(guān)。由于石英晶體化學(xué)性能非常穩(wěn)定，熱膨脹系數(shù)非常小，其振蕩頻率也非常穩(wěn)定，由于控制幾何尺寸可以做到很精密，因此，其諧振頻率也很準(zhǔn)確。根據(jù)石英晶體的機(jī)電效應(yīng)，我們可以把它 等效為一個(gè)電磁振蕩回路，即諧振回路。他們的機(jī)電效應(yīng)是機(jī) -電 -機(jī) -電 .的不斷轉(zhuǎn)換，由電感和電容組成的諧振回路是電場(chǎng)-磁場(chǎng)的不斷轉(zhuǎn)換。在電路中的應(yīng)用實(shí)際上是把它當(dāng)作一個(gè)高 Q 值的電磁諧振回路。由于石英晶體的損耗非常小，即 Q 值非常高，做振蕩器用時(shí)，可以產(chǎn)生非常穩(wěn)定的振蕩，作濾波器用，可以獲得非常穩(wěn)定和陡削的帶通或帶阻曲線。 復(fù)位電路采用按鍵復(fù)位加上電復(fù)位來(lái)實(shí)現(xiàn)， S1 為復(fù)位按鍵，復(fù)位按鍵按下后，復(fù)位端通過(guò) 1K的小電阻與電源接通 ,迅速放電 ,使 RST 引腳為高電平 ,復(fù)位按鍵彈起后 ,電源通過(guò) 10K的電阻對(duì) 10 F 的電容 C1 重新充電 ,RST 引腳端出現(xiàn)復(fù)位正脈沖。 AT89S52 內(nèi)部有一個(gè)高增益反相放大器 ,用于構(gòu)成振蕩器 ,但要形成時(shí)鐘脈沖 ,外部還需附加電路 ,本設(shè)計(jì)采用內(nèi)部時(shí)鐘方式 ,利用芯片內(nèi)部的振蕩器 ,然后在引腳 XTAL1 和 XTAL2 兩端跨接晶體振蕩器 ,就構(gòu)成了穩(wěn)定的自激振蕩器 ,發(fā)出的脈沖直接送入內(nèi)部時(shí)鐘電路 ,C2 和 C3 的值通常選擇為 30pF 左右 ,晶振 Y1 選擇 12MHz.為了減小寄生電容 ,更好上海海洋大學(xué) 2013 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 基于單片機(jī)的高精度電子秤設(shè)計(jì) 第 17 頁(yè) 共 32 頁(yè) 地保證振蕩器穩(wěn)定、可靠地工作，振蕩器電容應(yīng)盡可能安裝得與單片機(jī)引腳 XTAL1 和 XTAL2 靠近。 單片機(jī)的 31 腳（ EA）接 +5V 電源，表示允 許使用片內(nèi) ROM。 3.3 顯示部分電路設(shè)計(jì) 顯示部分采用 LCD1602 液晶顯示模塊，液晶板上排列著若干 5 7 或 5 10 點(diǎn)陣的字符顯示位 ,每個(gè)顯示位可顯示 1 個(gè)字符，從規(guī)格上分為每行 8、 16、 20、 24、 32、 40 位，有一行、兩行及四行三類。其與單片機(jī)的連接電路如圖 3-3 所示 圖 3-3 液晶顯示接口電路 1 腳和 2 腳為液晶 1602 地和電源引腳， 3 腳為背光調(diào)節(jié)引腳，通過(guò) 10K 電位器接地，背光可通過(guò)電位器來(lái)調(diào)節(jié)亮度； 4 腳、 5 腳、 6 腳為液晶片選控制引腳，分別連接到單片機(jī)的 P2.0、 P2.1、 P2,2端口， 714 腳為數(shù)據(jù)接口 ，與單片機(jī)的 P0 口相連實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳輸， 15、 16、腳為液晶的背光控制腳，分別接到電源和地。 3.4 系統(tǒng)超重報(bào)警指示電路設(shè)計(jì) 超重報(bào)警指示電路用來(lái)在稱重測(cè)量超出最高值時(shí)報(bào)警提示，以免重量太高的情況下?lián)p壞傳感器。報(bào)警指示電路由 PNP 三極管 9012 驅(qū)動(dòng)蜂鳴器來(lái)實(shí)現(xiàn)，單片機(jī) IO 口控制三極管的基極，當(dāng)單片機(jī)的IO 口輸出為低電平時(shí)，三極管導(dǎo)通，蜂鳴器的正極與電源接通，蜂鳴器通電發(fā)出報(bào)警聲，當(dāng)單片機(jī)IO 口輸出高電平時(shí)，三極管截止，蜂鳴器停止報(bào)警。