數(shù)字顯示電子秤的設(shè)計(jì)

1、華東交通大學(xué)理工學(xué)院 Institute of Technology. East China Jiaotong University 畢畢 業(yè)業(yè) 設(shè)設(shè) 計(jì)（論計(jì)（論 文）文） Graduation Design （Thesis） （20 20 年） 題 目： 數(shù)字顯示電子秤的設(shè)計(jì) 分 院： 電信分院 專(zhuān) 業(yè)： 電氣工程及其自動(dòng)化（電牽方向） 班 級(jí)： 2008-2 學(xué) 號(hào)： 學(xué)生姓名： 指導(dǎo)教師： 填表日期： 2012 年 月 日 華東交通大學(xué)理工學(xué)院華東交通大學(xué)理工學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）原創(chuàng)性申明畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）原創(chuàng)性申明 本人鄭重申明：所呈交的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）是本人在導(dǎo)師指導(dǎo)下獨(dú)立進(jìn) 行的

2、研究工作所取得的研究成果。設(shè)計(jì)（論文）中引用他人的文獻(xiàn)、數(shù)據(jù)、 圖件、資料，均已在設(shè)計(jì)（論文）中特別加以標(biāo)注引用，除此之外，本設(shè)計(jì) （論文）不含任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫(xiě)的成果作品。對(duì)本文的研 究作出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均已在文中以明確方式表明。本人完全意識(shí) 到本申明的法律后果由本人承擔(dān)。 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）作者簽名： 日期： 年 月 日 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）版權(quán)使用授權(quán)書(shū)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）版權(quán)使用授權(quán)書(shū) 本畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）作者完全了解學(xué)院有關(guān)保留、使用畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 的規(guī)定，同意學(xué)校保留并向國(guó)家有關(guān)部門(mén)或機(jī)構(gòu)送交設(shè)計(jì)（論文）的復(fù)印件 和電子版，允許設(shè)計(jì)（論文）被查閱和借閱。本人授權(quán)華東交通

3、大學(xué)理工學(xué) 院可以將本設(shè)計(jì)（論文）的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行檢索，可以 采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 。 （保密的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）在解密后適用本授權(quán)書(shū)） 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）作者簽名： 指導(dǎo)教師簽名： 簽字日期： 年 月 日 簽字日期： 年 月 日 摘 要 本文主要介紹了數(shù)字電子秤的硬件電路結(jié)構(gòu)及其中的原理，所設(shè)計(jì)的電子秤具有基 本稱(chēng)重、鍵盤(pán)輸入、計(jì)算價(jià)格、顯示、超重報(bào)警功能。電子秤的測(cè)量范圍為 0-10Kg，測(cè) 量精度達(dá)到 1g，有高精度，低成本的特征。首先用傳感器把重量轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)，再將 電壓信號(hào)放大輸入 A/D 轉(zhuǎn)換，利用 A/D 轉(zhuǎn)換工具將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)化

4、為數(shù)字信號(hào)，得到的數(shù) 字信號(hào)傳送至單片機(jī)，通過(guò)程序?qū)π盘?hào)進(jìn)行處理，實(shí)現(xiàn)稱(chēng)重功能，然后將重量與鍵盤(pán)輸 入單價(jià)相乘計(jì)算出總價(jià)，并將重量和價(jià)格用 LED 顯示出來(lái)。 關(guān)鍵詞關(guān)鍵詞：電子秤；稱(chēng)重傳感器；單片機(jī) Abstract This paper mainly introduces the structure of a digital electronic scales the hardware circuit and its principle. The functions of a digital electronic scale are weighing, keyboard input, pr

5、ice calculation, display, overweight alarm. Electronic Scale is of the 0-10 Kg measurement range, 1 g measurement accuracy ,a high-precision, low-cost, portable features. Firstly, it uses weighing sensors to convert the weight signal to voltage signal, then amplifys voltage signal, input it to A / D

6、 converter; secondly A / D converter converts analog signals to digital signals, the digital signal will be sent to the microcontroller, through the process of Signal processing, the weight and price will be displayed on LED. KEY WORDS digital ；electronic scale; weighing sensor; MCU 目 錄 摘 要.IV Abstr

7、act.V 目 錄 .6 前 言 .7 第一章 緒 論 .8 1.1 設(shè)計(jì)背景及意義 .8 1.2 數(shù)字顯示電子秤的研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì) .8 一、研究現(xiàn)狀 ： .8 二、發(fā)展趨勢(shì)： .9 1.3 設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容 .10 第二章 數(shù)字顯示電子秤的總體設(shè)計(jì) .11 2.1 數(shù)字顯示電子秤的工作原理 .11 2.2 設(shè)計(jì)基本要求 .11 第 3 章 數(shù)字顯示電子秤的硬件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) .12 3.1 傳感器模塊 .12 3.2 A/D 轉(zhuǎn)換模塊.12 3.2.1 AD7705 的結(jié)構(gòu).12 3.2.2 器件功能 .13 3.2.3 AD7705 各引腳功能.14 3.3 單片機(jī)模塊 .15 3.4 鍵盤(pán)

8、顯示模塊 .16 3.4.1 鍵盤(pán)鍵的功能 .16 3.4.2 鍵盤(pán)和顯示電路 .17 3.5 過(guò)量程報(bào)警模塊 .18 第四章 數(shù)字電子秤軟件設(shè)計(jì) .19 4.1 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) .19 4.2 鍵盤(pán)軟件設(shè)計(jì) .19 4.2.1 鍵盤(pán)掃描 .20 4.2.2 數(shù)字顯示 .20 4.3 A/D 轉(zhuǎn)換程序.21 4.4 數(shù)據(jù)處理程序 .22 4.4.1 重量轉(zhuǎn)化 .22 4.4.2 價(jià)格計(jì)算 .22 第五章 數(shù)字顯示電子秤的設(shè)計(jì)結(jié)論 .23 參考文獻(xiàn) .24 附錄一： .25 附錄二 .28 致 謝 .29 前 言 電子稱(chēng)重技術(shù)是現(xiàn)代稱(chēng)重計(jì)量和控制系統(tǒng)工程的重要基礎(chǔ)之一，電子衡器經(jīng)過(guò)40年 的不斷改

9、進(jìn)和完善，從上世紀(jì)60年代的機(jī)電結(jié)合型發(fā)展到現(xiàn)在的全電子型和數(shù)字化智能 型。由于它具有稱(chēng)量準(zhǔn)確、快速，讀取方便，環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)，便于與電子計(jì)算機(jī)結(jié)合而 實(shí)現(xiàn)稱(chēng)重計(jì)量與過(guò)程控制自動(dòng)化等特點(diǎn)，在工商貿(mào)易、能源交通、輕工食品、醫(yī)藥衛(wèi)生、 航空航天等部門(mén)得到了廣泛的應(yīng)用。本設(shè)計(jì)本著電子秤向高精度、高可靠方向研究,講述 了用單片機(jī)控制A/D轉(zhuǎn)換、鍵盤(pán)輸入和數(shù)據(jù)顯示，對(duì)如何實(shí)現(xiàn)鍵盤(pán)中斷、A/D采樣進(jìn)行研 究。設(shè)計(jì)特別適用于測(cè)量精度要求較高的場(chǎng)合, 具有較高的實(shí)用價(jià)值和推廣價(jià)值。第一 章講述了電子秤的研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)以及設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容，第二章講述了電子秤的總 體設(shè)計(jì),第三章介紹了電子秤的硬件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)，第四

