課程設(shè)計(jì)（論文）基于單片機(jī)的電子秤設(shè)計(jì)

1、基于單片機(jī)的電子秤設(shè)計(jì)1系統(tǒng)方案論證與選型11.1 電子秤組成部分及設(shè)計(jì)思路11.2 數(shù)據(jù)采集部分21.2.1傳感器的選擇21.2.2放大電路選擇31.2.3a/d轉(zhuǎn)換器的選擇31.2.3鍵盤(pán)處理部分方案論證42硬件電路設(shè)計(jì)42.1 at89s52的最小系統(tǒng)電路52.1.1單片機(jī)芯片at89s52介紹52.1.2.單片機(jī)管腳說(shuō)明62.2 電源電路設(shè)計(jì)62.3 數(shù)據(jù)采集部分電路設(shè)計(jì)72.3.1 傳感器和其外圍電路設(shè)計(jì)72.3.2 a/d轉(zhuǎn)換芯片與at89s52單片機(jī)接口電路設(shè)計(jì)82.3.3 測(cè)量算法82.4顯示電路與at89s52單片機(jī)接口電路設(shè)計(jì)92.5鍵盤(pán)電路與at89s52單片機(jī)接口電路設(shè)

2、計(jì)93系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)103.1 子程序設(shè)計(jì)113.2.1 a/d轉(zhuǎn)換啟動(dòng)及數(shù)據(jù)讀取程序設(shè)計(jì)113.2.2顯示子程序設(shè)計(jì)113.2.3鍵盤(pán)掃描子程序的設(shè)計(jì)123.2 主程序設(shè)計(jì)13一系統(tǒng)方案論證與選型按照本設(shè)計(jì)功能的要求，系統(tǒng)由6個(gè)部分組成：控制器部分、測(cè)量部分、報(bào)警部分、數(shù)據(jù)顯示部分、鍵盤(pán)部分、和電路電源部分，系統(tǒng)設(shè)計(jì)總體方案框圖如圖2.1所示。壓力傳感器a/d轉(zhuǎn)換器放大電路at89s52單片機(jī)鍵盤(pán)lcd顯示語(yǔ)音顯示圖2-1設(shè)計(jì)思路框圖測(cè)量部分是利用稱(chēng)重傳感器檢測(cè)壓力信號(hào)，得到微弱的電信號(hào)（本設(shè)計(jì)為電壓信號(hào)），而后經(jīng)處理電路（如濾波電路，差動(dòng)放大電路，）處理后，送a/d轉(zhuǎn)換器，將模擬量轉(zhuǎn)化為數(shù)字

3、量輸出。控制器部分接受來(lái)自a/d轉(zhuǎn)換器輸出的數(shù)字信號(hào)，經(jīng)過(guò)復(fù)雜的運(yùn)算，將數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為物體的實(shí)際重量信號(hào)，并將其存儲(chǔ)到存儲(chǔ)單元中?？刂破鬟€可以通過(guò)對(duì)擴(kuò)展i/o的控制，對(duì)鍵盤(pán)進(jìn)行掃描，而后通過(guò)鍵盤(pán)散轉(zhuǎn)程序，對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行控制。數(shù)據(jù)顯示部分根據(jù)需要實(shí)現(xiàn)顯示功能。1.1 電子秤的組成部分及設(shè)計(jì)思路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)什么原理制成的電子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(chēng)物體與轉(zhuǎn)換元件之間的機(jī)械、傳力復(fù)位系統(tǒng)，又稱(chēng)電子秤的秤體，一般包括接受被稱(chēng)物體載荷的承載器、秤橋結(jié)構(gòu)、吊掛連接部件和

4、限位減振機(jī)構(gòu)等。(2)稱(chēng)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(chēng)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、聲表面諧振式）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(chēng)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(xiàn)性關(guān)系；有較高的靈敏度；對(duì)被稱(chēng)物體的狀態(tài)的影響要小；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(chēng)重傳感器信號(hào)的電子線(xiàn)路（包括放大器、模

5、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(xiàn)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(chēng)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)。設(shè)計(jì)思路 當(dāng)被稱(chēng)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(chēng)重傳感器，傳感器隨之產(chǎn)生力電效應(yīng)，將物體的重量轉(zhuǎn)換成與被稱(chēng)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)和各種功能開(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