報(bào)警指示電路如圖 3-4 所示。 上海海洋大學(xué) 2013 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 基于單片機(jī)的高精度電子秤設(shè)計(jì) 第 18 頁(yè) 共 32 頁(yè) 圖 3-4 報(bào)警指示電路 3.5 系統(tǒng)按鍵輸入電路設(shè)計(jì) 按鍵輸入 電路用來(lái)在電子稱測(cè)量過(guò)程中輸入單價(jià)值，按鍵輸入電路采用 4*4 矩陣鍵盤(pán)實(shí)現(xiàn)，矩陣鍵盤(pán)電路如圖 3-5 所示。 上海海洋大學(xué) 2013 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 基于單片機(jī)的高精度電子秤設(shè)計(jì) 第 19 頁(yè) 共 32 頁(yè) 圖 3-5 按鍵輸入電路 電子稱按鍵功能分配如表 3-1 所示： 7 8 9 去皮 4 5 6 清零 1 2 3 累計(jì) 0 計(jì)算 表 3-1 系統(tǒng)按鍵配置表 此電子秤是開(kāi)機(jī)檢測(cè)托盤(pán)重量，并將托盤(pán)重量清零（即電子秤每次開(kāi)機(jī)后檢測(cè)托盤(pán)重量，并程序中自動(dòng)將托盤(pán)重量保存在一個(gè)變量中，稱量過(guò)程中每次都將獲得的重量減去托盤(pán)重量，而得到所要稱量物體的真正的重量）。 計(jì)算功能：在正確輸入了單價(jià)之后，按下計(jì)算按鍵，將會(huì)計(jì)算出金額 ，并在液晶顯示器上顯示出重量、單價(jià)、總價(jià)。 3.6 系統(tǒng)總電路原理圖 上海海洋大學(xué) 2013 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 基于單片機(jī)的高精度電子秤設(shè)計(jì) 第 20 頁(yè) 共 32 頁(yè) 上海海洋大學(xué) 2013 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 基于單片機(jī)的高精度電子秤設(shè)計(jì) 第 21 頁(yè) 共 32 頁(yè) 4 軟件設(shè)計(jì) 4.1 主程序流程圖 圖 4-1 系統(tǒng)主程序流程圖 4.2 系統(tǒng) 顯示部分流程圖 系統(tǒng)顯示 子程序主要是來(lái)判斷是否需要顯示 ,以及如何去顯示 ,也是十分重要的程序之一。設(shè)計(jì)流程圖如圖 3-2 所示。 上海海洋大學(xué) 2013 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 基于單片機(jī)的高精度電子秤設(shè)計(jì) 第 22 頁(yè) 共 32 頁(yè) 圖 4-2 系統(tǒng)顯示部分流程圖 4.3 系統(tǒng) 按鍵調(diào)整部分流程圖 鍵盤(pán)電路設(shè)計(jì)成 4X4 矩陣式，在程序中可以先判斷按鍵編碼，然后根據(jù)編碼將鍵盤(pán)代表的數(shù)值送到相應(yīng)的存儲(chǔ)單元，再進(jìn)行功能選擇或數(shù)據(jù)處理。設(shè)計(jì)流程圖如圖 3-3 所示。 圖 4-3 按鍵調(diào)整程序流程圖 上海海洋大學(xué) 2013 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 基于單片機(jī)的高精度電子秤設(shè)計(jì) 第 23 頁(yè) 共 32 頁(yè) 結(jié)論 從上學(xué)期 末畢業(yè)設(shè)計(jì)的最初構(gòu)想，到本學(xué)習(xí)末把構(gòu)想的一點(diǎn)一點(diǎn)的細(xì)化完成，經(jīng)過(guò)半年的摸索與努力，終于把畢業(yè)設(shè)計(jì)完成了。