10、章描述了電子秤的軟件設(shè)計(jì)，第五 章電子秤的設(shè)計(jì)結(jié)論。 第一章 緒 論 1.1設(shè)計(jì)背景及意義設(shè)計(jì)背景及意義 物料計(jì)量是工業(yè)生產(chǎn)和貿(mào)易流通中的重要環(huán)節(jié)。稱(chēng)重裝置或衡器是不可缺少的計(jì)量 工具。隨著工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展和商品流通的擴(kuò)大，衡器的需求也日益增多，過(guò)去沿用的 機(jī)械杠桿秤己不能適應(yīng)生產(chǎn)自動(dòng)化和管理現(xiàn)代化的要求。自上世紀(jì)六十年代以來(lái)，由于 傳感器技術(shù)和電子技術(shù)的迅速發(fā)展，電子稱(chēng)重技術(shù)日趨成熟，并逐步取代機(jī)械秤。尤其 是上世紀(jì)七十年代初期，微處理機(jī)的出現(xiàn)使電子稱(chēng)重技術(shù)得到了進(jìn)一步的發(fā)展?？焖?、 準(zhǔn)確、操作方便、消除人為誤差、功能多樣化等方面已成為現(xiàn)代稱(chēng)重技術(shù)的主要特點(diǎn)。 稱(chēng)重裝置不僅是提供重量數(shù)據(jù)的單

11、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)的自動(dòng)化和管理的現(xiàn)代化，它起到了縮短作業(yè)時(shí)間、改善 操作條件、降低能源和材料的消耗、提高產(chǎn)品質(zhì)量以及加強(qiáng)企業(yè)管理、改善經(jīng)營(yíng)管理等 多方面的作用。稱(chēng)重裝置的應(yīng)用已遍及到國(guó)民經(jīng)濟(jì)各領(lǐng)域，取得了顯著的經(jīng)濟(jì)效益。同 時(shí)對(duì)稱(chēng)重儀表的要求也越來(lái)越高，要求儀表有更高抗干擾能力、更高的精度。 基于電子秤的現(xiàn)狀，擬設(shè)計(jì)一種用單片機(jī)控制的高精度數(shù)字電子秤。這種高精度數(shù) 字電子秤計(jì)量準(zhǔn)確、攜帶方便，集質(zhì)量稱(chēng)量功能與價(jià)格計(jì)算功能于一體，能夠滿足商業(yè) 貿(mào)易和居民家庭的使用需求。 1.2 數(shù)字顯示電子秤的研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)數(shù)字顯示電子秤的研究現(xiàn)狀及

12、發(fā)展趨勢(shì) 一、研究現(xiàn)狀一、研究現(xiàn)狀 ： 上世紀(jì) 50 年代中期電子技術(shù)的滲入推動(dòng)了衡器制造業(yè)的發(fā)展。自上世紀(jì) 60 年代初 期出現(xiàn)機(jī)電結(jié)合式電子衡器以來(lái)，經(jīng)過(guò) 50 多年的不斷改進(jìn)與完善，我國(guó)電子衡器從最初 的機(jī)電結(jié)合型發(fā)展到現(xiàn)在的全電子型和數(shù)字智能型。我國(guó)電子衡器的技術(shù)裝備和檢測(cè)試 驗(yàn)手段基本達(dá)到國(guó)際上世紀(jì) 90 年代中期的水平。電子衡器制造技術(shù)及應(yīng)用得到了新的發(fā) 展。電子稱(chēng)重技術(shù)從靜態(tài)稱(chēng)重向動(dòng)態(tài)稱(chēng)重發(fā)展；計(jì)量方法從模擬測(cè)量向數(shù)字測(cè)量發(fā)展； 測(cè)量特點(diǎn)從單參數(shù)測(cè)量向多參數(shù)測(cè)量發(fā)展，特別是對(duì)快速稱(chēng)重和動(dòng)態(tài)稱(chēng)重的研究與應(yīng)用。 但就總體而言，我國(guó)電子衡器產(chǎn)品的數(shù)量和質(zhì)量與工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家相比還有較大差距

13、，其 主要差距是技術(shù)與工藝不夠先進(jìn)、工藝裝備與測(cè)試儀表老化、開(kāi)發(fā)能力不足、產(chǎn)品的品 種規(guī)格較少、功能不全、穩(wěn)定性和可靠性較差等。 二、發(fā)展趨勢(shì)二、發(fā)展趨勢(shì) 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(chēng)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小型化（體積小、高度低、重量輕，即小、薄、輕） 近幾年新研制的電子平臺(tái)秤結(jié)構(gòu)充分體現(xiàn)了小薄輕的發(fā)展方向。對(duì)于低容量的電子 平臺(tái)秤和電子輪軸秤，可采用將薄型或超薄型的圓形稱(chēng)重傳

14、感器，直接嵌入鋼板或鋁板 底面與稱(chēng)重傳感器外徑相同的盲孔內(nèi)，形成低外形的秤體結(jié)構(gòu)，稱(chēng)重傳感器的數(shù)量和位 置由秤的額定載荷和力學(xué)要求計(jì)算決定。鋼板或鋁板就是秤體的臺(tái)面，稱(chēng)重傳感器既是 傳感元件，又是承力支點(diǎn)，極大地減化了秤體結(jié)構(gòu)，減少了活動(dòng)連接環(huán)節(jié)，不但降低了 成本，而且提高了穩(wěn)定性和可靠性。對(duì)中等或較大容量的電子平臺(tái)秤、電子地上衡，已 經(jīng)出現(xiàn)了采用方形或長(zhǎng)方形閉合截面的薄壁型鋼，并聯(lián)排隊(duì)列焊接成一個(gè)整體的竹排式 結(jié)構(gòu)的秤體，4個(gè)稱(chēng)重傳感器分別安裝在最外邊兩根薄壁型鋼兩端的切口內(nèi)，安裝在稱(chēng)重 傳感器承力點(diǎn)上的固定支承就是秤體的承力支點(diǎn)，既減化了承力傳力機(jī)構(gòu)，又節(jié)省了秤 體高度，這是一種很有發(fā)展前

15、途的秤體結(jié)構(gòu)。對(duì)于大型電子平臺(tái)秤，可利用有限單元法 進(jìn)行等強(qiáng)度和剛度計(jì)算，采用抗彎剛度大的型材和輕型波紋夾心鋼板等。 2.模塊化 對(duì)于大型或超大型的承載器結(jié)構(gòu)，如大型靜動(dòng)態(tài)電子汽車(chē)衡等，已開(kāi)始采用幾種長(zhǎng) 度的標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)的模塊，經(jīng)過(guò)分體組合，而產(chǎn)生新的品種和規(guī)格。以（5、6、 7）m 長(zhǎng)的同 寬度3種標(biāo)準(zhǔn)模塊為例，由單塊、二塊、三塊到四塊分體組合，可以組合成長(zhǎng)度為 （528）m 的22種規(guī)格的分體式秤體結(jié)構(gòu)。當(dāng)然在實(shí)際應(yīng)用中，根據(jù)各行業(yè)用戶的需要， 選擇其中10余種常用的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格即可。這種模塊化的分體式秤體結(jié)構(gòu)，不僅提高了產(chǎn)品 的通用性、互換性和可靠性，而且也大大地提高了生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。同時(shí)還