6、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)，cpu發(fā)出指令，從內(nèi)存貯器中讀出送到顯示器顯示。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 數(shù)據(jù)采集部分電子秤的數(shù)據(jù)采集部分主要包括稱(chēng)重傳感器、處理電路和a/d轉(zhuǎn)換電路，因此對(duì)于這部分的論證主要分三方面1.2.1 傳感器的選擇 在設(shè)計(jì)中,傳感器是一個(gè)十分重要的元件,因此對(duì)傳感器的選擇也顯的特別的重要,不僅要注意其量程和參數(shù),還有考慮到與其相配置的各種電路的設(shè)計(jì)的難以程度和設(shè)計(jì)性?xún)r(jià)比等等.傳感器量程的選擇可依據(jù)秤的最大稱(chēng)量值、選用傳感器的個(gè)數(shù)、秤體的自重、可能產(chǎn)生的最大偏載及動(dòng)載等因素

7、綜合評(píng)價(jià)來(lái)確定。最先開(kāi)始我準(zhǔn)備用mpx4250自帶集成放大芯片和零點(diǎn)校正的壓力傳感器并且proteus中有仿真模型：摩托羅拉mpx4250系列歧管絕對(duì)壓力傳感器進(jìn)行渦輪(map)提高發(fā)動(dòng)機(jī)控制的設(shè)計(jì)是為了感覺(jué)絕對(duì)氣壓內(nèi)的攝入量在靜聽(tīng)著的松林之間。mpx4250系列傳感器集成運(yùn)算放大器、雙極電路與薄膜電阻器網(wǎng)絡(luò)提供一個(gè)高水平的模擬輸出信號(hào)與溫度補(bǔ)償。小的形式因素和可靠性的要求,單片集成使摩托羅拉地圖傳感器有邏輯、經(jīng)濟(jì)實(shí)惠的選擇為汽車(chē)系統(tǒng)設(shè)計(jì)師。特征最大誤差超過(guò)01.5%至85c完美地適合直接微處理器的接口專(zhuān)利硅剪切應(yīng)力應(yīng)變計(jì)在- 40溫度補(bǔ)償?shù)? 125c提供減少重量、體積比現(xiàn)有的混合模塊但去了

8、電子市場(chǎng)才知道真正買(mǎi)的壓力傳感器只有普通應(yīng)變式壓力傳感器，于是放棄了選擇實(shí)驗(yàn)室有的壓力傳感器，該傳感器是航天科技集團(tuán)公司7ol所的bk-2f型高精度s形測(cè)力/稱(chēng)重傳感器。其測(cè)量作用力的最大范圍可達(dá)20n，精度為005。輸出經(jīng)過(guò)ts-2型放大器放大后，輸出流范圍為4-20ma。1.2.2放大電路選擇稱(chēng)重傳感器輸出電壓振幅范圍420mv。而a/d轉(zhuǎn)換的輸入電壓要求為05v，因此放大環(huán)節(jié)要有312倍左右的增益。對(duì)放大環(huán)節(jié)的要求是增益可調(diào)的（70150倍），根據(jù)本設(shè)計(jì)的實(shí)際情況增益設(shè)為100倍即可，零點(diǎn)和增益的溫度漂移和時(shí)間漂移極小。電阻變化率很小，這樣小的電阻變化既難以直接精確測(cè)量，又不便直接處理。

9、因此，必須采用轉(zhuǎn)換電路，把應(yīng)變計(jì)的r/r變化轉(zhuǎn)換成電壓或電流變化，但是這個(gè)電壓或電流信號(hào)很小，需要增加增益放大電路來(lái)把這個(gè)電壓或電流信號(hào)轉(zhuǎn)換成可以被a/d轉(zhuǎn)換芯片接收的信號(hào)。在前級(jí)處理電路部分，我考慮過(guò)以下幾種方案：方案（一）：采用專(zhuān)用儀表放大器，如：ina126，ina121等構(gòu)成前級(jí)處理電路。下面舉例用ina128儀用儀表放大器來(lái)實(shí)現(xiàn)。圖2.2利用普通運(yùn)放設(shè)計(jì)的差動(dòng)放大器一般說(shuō)來(lái)，集成化儀用放大器具有很高的共模抑制比和輸入阻抗，因而在傳統(tǒng)的電路設(shè)計(jì)中都是把集成化儀器放大器作為前置放大器。然而，絕大多數(shù)的集成化儀器放大器，特別是集成化儀器放大器，它們的共模抑制比與增益相關(guān)：增益越高，共模抑制