在忙于畢業(yè)設(shè)計(jì)的這一段時(shí)間，給我最大的感受是忙碌但又充實(shí)的。這次畢業(yè)設(shè)計(jì)是對(duì)我之前大學(xué)四年所學(xué)的知識(shí)的一個(gè)系統(tǒng)的梳理與總結(jié)，同時(shí)也是對(duì)自己所學(xué)知識(shí)的檢驗(yàn)。尤其是這次畢業(yè)設(shè)計(jì)中對(duì)單片機(jī)與傳感器技術(shù)的應(yīng)用，讓我了解到了自己所學(xué)的不足，通過(guò)復(fù)習(xí)與自學(xué)相結(jié)合的方式，讓我對(duì)單片機(jī)以及傳感器的相關(guān)知識(shí)有了進(jìn)一步的掌握，對(duì)利用單片機(jī)進(jìn)行控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)有了切身的認(rèn)識(shí)和體會(huì)，也對(duì)將來(lái)工作中所可能面臨的各種問(wèn)題有了一個(gè) 提前的認(rèn)識(shí)和準(zhǔn)備。 系統(tǒng)的分析與設(shè)計(jì)過(guò)程是對(duì)之前四年的學(xué)習(xí)生活一次很好的總結(jié)，能夠讓我進(jìn)一步地學(xué)習(xí)和探索。控制系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)是一項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，必須嚴(yán)格按照系統(tǒng)分析、系統(tǒng)設(shè)計(jì)、系統(tǒng)實(shí)施、系統(tǒng)運(yùn)行與調(diào)試的過(guò)程來(lái)進(jìn)行。尤其是系統(tǒng)的分析和設(shè)計(jì)，是非常辛苦的工作，但是它們同時(shí)也是一個(gè)充滿樂(lè)趣的過(guò)程，看著最初的構(gòu)想一步步地得到實(shí)現(xiàn)，自己在收獲知識(shí)的同時(shí)也增加了成就感和自信心。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，通過(guò)邊學(xué)習(xí)、邊實(shí)踐，養(yǎng)成了很好的發(fā)現(xiàn)問(wèn)題與解決問(wèn)題的能力。遇到新問(wèn)題需要不斷地探索和努力。 此次畢業(yè)設(shè)計(jì)也是我第一次獨(dú)立完成一個(gè) 耗時(shí)半年且工作量不小的任務(wù)，除了對(duì)所學(xué)知識(shí)的收獲，另外也增加了我獨(dú)立完成項(xiàng)目的經(jīng)驗(yàn)與能力，了解了一個(gè)項(xiàng)目從構(gòu)想到設(shè)計(jì)到實(shí)施的過(guò)程，并認(rèn)識(shí)到了嚴(yán)格執(zhí)行計(jì)劃與合理的時(shí)間規(guī)劃的重要性 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)達(dá)到了很好的學(xué)以致用的目的，讓我在實(shí)踐的過(guò)程當(dāng)中增長(zhǎng)了知識(shí)、豐富了經(jīng)驗(yàn)，提高了解決問(wèn)題的能力。 上海海洋大學(xué) 2013 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 基于單片機(jī)的高精度電子秤設(shè)計(jì) 第 24 頁(yè) 共 32 頁(yè) 謝辭 四年的大學(xué)生活已經(jīng)接近尾聲，依稀記得剛?cè)雽W(xué)時(shí)一張張陌生的臉龐略帶迷茫的聚集一堂，似懂非懂地聽(tīng)著系主任與專業(yè)老師講解本專業(yè)的學(xué)習(xí)重點(diǎn)與發(fā)展方向，但時(shí)間匆匆一晃，四年多的學(xué)習(xí)生活，隨著本次論文的 完成，將劃下一個(gè)完美的句號(hào)。 