16、降低了 成本，增強(qiáng)了企業(yè)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力。 3.集成化 對(duì)于某些品種和結(jié)構(gòu)的電子衡器，例如小型電子平臺(tái)秤、專(zhuān)用秤、便攜式靜動(dòng)態(tài)電 子輪軸秤、靜動(dòng)態(tài)電子軌道衡等，都可以實(shí)現(xiàn)秤體與稱(chēng)重傳感器，鋼軌與稱(chēng)重傳感器， 軌道衡秤體與鐵路線路一體化。如秤體與稱(chēng)重傳感器一體化的便攜式靜動(dòng)態(tài)電子輪軸秤， 多用硬鋁合金厚板制成。其結(jié)構(gòu)原理是經(jīng)過(guò)固溶熱處理強(qiáng)化的鋁合金板，或通過(guò)在4個(gè)角 上鉆孔和銑槽分別形成4個(gè)懸臂梁型稱(chēng)重傳感器；或在鋁合金板的底面銑出多個(gè)對(duì)稱(chēng)的盲 孔和盲槽形成整體剪切梁型稱(chēng)重傳感器。這就使得秤體與稱(chēng)重傳感器合二為一，即鋁合 金板既是秤體臺(tái)面又是一個(gè)大板式稱(chēng)重傳感器。以后者結(jié)構(gòu)的10t 便攜式動(dòng)態(tài)電子

17、輪軸秤 為例，其尺寸為720mm550mm32mm，重量約為23kg。 4.智能化 電子衡器的稱(chēng)重顯示控制器與電子計(jì)算機(jī)組合，利用電子計(jì)算機(jī)的智能來(lái)增加稱(chēng)重 顯示控制器的功能。使電子衡器在原有功能的基礎(chǔ)上，增加推理、判斷、自診斷、自適 應(yīng)、自組織等功能，這就是當(dāng)今市場(chǎng)上采用微機(jī)化稱(chēng)重顯示控制器的電子衡器與采用智 能化稱(chēng)重顯示控制器的電子衡器的根本區(qū)別。 5.綜合性 電子稱(chēng)重技術(shù)的發(fā)展規(guī)律就是不斷的加強(qiáng)基礎(chǔ)研究并擴(kuò)大應(yīng)用，擴(kuò)展新技術(shù)領(lǐng)域， 向相鄰學(xué)科和行業(yè)滲透，綜合各種技術(shù)去解決稱(chēng)重計(jì)量、自動(dòng)控制、信息處理等問(wèn)題。 例如在流量計(jì)量專(zhuān)業(yè)，如果按照傳統(tǒng)的理論和方法建造一套標(biāo)準(zhǔn)大流量測(cè)量系統(tǒng)，價(jià)格 相

18、當(dāng)昂貴。如果采用稱(chēng)重法即質(zhì)量流量法，只要將重量和時(shí)間測(cè)量準(zhǔn)確，大流量的測(cè)量 問(wèn)題就迎刃而解了。對(duì)某些商用電子計(jì)價(jià)秤而言，只具備稱(chēng)重、計(jì)價(jià)、顯示、打印功能 還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，現(xiàn)代商業(yè)系統(tǒng)還要求它能提供各種銷(xiāo)售信息，把稱(chēng)重與管理自動(dòng)化緊密結(jié) 合，使稱(chēng)重、計(jì)價(jià)、進(jìn)庫(kù)、銷(xiāo)售管理一體化，實(shí)現(xiàn)管理自動(dòng)化。這就要求電子計(jì)價(jià)秤能 與電子計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng)，把稱(chēng)重系統(tǒng)與計(jì)算機(jī)系統(tǒng)組成一個(gè)完整的綜合控制系統(tǒng)。 6.組合性 在工業(yè)稱(chēng)重計(jì)量過(guò)程或工藝流程中，不少稱(chēng)重計(jì)量系統(tǒng)還要求具有可組合性，即測(cè) 量范圍等可以任意設(shè)定；硬件能夠依據(jù)一定的工作條件和環(huán)境作某些調(diào)整，硬件功能向 軟件方向發(fā)展；軟件能按一定的程序進(jìn)行修改和擴(kuò)展；輸入輸出

19、數(shù)據(jù)與指令可以使用不 同的語(yǔ)言和條形碼，并 能與外部的控制和數(shù)據(jù)處理設(shè)備進(jìn)行通信。 總之，我國(guó)的電子稱(chēng)衡器要打入國(guó)際市場(chǎng)。參與國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)。就必須執(zhí)行國(guó)際法制計(jì) 量組織制定的國(guó)際建議并要有國(guó)際水平的技術(shù)與裝備、有國(guó)際水平的質(zhì)量。這就要求企 業(yè)以技術(shù)為先導(dǎo)、以質(zhì)量為中心、以管理為基礎(chǔ)，努力提高制造技術(shù)與制造工藝水平， 穩(wěn)定產(chǎn)品質(zhì)量。增強(qiáng)國(guó)際市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力。 1.3 設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容 利用單片機(jī)所設(shè)計(jì)的電子秤具有基本稱(chēng)重、鍵盤(pán)輸入、計(jì)算價(jià)格、顯示、超重報(bào)警 功能。電子秤的測(cè)量范圍為 0-10Kg，測(cè)量精度達(dá)到 1g，有高精度，低成本的特征。 首先用傳感器把重量轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)，再將電壓信號(hào)放大

20、輸入A/D轉(zhuǎn)換，利用A/D轉(zhuǎn) 換工具將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)，得到的數(shù)字信號(hào)傳送至單片機(jī)，通過(guò)程序?qū)π盘?hào)進(jìn) 行處理，實(shí)現(xiàn)稱(chēng)重功能，然后將重量與鍵盤(pán)輸入單價(jià)相乘計(jì)算出總價(jià)，并將重量和價(jià)格 用LED顯示出來(lái)。 第二章 數(shù)字顯示電子秤的總體設(shè)計(jì) 2.1 數(shù)字顯示電子秤的組成結(jié)構(gòu)及工作原理數(shù)字顯示電子秤的組成結(jié)構(gòu)及工作原理 電子秤的基本結(jié)構(gòu)由稱(chēng)重傳感器、前置放大器、模數(shù)轉(zhuǎn)換器、單片機(jī)、接口、鍵盤(pán) 及顯示器等七部分組成，其中單片機(jī)為主要部件，其組成結(jié)構(gòu)框架如圖 2-1 所示。當(dāng)商品 放到秤盤(pán)上時(shí)，秤盤(pán)下的重量電阻應(yīng)變式傳感器產(chǎn)生一電信號(hào)，信號(hào)的強(qiáng)弱隨商品重量 的大小而變，該電信號(hào)經(jīng)放大電路放大后，送入

21、A/D 轉(zhuǎn)換芯片進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換后的 數(shù)字量與物重成正比，再進(jìn)入 89C52 單片機(jī)經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)處理，89C52 單片機(jī)產(chǎn)生一組滿足顯 示要求的數(shù)據(jù)，送至顯示電路顯示出實(shí)際重量。另一方面，商品單價(jià)通過(guò)鍵盤(pán)掃描電路 送入 89C52 單片機(jī)，經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)處理，送至顯示電路顯示,物重與單價(jià)經(jīng)過(guò)運(yùn)算產(chǎn)生總價(jià)， 也在顯示電路上同時(shí)顯示出來(lái)。 稱(chēng) 重 傳 感 器 前 置 放 大 器 模 數(shù) 轉(zhuǎn) 換 器 單 片 機(jī) 接 口 鍵 盤(pán) 盤(pán) 顯示器 圖 2-1基本組成結(jié)構(gòu)框圖 。 2.2 設(shè)計(jì)基本要求設(shè)計(jì)基本要求 （1） 電子秤必須具有清零、去皮重、凈毛轉(zhuǎn)換、最大稱(chēng)量設(shè)定、自動(dòng)累計(jì)、過(guò)量 程報(bào)警等功能； （2） 最大