10、比越大。而集成化儀器放大器作為心電前置放大器時(shí)，由于極化電壓的存在，前置放大器的增益只能在幾十倍以?xún)?nèi)，這就使得集成化儀器放大器作為前置放大器時(shí)的共模抑制比不可能很高。有學(xué)者試圖在前置放大器的輸入端加上隔直電容（高通網(wǎng)絡(luò)）來(lái)避免極化電壓使高增益的前置放大器進(jìn)入飽和狀態(tài)，但由于信號(hào)源的內(nèi)阻高，且兩輸入端不平衡，隔直電容（高通網(wǎng)絡(luò)）使等共模干擾轉(zhuǎn)變?yōu)椴钅８蓴_，結(jié)果適得其反，嚴(yán)重地?fù)p害了放大器的性能。1. 前級(jí)采用運(yùn)放a1和a2組成并聯(lián)型差動(dòng)放大器。理論上不難證明，在運(yùn)算放大器為理想的情況下，并聯(lián)型差動(dòng)放大器的輸入阻抗為無(wú)窮大，共模抑制比也為無(wú)窮大。更值得一提的是，在理論上并聯(lián)型差動(dòng)放大器的共模抑制比

11、與電路的外圍電阻的精度和阻值無(wú)關(guān)。 2 阻容耦合電路放在由并聯(lián)型差動(dòng)放大器構(gòu)成的前級(jí)放大器和由儀器放大器構(gòu)成的后級(jí)放大器之間，這樣可為后級(jí)儀器放大器提高增益，進(jìn)而提高電路的共模抑制比提供了條件。同時(shí)，由于前置放大器的輸出阻抗很低，同時(shí)又采用共模驅(qū)動(dòng)技術(shù)，避免了阻容耦合電路中的阻、容元件參數(shù)不對(duì)稱(chēng)（匹配）導(dǎo)致的共模干擾轉(zhuǎn)換成差模干擾的情況發(fā)生。 3. 后級(jí)電路采用廉價(jià)的儀器放大器，將雙端信號(hào)轉(zhuǎn)換為單端信號(hào)輸出。由于阻容耦合電路的隔直作用，后級(jí)的儀器放大器可以做到很高的增益，進(jìn)而得到很高的共模抑制比。 從理論上計(jì)算整個(gè)電路的共模抑制比為： 式中：cmrtotal或cmrrtotal放大器的總共模抑

12、制比；cmr1第一級(jí)放大器的共模抑制比；cmr2或cmrr2第二級(jí)放大器的共模抑制比；a1d、a1c、a2d和a2c分別為第一級(jí)放大器和第二級(jí)放大器的差模增益和共模增益。但市場(chǎng)只能買(mǎi)到簡(jiǎn)易運(yùn)放tlo72cp,但我所選壓力傳感器是自帶放大也就不用做放大電路但i/v變送有相應(yīng)放大電路：1.2.3 a/d轉(zhuǎn)換器的選擇a/d轉(zhuǎn)換部分是整個(gè)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵，這一部分處理不好，會(huì)使得整個(gè)設(shè)計(jì)毫無(wú)意義。目前，世界上有多種類(lèi)型的adc，有傳統(tǒng)的并行、逐次逼近型、積分型adc，也有近年來(lái)新發(fā)展起來(lái)的-型和流水線(xiàn)型adc，多種類(lèi)型的adc各有其優(yōu)缺點(diǎn)并能滿(mǎn)足不同的具體應(yīng)用要求。并行比較a/d轉(zhuǎn)換器：如adc0808、