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)在匡興紅老師的悉心指導(dǎo)和嚴(yán)格要求下業(yè)已完成。從最初課題的選擇到不同器件的選型，直致論文的初稿與定稿都離不開(kāi)匡興紅老師的努力付出，在我的畢業(yè)設(shè)計(jì)期間，匡興紅老師為我提供了許多專業(yè)知識(shí)方面的指導(dǎo)和一些富于創(chuàng)造性的建議，匡老師一絲不茍的作風(fēng)，嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的態(tài)度使我深受感動(dòng)，沒(méi)有這樣的幫助和關(guān)懷和熏陶，我不會(huì)這么順利的完成畢業(yè)設(shè)計(jì)。在此向匡興紅老師表示深深的感謝和崇高的敬意！ 在臨近畢業(yè)之際，我還要借此機(jī)會(huì)向在這四年中給予我諸多教誨和幫助的各位老師表示由衷的謝意，感謝他們四年來(lái) 的辛勤栽培。不積跬步何以至千里，各位任課老師認(rèn)真負(fù)責(zé)，在他們的悉心幫助和支持下，我能夠很好的掌握和運(yùn)用專業(yè)知識(shí)，并在設(shè)計(jì)中得以體現(xiàn)，順利完成畢業(yè)論文。 同時(shí)，在論文寫(xiě)作過(guò)程中，我還參考了有關(guān)的書(shū)籍和論文，在這里一并向有關(guān)的作者表示謝意。 我還要感謝給予過(guò)我?guī)椭母魑煌瑢W(xué)以及我的各位室友，在畢業(yè)設(shè)計(jì)的這段時(shí)間里，你們給了我很多的啟發(fā)，提出了很多寶貴的意見(jiàn)，對(duì)于你們幫助和支持，在此我表示深深地感謝！ 上海海洋大學(xué) 2013 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 基于單片機(jī)的高精度電子秤設(shè)計(jì) 第 25 頁(yè) 共 32 頁(yè) 參考文獻(xiàn) 1 薛均義 ,張彥斌 . MCS-516 系列單片微型計(jì)算機(jī)及應(yīng)用 M.西安交通大學(xué)出版社， 1999 2 中國(guó)機(jī)械工業(yè)教育協(xié)會(huì) 組編 .單片機(jī)原理與應(yīng)用 .機(jī)械工業(yè)出版社， 2001 3 黃繼昌 . 傳感器工作原理及應(yīng)用實(shí)例 A.人民郵電出版社， 1998 4 郭永貞 .數(shù)字電子技術(shù) M.西安電子科技大學(xué)出版社， 2000 5 楊金巖等 . 8051 單片機(jī)數(shù)據(jù)傳輸接口擴(kuò)展技術(shù)與應(yīng)用實(shí)例 M.人民郵電出版社， 2005 6 張齊，杜群貴 .單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù) M.電子工業(yè)出版社， 2007 7 李廣弟 .單片機(jī)基礎(chǔ) M,北京航 空航天大學(xué)出版社， 2001 8 于京 . 51 系列單片機(jī) C 程序設(shè)計(jì)與應(yīng)用方案 M.中國(guó)電力出版社 ， 2002. 9 張齊，杜群貴 .單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù) M.電子工業(yè)出版社， 2004 10 張洪潤(rùn) .電子線路與電子技術(shù) M.清華大學(xué)出版社， 2005 11 童詩(shī)白，華成英 .模擬電子技術(shù)基礎(chǔ) M.高等教育出版社， 2006 12胡海學(xué) .單片機(jī)原理及應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì) M.電子工業(yè)出版社， 2005. 13 及力