22、秤重 10Kg，精度為 2g； （3） 采用 4 位半共陰紅色 LED 顯示，價(jià)格、金額精確到小數(shù)點(diǎn)后 2 位數(shù)，質(zhì)量精確 到小數(shù)點(diǎn)后三位； 第三章 數(shù)字顯示電子秤的硬件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 3.1 傳感器模塊傳感器模塊及前置放大器及前置放大器 要達(dá)到設(shè)計(jì)的性能要求，傳感器的精度起著決定性作用,本設(shè)計(jì)選用應(yīng)用于稱(chēng)重系統(tǒng) 90以上的高精度電阻應(yīng)變式傳感器。電阻應(yīng)變傳感器是將被測(cè)量的力通過(guò)它所產(chǎn)生的 金屬?gòu)椥宰冃无D(zhuǎn)換成電阻變化的敏感元件。題目要求稱(chēng)重范圍 10Kg ，重量誤差不大于 +0.005Kg ，考慮到秤臺(tái)自重、振動(dòng)和沖擊分量，還要避免超重?fù)p壞傳感器，所以傳感器 量程必須大于額定稱(chēng)重即10KG。我們選

23、擇的是 L-PSIII 型傳感器，量程 20Kg ，精度為 0.01%，滿量程時(shí)誤差 0.002Kg ,可以滿足本系統(tǒng)的精度要求。 本設(shè)計(jì)的測(cè)量電路采用最常見(jiàn)的橋式測(cè)量電路（見(jiàn)圖3-1），用到的是電阻應(yīng)變傳感 器半橋式測(cè)量電路。它的兩只應(yīng)變片和兩只電阻貼在彈性梁上，測(cè)量電阻隨重力變化導(dǎo) 致彈性梁應(yīng)變而產(chǎn)生的變化。電阻的變化使橋式測(cè)量電路的輸出電壓發(fā)生變化。即輸出 電壓的變化反映出重力的變化。電橋的輸出電壓可由下式表示2 241234 241234 RRRRRR UoutUin RRRRRR Uin Uout + _ + _ R1- R1R2+ R2 R4+ R4R3- R3 BRIDGE R1

24、 圖 3-1 全橋測(cè)量電橋圖 3.2 A/D 轉(zhuǎn)換模塊轉(zhuǎn)換模塊 3.2.1 AD7705 的結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu) AD7705 是一個(gè)完整的 16 位 A/D 轉(zhuǎn)換器，其內(nèi)部由多路模擬開(kāi)關(guān)（MUX） 、緩沖器、 可編程增益放大器（PGA） 、-調(diào)制器、數(shù)字濾波器、基準(zhǔn)電壓輸入、時(shí)鐘電路及串行 接口組成，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖如 3-2-1 所示。其中串行接口包括寄存器組，它由通訊寄存器、 設(shè)置寄存器、時(shí)鐘寄存器、數(shù)據(jù)輸出寄存器、零點(diǎn)校正寄存器和滿程校正寄存器等組成。 該芯片包括 2 通道差分輸入。 緩沖器 電荷平衡型 A/D 轉(zhuǎn)換器 數(shù)字濾波器 -調(diào)制器 PGA MUX 時(shí)鐘發(fā)生器 Vcc REF IN(-)RE

25、F IN(+) AIN1(+) AIN1(-) AIN2(+) AIN2(-) MCLK IN MCLK OUT GND DRDYRESET SCLK CS DIN DOUT A=1-128 串行接口 寄存器組 圖 3-2-1 AD7705 的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖 3.2.2 器件功能器件功能 AD7705 可編程增益放大器（PGA）可通過(guò)指令設(shè)定，對(duì)不同幅度的輸入信號(hào)實(shí)現(xiàn) 1、2、4、8、16、32、64、128 倍的放大，因此 AD7705 即可接受從傳感器送來(lái)的低電平 輸入信號(hào)，然后產(chǎn)生串行的數(shù)字輸出。利用 - 轉(zhuǎn)換技術(shù)實(shí)現(xiàn)了 16 位無(wú)丟失代碼性能。 選定的輸入信號(hào)被送到一個(gè)基于模擬調(diào)制器的增益

26、可編程專(zhuān)用前端。片內(nèi)數(shù)字濾波器處 理調(diào)制器的輸出信號(hào)。通過(guò)片內(nèi)控制寄存器可調(diào)節(jié)濾波器的截止點(diǎn)和輸出更新速率，從 而對(duì)數(shù)字波器的第一個(gè)陷波進(jìn)行編程。 AD7705 串行接口可配置為三線 SPI 接口。增益值、信號(hào)極性以及更新速率的選擇可 用串行輸入口由軟件來(lái)配置。該器件還包括自校準(zhǔn)和系統(tǒng)校準(zhǔn)選項(xiàng)，以消除器件本身或 系統(tǒng)的增益和偏移誤差。CMOS 結(jié)構(gòu)確保器件具有極低功耗，掉電模式減少等待時(shí)的功耗 至 20W（典型值） 。 其主要特點(diǎn)如下： (1) 可將輸入信號(hào)范圍從 020mV 到 02.5V 和20mV2.5V 的信號(hào)進(jìn)行處 理； (2) 2 個(gè)全差分輸入通道的 ADC（16 位無(wú)丟失代碼、0

27、.003%非線性） ； (3) 可編程增益前端 增益：1128； (4) 有對(duì)模擬輸入緩沖的能力； (5) 2.73.3V 或 4.755.25V 工作電壓； (6) 3V 電壓時(shí)，最大功耗為 1mW； (7) 等待電流的最大值為 8A； 3.2.3 AD7705 各引腳功能各引腳功能 SCLK:串行接口時(shí)鐘輸入端。 MCLK IN：芯片工作時(shí)輸入端。可以是晶振或外部時(shí)鐘，其頻率范圍為 500KHz 到 5MHz。 MCLK OUT：時(shí)鐘信號(hào)輸出端。當(dāng)用晶振作為芯片的工作始終時(shí)，晶振必須接在 MCLK IN 和 MCLK OUT: 之間。如果采用外部時(shí)鐘，則 MCLK OUT 可用于輸出反相時(shí)

28、鐘信號(hào)，以作 為 其 他芯片的時(shí)鐘源。該時(shí)鐘輸出可以通過(guò)編程來(lái)關(guān)閉。 :片選端，低電平有效。 CS :片選復(fù)位端。當(dāng)該端為低電平時(shí)，AD7705 芯片內(nèi)的接口邏輯、自校準(zhǔn)、數(shù)據(jù)濾RESET 波器等均為上電狀態(tài)。 AIN1(+),AIN1(-)：分別為第 1 個(gè)差分模擬輸入通道的正端與負(fù)端。 AIN2(+),AIN2(-)：分別為第 2 個(gè)差分模擬輸入通道的正端與負(fù)端。 REF IN(+),REF IN(-)：分別為參考輸入通道的正端與負(fù)端。 DIN：串行數(shù)據(jù)輸入端。向片內(nèi)的輸入移位寄存器寫(xiě)入的串行數(shù)據(jù)由此輸入。根據(jù)通訊寄 存器中的寄存器選擇位，輸入移位寄存器中的數(shù)據(jù)被傳送到設(shè)置寄存器、時(shí)鐘寄存