13、adc0809等 。并行比較adc是現(xiàn)今速度最快的模/數(shù)轉(zhuǎn)換器，采樣速率在1gsps以上，通常稱(chēng)為“閃爍式”adc。它由電阻分壓器、比較器、緩沖器及編碼器四種分組成。這種結(jié)構(gòu)的adc所有位的轉(zhuǎn)換同時(shí)完成，其轉(zhuǎn)換時(shí)間主取決于比較器的開(kāi)關(guān)速度、編碼器的傳輸時(shí)間延遲等。缺點(diǎn)是：并行比較式a/d轉(zhuǎn)換的抗干擾能力差，但編程比較熟悉，就選用adc0809。1.2.3顯示電路部分的選擇數(shù)據(jù)顯示是電子秤的一項(xiàng)重要功能，是人機(jī)交換的主要組成部分，它可以將測(cè)量電路測(cè)得的數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)微處理器處理后直觀(guān)的顯示出來(lái)。數(shù)據(jù)顯示部分可以有以下兩種方案供選擇。的組成有以下兩種方案可供選擇：一是 led數(shù)碼管顯示,二是lcd液晶顯

14、示兩種選擇. lcd液晶顯示器是一種極低功耗顯示器，從電子表到計(jì)算器，從袖珍時(shí)儀表到便攜式微型計(jì)算機(jī)以及一些文字處理機(jī)都廣泛利用了液晶顯示器。1.2.4 鍵盤(pán)處理部分方案論證由于電子秤需要設(shè)置單價(jià)（十個(gè)數(shù)字鍵），還具有確認(rèn)、輸出等功能，總共需設(shè)置13個(gè)鍵（包括一個(gè)復(fù)位鍵）。鍵盤(pán)的擴(kuò)展有使用以下方案：采用矩陣式鍵盤(pán)：矩陣式鍵盤(pán)的特點(diǎn)是把檢測(cè)線(xiàn)分成兩組，一組為行線(xiàn)，一組列線(xiàn)，按鍵放在行線(xiàn)和列線(xiàn)的交叉點(diǎn)上。圖2.6給出了一個(gè)34的矩陣鍵盤(pán)結(jié)構(gòu)的鍵盤(pán)接口電路，圖中的每一個(gè)按鍵都通過(guò)不同的行線(xiàn)和列線(xiàn)與主機(jī)相連這。34矩陣式鍵盤(pán)共可以安裝12個(gè)鍵，但只需要7條測(cè)試線(xiàn)。當(dāng)鍵盤(pán)的數(shù)量大于7時(shí)，一般都采用矩陣式

15、鍵盤(pán)，處理方法線(xiàn)選法。結(jié)合本設(shè)計(jì)的實(shí)際要求，12個(gè)按鍵使用34矩陣式鍵盤(pán)，另外一個(gè)復(fù)位鍵使用獨(dú)立式按鍵實(shí)現(xiàn)。二.硬件電路設(shè)計(jì)根據(jù)設(shè)計(jì)要求與設(shè)計(jì)思路，此電路由一塊at89s52、按鍵輸入電路、時(shí)鐘電路、復(fù)位電路、lcd顯示段碼驅(qū)動(dòng)電路、lcd顯示位碼驅(qū)動(dòng)電路、lcd顯示器電路。在本系統(tǒng)中用于稱(chēng)量的主要器件是稱(chēng)重傳感器（一次變換元件），稱(chēng)重傳感器在受到壓力或拉力時(shí)會(huì)產(chǎn)生電信號(hào)，受到不同壓力或拉力是產(chǎn)生的電信號(hào)也隨著變化，而且力與電信號(hào)的關(guān)系一般為線(xiàn)性關(guān)系。由于稱(chēng)重傳感器一般的輸出范圍為420mv，對(duì)a/d轉(zhuǎn)換或單片機(jī)的工作參數(shù)來(lái)說(shuō)不能使a/d轉(zhuǎn)換和單片機(jī)正常工作，所以需要對(duì)輸出的信號(hào)進(jìn)行放大。由于

16、傳感器輸出的為模擬信號(hào)，所以需要對(duì)其進(jìn)行a/d轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)以便單片機(jī)接收。單片機(jī)根據(jù)稱(chēng)重傳感器輸出的電信號(hào)和速度傳感器輸出的速度信號(hào)計(jì)算出物體的重量。由于稱(chēng)重傳感器一般的輸出范圍為020mv，對(duì)a/d轉(zhuǎn)換或單片機(jī)的工作參數(shù)來(lái)說(shuō)不能使a/d轉(zhuǎn)換和單片機(jī)正常工作，所以需要對(duì)輸出的信號(hào)進(jìn)行放大。由于傳感器輸出的為模擬信號(hào)，所以需要對(duì)其進(jìn)行a/d轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)以便單片機(jī)接收。單片機(jī)根據(jù)稱(chēng)重傳感器輸出的電信號(hào)和速度傳感器輸出的速度信號(hào)計(jì)算出物體的重量。在本系統(tǒng)中，硬件電路的構(gòu)成主要有以下幾部分： at89c52的最小系統(tǒng)構(gòu)成、電源電路、數(shù)據(jù)采集電路等。單片機(jī)16個(gè)按鍵輸入電路lcd顯示器位碼驅(qū)動(dòng)電路時(shí)

17、鐘電路復(fù)位電路lcd顯示器段碼驅(qū)動(dòng)電路10位lcd顯示器電路2.1 at89s52的最小系統(tǒng)電路2.1.1單片機(jī)芯片at89s52介紹單片機(jī)采用mcs-52系列單片機(jī)。由atmel公司生產(chǎn)的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flash 存儲(chǔ)器。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(xiàn)，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?？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

18、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。而且，它還具有一個(gè)看門(mén)狗（wdt）定時(shí)/計(jì)數(shù)器，如果程序沒(méi)有正常工作，就會(huì)強(qiáng)制整個(gè)系統(tǒng)復(fù)位，還可以在程序陷入死循環(huán)的時(shí)候，讓單片機(jī)復(fù)位而不用整個(gè)系統(tǒng)斷電，從而保護(hù)你的硬件電路。at89s52有40個(gè)引腳，32個(gè)外部雙向輸入/輸出（i/o）端口，同時(shí)內(nèi)含2個(gè)外中斷口，2個(gè)16位可編程定時(shí)計(jì)數(shù)器,2個(gè)全雙工串行通信口，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。其將通用的微處理器和flash存儲(chǔ)器結(jié)合在一起，特別是可反復(fù)擦寫(xiě)的flash存儲(chǔ)器可有效地降低開(kāi)發(fā)成本。2.1.3 at89s52的最小系統(tǒng)電路構(gòu)成at

19、89s52單片機(jī)的最小系統(tǒng)由時(shí)鐘電路、復(fù)位電路、電源電路及單片機(jī)構(gòu)成。單片機(jī)的時(shí)鐘信號(hào)用來(lái)提供單片機(jī)片內(nèi)各種操作的時(shí)間基準(zhǔn)，復(fù)位操作則使單片機(jī)的片內(nèi)電路初始化，使單片機(jī)從一種確定的初態(tài)開(kāi)始運(yùn)行。單片機(jī)的時(shí)鐘信號(hào)通常用兩種電路形式得到：內(nèi)部振蕩方式和外部振蕩方式。在引腳xtal1和xtal2外接晶體振蕩器(簡(jiǎn)稱(chēng)晶振)或陶瓷諧振器，就構(gòu)成了內(nèi)部振蕩方式。由于單片機(jī)內(nèi)部有一個(gè)高增益反相放大器，當(dāng)外接晶振后，就構(gòu)成了自激振蕩器并產(chǎn)生振蕩時(shí)鐘脈沖。當(dāng)mcs-5l系列單片機(jī)的復(fù)位引腳rst(全稱(chēng)reset)出現(xiàn)2個(gè)機(jī)器周期以上的高電平時(shí)，單片機(jī)就執(zhí)行復(fù)位操作。如果rst持續(xù)為高電平，單片機(jī)就處于循環(huán)復(fù)位狀

20、態(tài)。根據(jù)應(yīng)用的要求，復(fù)位操作通常有兩種基本形式：上電復(fù)位和上電或開(kāi)關(guān)復(fù)位。上電復(fù)位要求接通電源后，自動(dòng)實(shí)現(xiàn)復(fù)位操作。上電或開(kāi)關(guān)復(fù)位要求電源接通后，單片機(jī)自動(dòng)復(fù)位，并且在單片機(jī)運(yùn)行期間，用開(kāi)關(guān)操作也能使單片機(jī)復(fù)位。單片機(jī)的復(fù)位操作使單片機(jī)進(jìn)入初始化狀態(tài)，其中包括使程序計(jì)數(shù)器pc0000h，這表明程序從0000h地址單元開(kāi)始執(zhí)行。系統(tǒng)復(fù)位是任何微機(jī)系統(tǒng)執(zhí)行的第一步，使整個(gè)控制芯片回到默認(rèn)的硬件狀態(tài)下。51單片機(jī)的復(fù)位是由reset引腳來(lái)控制的，此引腳與高電平相接超過(guò)24個(gè)振蕩周期后，51單片機(jī)即進(jìn)入芯片內(nèi)部復(fù)位狀態(tài)，而且一直在此狀態(tài)下等待，直到reset引腳轉(zhuǎn)為低電平后，才檢查ea引腳是高電平或低