29、 器或通訊寄存器。 DOUT: 串行數(shù)據(jù)輸出端。從片內(nèi)的輸出移位寄存器讀出的串行數(shù)據(jù)由此端輸出。根據(jù)通 訊寄存器中的寄存器選擇位，移位寄存器可容納來(lái)自通訊寄存器、時(shí)鐘寄存器或數(shù) 據(jù)寄存器的信息轉(zhuǎn)換結(jié)果輸出端。 :A/D 轉(zhuǎn)換結(jié)束標(biāo)志。DRDY AD7705 輸出移位寄存器讀數(shù)時(shí)序如圖 3-2-2 所示 AD7705 向輸入移位寄存器寫(xiě)入數(shù)據(jù)時(shí)序?qū)懭鐖D 3-2-3 所示 AD7705 電路如圖如 3-2-4 所示 圖 3-2-2 AD7705 輸出移位寄存器讀數(shù)時(shí)序圖 圖 3-2-3AD7705 向輸入移位寄存器寫(xiě)入數(shù)據(jù)時(shí)序圖 圖圖 3-2-4 AD7705 模塊 3.3 單片機(jī)模塊單片機(jī)模塊

30、該智能電子秤采用 ATM 公司的 AT89C52 作為 CPU，它是一種低功耗高性能的八位 CMOS 微控制器，與 MCS-51 微控制器件兼容本設(shè)計(jì)的控制電路。以單片機(jī) 89C52 為控制中 心，負(fù)責(zé)接收數(shù)據(jù)和外接設(shè)備的信號(hào)，再處理數(shù)據(jù)，發(fā)出控制信號(hào)，以達(dá)到所需的要求。 AT89C52 的基本結(jié)構(gòu)功能： （1） AT89C52 輸入輸出端口定義如下： P0.3超重報(bào)警電路 P2 口芯片 8279 與單片機(jī)的接口 P1.6 8279 的片選端 P1 口AD 轉(zhuǎn)化模塊 （2） 外部中斷 INT1 用于鍵盤(pán)中斷服務(wù)程 單片機(jī)外部中斷 INT1 完成對(duì)鍵盤(pán)顯示接口功能芯片 8279 的按鍵和數(shù)據(jù)狀態(tài)

31、顯示的控 制，并可輸入單價(jià)，各種命令處理，顯示價(jià)格、重量等參數(shù)。 （3） 定時(shí)中斷 T0 用于 A/D 轉(zhuǎn)換中斷延時(shí) 電子秤作為一種稱(chēng)重儀器，對(duì)所稱(chēng)精確度要求頗高，所以必須通過(guò)數(shù)值濾波求的有效 采樣值，通過(guò)定時(shí)來(lái)完成這一系列的操作。我們定時(shí) 0.5S，即定時(shí)為 50ms，分 10 次來(lái)累 計(jì)結(jié)果。 （4） 定時(shí)中斷 T2 用于鍵盤(pán)中斷延時(shí) T2 設(shè)為定時(shí)器狀態(tài)，定時(shí)時(shí)間為 13ms。在中斷服務(wù)中首先掃描鍵盤(pán)，判斷有無(wú)鍵按 下。若有，則執(zhí)行鍵識(shí)別程序。然后返回主程序進(jìn)行其他操作。 單片機(jī)總電路圖件附錄二7 3.4 鍵盤(pán)顯示鍵盤(pán)顯示與接口模塊與接口模塊 3.4.1 鍵盤(pán)鍵的功能鍵盤(pán)鍵的功能 鍵盤(pán)輸

32、入是實(shí)現(xiàn)電子秤人機(jī)交互部門(mén)。根據(jù)儀器要求的功能，設(shè)計(jì)了由 16 個(gè)按鍵 （44 矩陣鍵盤(pán)）和 1 個(gè)板鍵開(kāi)關(guān)組成的鍵盤(pán)、開(kāi)關(guān)輸入電路，如圖 3-4-1 所示.扳鍵開(kāi) 關(guān)控制儀器電源的通斷：16 個(gè)按鍵分別是 10 個(gè)數(shù)字鍵 09、小數(shù)點(diǎn)鍵和 5 個(gè)功能鍵： 清零、去皮重、轉(zhuǎn)換/校正、累計(jì)、保持。 圖 3-4-1 44 矩陣鍵盤(pán) (1) 稱(chēng)重前， 若顯示的值不為 00.00， 則按“ 去皮” 鍵清除為 00.00； 若被稱(chēng)物品 需用盛器裝載， 先將盛器放在秤盤(pán)板上， 按“ 去皮” 鍵， 屏幕顯示為 00.00， 然后 裝入被稱(chēng)物品進(jìn)行稱(chēng)量。 稱(chēng)重過(guò)程。將被稱(chēng)物品放在秤盤(pán)上， 穩(wěn)定后， 被稱(chēng)物品重

33、量稱(chēng)好， 按“ 保持” 鍵儲(chǔ)存； 取下被稱(chēng)物品， 顯示屏顯示物品凈重量數(shù)值并自動(dòng)保持（ 一旦進(jìn)入重量保持 狀態(tài)后， 只有按“ 去皮” 鍵才能退回到正常稱(chēng)重狀態(tài)） 。 在顯示單價(jià)狀態(tài)下， 應(yīng)先按“ 轉(zhuǎn)換” 鍵， 再按“ 去皮” 鍵， 才可進(jìn)入正常稱(chēng) 重狀態(tài)， 不在顯示單價(jià)狀態(tài)下， 直接按“ 去皮” 鍵即可。 當(dāng)重量顯示超過(guò)最大秤量值 10kg 時(shí)，報(bào)警器響，表示儀器處于超載狀態(tài)。電子秤不 允許超載使用。 (2) 單價(jià)輸入及清除。稱(chēng)重結(jié)束取下物品（ 已在重量保持狀態(tài)下） ，再直接按數(shù)字鍵輸 入單價(jià)。單價(jià)清除按“ 清除” 鍵。 (3) 顯示金額。當(dāng)單價(jià)置入后， 按“ 轉(zhuǎn)換” 鍵， 則顯示本次稱(chēng)量的金

34、額； 若顯示 “ E” 表示超出計(jì)價(jià)范圍。按“ 去皮” 鍵， 又可進(jìn)行稱(chēng)量。 (4) 金額累計(jì)。如果需要將幾種金額累加就得使用“ 累計(jì)” 鍵。在每次稱(chēng)完物品顯示 金額狀態(tài)下， 按“ 累計(jì)” 鍵， 就把該次金額累加到總額中去。若顯示“ E” ， 表 示累計(jì)總額值超出計(jì)價(jià)范圍。 （5）校正。按“校正”鍵超過(guò) 1 分鐘，儀器修正信息處理中擬合函數(shù)的系數(shù)，完成非線 性校正。 3.4.2 鍵盤(pán)和顯示電路鍵盤(pán)和顯示電路 本系統(tǒng)中有 16 位 LED 顯示器，44 鍵盤(pán)和 8279 的接口電路。圖中鍵盤(pán)的行線接 8279 的 RL0RL3，8279 選用外部譯碼方式，SL0SL3 經(jīng) 74LS138 譯碼輸

35、出，連接鍵盤(pán) 的列線，通過(guò)讀取行列電平來(lái)確定哪個(gè)鍵按下。因顯示位數(shù)比較多，所以要用到 4 線-16 線譯碼器 74LS154，SL0SL3 又由 74LS154 譯碼輸出，經(jīng) 7407 驅(qū)動(dòng)后到顯示器 LED 的 各個(gè)位的公共陰極。輸出線 OUTB0OUTB3、OUTA0OUTA3 作為一個(gè) 8 位段選碼數(shù) 據(jù)輸出端口，控制 LED 顯示器每一位數(shù)碼管顯示的內(nèi)容，當(dāng)從一位 LED 數(shù)碼管向下一位 切換時(shí)，由消隱輸出線 BD 輸出低電平，74LS154 譯碼產(chǎn)生低電平，使 74LS138 輸出全為 高電平。此時(shí)，在 8 位段數(shù)據(jù)輸出端口輸出下一個(gè) LED 顯示位的顯示內(nèi)容。74LS138 譯碼

36、循環(huán)產(chǎn)生低電平，8 位段數(shù)據(jù)輸出端口也依次把公共陰極為低電平位的顯示位中的內(nèi)容顯 示出來(lái)，當(dāng)這一過(guò)程很快顯示時(shí)，人們就會(huì)在幾個(gè) LED 中看到了顯示出來(lái)的不同內(nèi)容。 在連接 32 鍵以?xún)?nèi)的簡(jiǎn)單鍵盤(pán)時(shí)，CNTL、SHIFT 輸入端可接地。74LS07 芯片是 8279 作為 LED 數(shù)碼管顯示器的段選碼輸出端口的同相驅(qū)芯片。 A0 1 A1 2 A2 3 E1 4 E2 5 E3 6 Y7 7 Y6 9 Y5 10 Y4 11 Y3 12 Y2 13 Y1 14 Y0 15 GND 8 VCC 16 SN74LS138N U6 CLK 3 RL7 8 RL6 7 RL5 6 RL4 5 DB0

37、12 DB1 13 DB2 14 DB3 15 DB4 16 DB5 17 DB6 18 DB7 19 IRQ 4 CS 22 RD 10 WR 11 RESET 9 CNTL 37 SHIFT 36 RL0 2 RL1 1 RL2 39 RL3 38 SL0 32 SL1 33 SL2 34 SL3 35 BD 23 OUTA3 24 OUTA2 25 OUTA1 26 OUTA0 27 OUTB3 28 OUTB2 29 OUTB1 30 OUTB0 31 A0 21 GND 20 VCC 40 8279 U8 L1 S0 S1 S2 S3 S4 S5 S6 S7 2K 200UF +5V

38、 1 12 12 SN74LS07D U1A Y0 1 Y1 2 Y2 3 Y3 4 Y4 5 Y5 6 Y6 7 Y7 8 Y8 9 Y9 10 Y10 11 GND 12 Y11 13 Y12 14 Y13 15 Y14 16 Y15 17 OE1 18 OE2 19 D 20 C 21 B 22 A 23 VCC 24 DM54LS154J U7 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 MHDR1X16 LED位選 1 2 3 4 MHDR1X4 鍵盤(pán)列線 1 2 3 4 MHDR1X4 鍵盤(pán)行線 1 2 3 4 5 6 7 8 MHDR1X8 LE

39、D段選碼 LED段選碼 圖 3-4-2 鍵盤(pán)顯示電路 3.5 過(guò)量程報(bào)警模塊過(guò)量程報(bào)警模塊 由于壓力傳感器 L-PSIII 型的最大承受壓力為 20KG，本文的稱(chēng)重范圍是 10KG，若 重物的重量超過(guò)了限定值，會(huì)影響測(cè)量結(jié)果。文中采用報(bào)警電路如圖 3-5 所示，用于及 時(shí)告知是否超量程使用，當(dāng)單片機(jī)檢測(cè)到超重信號(hào)時(shí)，從 P0.3 發(fā)出一個(gè) 40KHz 的方波進(jìn) 行報(bào)警提示。 圖 3-5 過(guò)量程報(bào)警模塊 第四章 數(shù)字電子秤軟件設(shè)計(jì) 4.1 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 軟件主程序包括顯示程序、鍵盤(pán)處理程序、A/D 轉(zhuǎn)換程序、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換處理程序?？刂?器中 AT89C52 的 P1.5 為 A/D 中斷

40、請(qǐng)求輸入線，INT1 為鍵盤(pán)中斷服務(wù)程序。A/D 中斷服務(wù) 程序完成采樣數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)；鍵盤(pán)中斷服務(wù)程序完成掃描，判斷數(shù)字鍵或功能鍵，若為數(shù)字 將其數(shù)據(jù)送入數(shù)據(jù)緩沖區(qū)和顯示緩沖區(qū)。若是功能鍵進(jìn)入相應(yīng)功能鍵處理程序。 主程序流程圖如圖 4-1 所示 系統(tǒng)初始化 A/D 轉(zhuǎn)換模塊 數(shù)據(jù)處理 顯示 鍵盤(pán)中斷 圖 4-1 主程序流程 4.2 鍵盤(pán)軟件設(shè)計(jì)鍵盤(pán)軟件設(shè)計(jì) 我們知道鍵盤(pán)和顯示是人與微機(jī)系統(tǒng)打交道的主要設(shè)備。在本系統(tǒng)中我們采用 8279 可編程鍵盤(pán)/顯示管理接口。利用 8279 可實(shí)現(xiàn)對(duì)鍵盤(pán)/顯示器的自動(dòng)掃描，以減輕 CPU 負(fù) 擔(dān)，并具有顯示穩(wěn)定、程序簡(jiǎn)單、不會(huì)出現(xiàn)誤動(dòng)作等特點(diǎn)。程序原理如下：

41、1. （1）鍵掃描子程序：主要判斷有無(wú)鍵按下，利用 8279 的 RL0RL3 和 SL0SL3 端口 判斷鍵入數(shù)據(jù)的個(gè)數(shù)或沒(méi)有輸入字符。當(dāng) RL0RL3 四位全為 0 時(shí)，便可判斷無(wú)鍵按 下， 2. （2）當(dāng)判斷有鍵按下后，就轉(zhuǎn)向取鍵值子程序。首先取出行、列號(hào)進(jìn)行拼裝，得到 所需的鍵號(hào)。然后與數(shù) OAH 相比較，從而判斷出是功能鍵還是數(shù)字鍵。若是功能鍵就 轉(zhuǎn)到功能鍵處理子程序；若是數(shù)字鍵就調(diào)用顯示子程序進(jìn)行顯示。 3. （3）顯示子程序。首先置顯示緩沖區(qū)首址和計(jì)數(shù)長(zhǎng)度，然后取顯示數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為段選 碼，送到 LED 上顯示。 4.2.1 鍵盤(pán)掃描鍵盤(pán)掃描 本系統(tǒng)中鍵盤(pán)控制采用中斷方式實(shí)現(xiàn)，利用外

42、部中斷 1 端口來(lái)實(shí)現(xiàn)。微處理器平時(shí) 周而復(fù)始掃描鍵盤(pán)，當(dāng)發(fā)現(xiàn)有鍵按下時(shí)，首先判斷是命令鍵還是數(shù)字鍵。若是數(shù)字鍵， 則把按鍵讀數(shù)存入存儲(chǔ)器，并顯示；若是命令鍵，則根據(jù)按鍵讀數(shù)查閱轉(zhuǎn)移表；以獲得 處理子程序的入口，子程序執(zhí)行完后繼續(xù)掃描鍵盤(pán)。圖 4-2-1 為鍵盤(pán)掃描流程圖 去皮鍵 清單價(jià) 累計(jì)鍵 小數(shù)點(diǎn)？ 數(shù)字鍵？ 返回 掃描 P2 口 當(dāng)前重量送入皮 單價(jià)清零 將金額累加 并 清單價(jià) 存入單價(jià)整數(shù)部分 F 不為 1 存入單價(jià)小數(shù)部分 建標(biāo)志 F=1 Y Y Y Y 開(kāi)始 Y N Y N 圖 4-2-1 鍵盤(pán)掃描流程圖 4.2.2 數(shù)字顯示數(shù)字顯示 單片機(jī)確定哪個(gè)鍵按下時(shí)，通過(guò) SL0SL3

43、輸出控制信號(hào)經(jīng) 74LS154 譯碼器選擇相應(yīng) 的 LED 位，在 8279 芯片 OUT0OUT7 輸出 8 位段數(shù)據(jù)，LED 顯示內(nèi)容。如要換位顯示則 單片機(jī)檢測(cè) BD 是否輸出低電平，若是 74LS1547 譯碼輸出高電平，74LS138 譯碼循環(huán)產(chǎn)生 低電平，8 位段數(shù)據(jù)輸出端口也依次把公共陰極為低電平位的顯示位中的內(nèi)容顯示出來(lái)， 當(dāng)這一過(guò)程很快顯示時(shí)，人們就會(huì)在幾個(gè) LED 中看到了顯示出來(lái)的不同內(nèi)容。 4.3 A/D 轉(zhuǎn)換程序轉(zhuǎn)換程序 在智能電子秤控制系統(tǒng)中，除了控制單元和執(zhí)行單元外，還必須有反饋環(huán)節(jié)。在反 饋環(huán)節(jié)中，最重要的就是對(duì)數(shù)據(jù)的采集。本文以 AT89C52 單片機(jī)為核心，

44、設(shè)計(jì)一個(gè)基于 單片機(jī)的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，通過(guò)模擬電壓形式輸入系統(tǒng)，經(jīng) AD 7705 可以采集 2 路模擬量， 精度為 16 位，并經(jīng)多次采樣，通過(guò)濾波，取得更精確的重量值。 啟動(dòng) A/D 設(shè)采樣次數(shù) 建立采樣標(biāo)志 讀 A/D 數(shù)字量 存入片內(nèi) RAM 采樣次數(shù)是否到？ 采樣 F0 是否建立？ 結(jié)束 采樣值濾波取平均值 Y N N Y 中斷 圖 4-3 AD7705 A/D 流程框圖 4.4 數(shù)據(jù)處理程序數(shù)據(jù)處理程序 4.4.1 重量轉(zhuǎn)化重量轉(zhuǎn)化 本課題中，A/D 轉(zhuǎn)換采用 AD7705 芯片，它是 16 位輸出，重量計(jì)算要求精確到克，其 輸出值范圍為 00000B 11111B 轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制數(shù)

45、065535，而系統(tǒng)所要求輸出重量范圍 010000g，所以我們進(jìn)行線性參數(shù)的標(biāo)度變換， Wx=（Ws/Ns）Nx。Wx 為實(shí)際重量值 Ws，滿量程重量 10000g，Ns 為 16 位二進(jìn)制值， Nx 為 AD 裝換讀取值，其量化單位為 10000/65535=0.15。如下：為使技術(shù)方便我們將 0.15=15/100，即化為定點(diǎn)數(shù)來(lái)算。 4.4.2 價(jià)格計(jì)算價(jià)格計(jì)算 價(jià)格計(jì)算公式 S=U*Wx， S 為價(jià)格 U 為單價(jià)，Wx 為實(shí)際測(cè)得重量值。 第五章 數(shù)字顯示電子秤的設(shè)計(jì)結(jié)論 單片機(jī)控制的電子秤集傳感器技術(shù)、微計(jì)算機(jī)技術(shù)、數(shù)字顯示技術(shù)于一體、其反應(yīng) 靈敏、準(zhǔn)確度高、顯示直觀，便于使用。另

46、外稍加擴(kuò)展，該電子秤還可與其它生產(chǎn)質(zhì)量 管理系統(tǒng)項(xiàng)連接，具有推廣應(yīng)用價(jià)值。 電子秤不僅要向高精度、高可靠方向發(fā)展, 而且更需向多種功能的方向發(fā)展。目前 飛電子秤技術(shù)朝著以下方向發(fā)展 ： （1）智能化：本系統(tǒng)中雖然利用單片軟件實(shí)現(xiàn)一些簡(jiǎn)單的功能，我們可以將其與 電子計(jì)算機(jī)組合，開(kāi)發(fā)稱(chēng)重用計(jì)算機(jī)，利用計(jì)算機(jī)功能使電子秤具有推理、判斷、自診 斷、自適應(yīng)、自組織等功能。 （2）綜合性：本系統(tǒng)中雖然利用軟件實(shí)現(xiàn)稱(chēng)重、計(jì)價(jià)、顯示，但遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，電子 稱(chēng)重技術(shù)發(fā)展規(guī)律就是不斷的加強(qiáng)基礎(chǔ)擴(kuò)大應(yīng)用，擴(kuò)展新技術(shù)領(lǐng)域，向相鄰學(xué)科和行業(yè) 滲透，綜合各種技術(shù)去解決稱(chēng)重計(jì)量、自動(dòng)控制、信息處理，與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)組合可以顯 示很

47、多商業(yè)信息，構(gòu)成一個(gè)完整的綜合控制系統(tǒng)。 （3） 組合性：未來(lái)稱(chēng)重系統(tǒng)會(huì)大量應(yīng)用在工業(yè)計(jì)量過(guò)程和工藝流程中，其要求組 合性，即測(cè)量范圍可以任意設(shè)定；硬件能夠依據(jù)一定的工作條件和環(huán)境作某些調(diào)整；軟 件能按一定的程序進(jìn)行修改和擴(kuò)展；輸入輸出數(shù)據(jù)與指令可以使用不同的語(yǔ)言和條形碼， 并能與外部的控制和數(shù)據(jù)處理設(shè)備進(jìn)行通信。 在整個(gè)畢業(yè)設(shè)計(jì)過(guò)程中，我對(duì)大學(xué)四年所學(xué)的知識(shí)有了一個(gè)系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)和理解，尤 其是對(duì)本課題所用到的單片機(jī)及其相關(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)又及對(duì)系統(tǒng)的分析和問(wèn)題的解決有了切身的認(rèn)識(shí)和體會(huì)，正所謂學(xué)以 致用，在此實(shí)踐過(guò)程中增長(zhǎng)了知識(shí)、豐富了經(jīng)驗(yàn)，提高了解

48、決問(wèn)題的能力。系統(tǒng)的分析 與設(shè)計(jì)過(guò)程是對(duì)學(xué)習(xí)的總結(jié)過(guò)程，更是進(jìn)一步學(xué)習(xí)和探索的過(guò)程。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。系統(tǒng)的分析和設(shè)計(jì)是項(xiàng)很辛苦的工作，同時(shí)也是一個(gè)充滿樂(lè)趣的過(guò)程， 在設(shè)計(jì)過(guò)程中，要邊學(xué)習(xí)，邊實(shí)踐，遇到新問(wèn)題就不斷探索和努力即可使問(wèn)題得到解決。 參考文獻(xiàn) 1 章壽華, 朱學(xué)儀, 劉賢群, 成永清. 自動(dòng)灌裝用數(shù)控電子秤簡(jiǎn)介J. 化工自動(dòng)化及 儀表, 1979, (04) 2 張海龍. 基于 AT89C2051 控制的電子秤J. 電子世界, 2010, (06) 3 尤天保, 金祖望, 姚建華. 料斗

49、式自動(dòng)計(jì)量電子秤J. 化工自動(dòng)化及儀表, 1984, (02) 4 朱嘉林, 馮錫娟, 張汝有. 電子秤的智能化設(shè)計(jì)J. 山東大學(xué)學(xué)報(bào)(工學(xué)版), 1987, (03) 5 張錦鳳. 電子秤與計(jì)算機(jī)聯(lián)機(jī)運(yùn)行的故障判斷及對(duì)策J. 冶金自動(dòng)化, 1993, (05) 6 金仲元, 葛宗濤, 戴寶娣. 國(guó)產(chǎn)化高精度商用電子秤傳感器的設(shè)計(jì)與補(bǔ)償J. 上海 交通大學(xué)學(xué)報(bào), 1989, (05) 7 石鋼鋼研所專(zhuān)業(yè)室測(cè)試組.電子秤(三)第二章 電子秤的顯示儀表J. 冶金自動(dòng) 化, 1977, (03) 8 石鋼鋼研所專(zhuān)業(yè)室測(cè)試組. 電子秤(四)第三章 電子秤的幾種特殊電路J. 冶 金自動(dòng)化, 1977,

50、(04) 9 孫希. 基于單片機(jī)控制的電子秤設(shè)計(jì)J. 網(wǎng)絡(luò)財(cái)富, 2010, (19) 附錄一： A/D 轉(zhuǎn)換程序轉(zhuǎn)換程序 #include sbit ad_cs=P11; /AD 轉(zhuǎn)換器 AD7705 硬件 I/O 定義 sbit ad_sclk=P10; sbit ad_dout=P14; /AD 輸入輸出 I/O sbit ad_din=P13; /AD 輸入輸出 I/O sbit ad_reset=P12; /AD7705 復(fù)位 sbit ad_drdy=P15; /AD7705 data unsigned int lsb,msb; void delay() data unsigned

51、 int i; i=0; while(i7000) i+; void ad_write(unsigned char command)/數(shù)據(jù)輸入 data unsigned char i; ad_sclk=1; ad_cs=0; i=8; while(i!=0) ad_sclk=0; ad_in=command ad_sclk=1; command=command1; i-; ad_din=1;/送完命令置1,準(zhǔn)備輸入數(shù)據(jù) ad_cs=1; /設(shè)置 A/D 轉(zhuǎn)換模式.然后可以連續(xù)讀出結(jié)果. Void ad_set (unsigned char ch,unsigned char gain) / /

52、ch=1,2;gain=0,1,2,3(1,2,4,8.) ch 通道 gain 增益 data unsigned char i=0 x46; /單極性,加緩沖器 data unsigned char j=gain; j=j3; i=i|j; ad_write(0 x0f+ch); /寫(xiě)通訊寄存器,選擇通道 1,2,并建立下一個(gè)操 作為寫(xiě)設(shè)置寄存器 ad_write(i); /寫(xiě)設(shè)置寄存器,清除 FSYNC,建立增益等運(yùn)行條 件 /初始化被選通道為自校準(zhǔn)模式,有緩沖 器 /A/D 轉(zhuǎn)換結(jié)果讀取函數(shù). unsigned int ad_pro() data unsigned int j,k=0;

53、data unsigned char kk; while(ad_drdy=1); ad_write(0 x38);/讀通訊寄存器,選擇通道 1,2,并建立下一個(gè)操作位讀數(shù) 據(jù)寄存器 ad_sclk=1; /讀取結(jié)果 ad_cs=0; kk=16; while(kk!=0) k=k1; ad_sclk=0; j=ad_dout; ad_sclk=1; k=k|j; /或 kk-; ad_cs=1; ad_dout=1; return(k); /AD 初始化復(fù)位,50 赫茲輸出速率 ad_init() ad_cs=0; ad_reset=1; /復(fù)位 AD 轉(zhuǎn)換器 1-0-1 脈沖,40ms de

54、lay(); ad_reset=0; delay(); ad_reset=0; delay(); ad_reset=1; ad_write(0 x20); /寫(xiě)通訊寄存器,選擇通道 1,并建立下一個(gè)操作 為寫(xiě)時(shí)鐘寄存器 ad_write(0 x04); /寫(xiě)時(shí)鐘寄存器,設(shè)時(shí)鐘信號(hào)位于使用的主時(shí)鐘 信號(hào)(2.4576MHz) ad_write(0 x10); ad_write(0 x46); void ad_jiaozhun() /初始化 A/D,校準(zhǔn)兩個(gè)通道.在通道一上持續(xù) 工作. ad_init(); ad_set(1,0); while(ad_drdy=0); while(ad_drdy=

55、1); while(ad_drdy=0); while(ad_drdy=1); / ad_write(0 x20); /寫(xiě)通訊寄存器,選擇通道 1,并建立下一個(gè) 操作為寫(xiě)時(shí)鐘寄存器,掉電. / ad_write(0 x14); /A/D 基準(zhǔn)斷電. void main() ad_jiaozhun(); lsb=ad_pro(); msb=ad_pro(); Y0 1 Y1 2 Y2 3 Y3 4 Y4 5 Y5 6 Y6 7 Y7 8 Y8 9 Y9 10 Y10 11 GND 12 Y11 13 Y12 14 Y13 15 Y14 16 Y15 17 OE1 18 OE2 19 D 20 C

56、 21 B 22 A 23 VCC 24 DM54LS154J U7 A0 1 A1 2 A2 3 E1 4 E2 5 E3 6 Y7 7 Y6 9 Y5 10 Y4 11 Y3 12 Y2 13 Y1 14 Y0 15 GND 8 VCC 16 SN74LS138N U6 1 2 6 7 9 13 14 3 5 8 10 12 VSS 11 GND 4 DS75492M U5 1 2 6 7 9 13 14 3 5 8 10 12 VSS 11 GND 4 DS75492M U2 1 2 6 7 9 13 14 3 5 8 10 12 VSS 11 GND 4 DS75492M U3 a b

57、f c g d e VCC 1 2 3 4 5 6 7 a b c d e f g 8 dp dp 9 10 NC Dpy Red-CA DS11 a bf c g d e VCC 1 2 3 4 5 6 7 a b c d e f g 8 dp dp 9 10 NC Dpy Red-CA DS12 a bf c g d e VCC 1 2 3 4 5 6 7 a b c d e f g 8 dp dp 9 10 NC Dpy Red-CA DS13 a bf c g d e VCC 1 2 3 4 5 6 7 a b c d e f g 8 dp dp 9 10 NC Dpy Red-CA

58、DS14 a bf c g d e VCC 1 2 3 4 5 6 7 a b c d e f g 8 dp dp 9 10 NC Dpy Red-CA DS6 a bf c g d e VCC 1 2 3 4 5 6 7 a b c d e f g 8 dp dp 9 10 NC Dpy Red-CA DS7 a bf c g d e VCC 1 2 3 4 5 6 7 a b c d e f g 8 dp dp 9 10 NC Dpy Red-CA DS8 a bf c g d e VCC 1 2 3 4 5 6 7 a b c d e f g 8 dp dp 9 10 NC Dpy Re

59、d-CA DS9 a bf c g d e VCC 1 2 3 4 5 6 7 a b c d e f g 8 dp dp 9 10 NC Dpy Red-CA DS1 a bf c g d e VCC 1 2 3 4 5 6 7 a b c d e f g 8 dp dp 9 10 NC Dpy Red-CA DS2 a bf c g d e VCC 1 2 3 4 5 6 7 a b c d e f g 8 dp dp 9 10 NC Dpy Red-CA DS3 a bf c g d e VCC 1 2 3 4 5 6 7 a b c d e f g 8 dp dp 9 10 NC Dp

60、y Red-CA DS4 a bf c g d e VCC 1 2 3 4 5 6 7 a b c d e f g 8 dp dp 9 10 NC Dpy Red-CA DS10 a bf c g d e VCC 1 2 3 4 5 6 7 a b c d e f g 8 dp dp 9 10 NC Dpy Red-CA DS5 LED1 LED2 LED3 LED4 LED5 LED6 LED7 LED8 LED9 LED10 LED11 LED12 LED13 LED14 VCC VCC VCC VCC 1K1K1K1K 1K1K1K1K1K 1K1K1K1K +5V KEY4 KEY5