21、電平，若為高電平則執(zhí)行芯片內(nèi)部的程序代碼，若為低電平便會(huì)執(zhí)行外部程序。2.3 數(shù)據(jù)采集部分電路設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)采集部分電路包括傳感器輸出信號(hào)放大電路、a/d轉(zhuǎn)換器與單片機(jī)接口電路。2.3.1 傳感器和其外圍以及放大電路設(shè)計(jì)傳感器實(shí)際上是一種將質(zhì)量信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)榭蓽y(cè)量的電信號(hào)輸出的裝置。用傳感器首先要考慮傳感器所處的實(shí)際工作環(huán)境，這點(diǎn)對(duì)正確使用傳感器至關(guān)重要，它關(guān)系到傳感器能否正常工作以及它的安全和使用壽命，乃至整個(gè)衡器的可靠性和安全性。因此傳感器外圍電路的抗干擾能力是數(shù)據(jù)采集部分電路設(shè)計(jì)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。傳感器檢測(cè)電路的功能是把電阻應(yīng)變片的電阻變化轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷狠敵觯捎诨菟沟请姌蚓哂泻芏鄡?yōu)點(diǎn)，如可以抑制溫度變化的

22、影響，可以抑制側(cè)向力干擾，可以比較方便的解決稱(chēng)重傳感器的補(bǔ)償問(wèn)題等。由于傳感器輸出的電流信號(hào)很小，是ma級(jí)的電壓信號(hào)，因此為了提高系統(tǒng)的抗干擾能力，在傳感器外圍電路的設(shè)計(jì)過(guò)程中，增加了由普通運(yùn)放設(shè)計(jì)的差動(dòng)放大器增益調(diào)節(jié)電阻，是為了滿(mǎn)足系統(tǒng)抗干擾的要求而設(shè)計(jì)。其電路圖如3.2所示。 這是一個(gè)電阻應(yīng)變片式稱(chēng)重傳感器，將電阻應(yīng)變片貼在金屬的彈性體（即力敏感器）上，并連接成一差動(dòng)全橋電路。電阻應(yīng)變片實(shí)心軸沿軸向線(xiàn)應(yīng)變?yōu)椋?（3-1）實(shí)心軸沿圓周向線(xiàn)應(yīng)變?yōu)椋?（3-2）金屬材料的電阻相對(duì)變化公式為： (3-3)把3-1、3-1代入3-3可以得到其輸出電壓為： (3-4)其中f為壓力（即重物重量）a為受力

23、面積e為彈性材料的彈性模量。如果在電阻的兩側(cè)都加入應(yīng)變片，則其輸出為 (3-5)2.3.2 a/d轉(zhuǎn)換芯片與at89s52單片機(jī)接口電路設(shè)計(jì)2.4 顯示電路與at89s52單片機(jī)接口電路設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)采用是lcd顯示。在lcd驅(qū)動(dòng)時(shí)，需在段電極和公共電極上施加交流電壓。若只在電極上施加dc電壓時(shí)，液晶本身發(fā)生劣化。液晶驅(qū)動(dòng)方式包括靜態(tài)驅(qū)動(dòng)、動(dòng)態(tài)驅(qū)動(dòng)等驅(qū)動(dòng)方式。（1)靜態(tài)驅(qū)動(dòng) 所有的段都有獨(dú)立的驅(qū)動(dòng)電路，表示段電極與公共電極之間連續(xù)施加電壓。它適合于簡(jiǎn)單控制的lcd。（2)多路驅(qū)動(dòng)方式 構(gòu)成矩陣電極，公共端數(shù)為n，按照1/n的時(shí)序分別依次驅(qū)動(dòng)公共端，與該驅(qū)動(dòng)時(shí)序相對(duì)應(yīng)，對(duì)所有的段信號(hào)電極作選擇驅(qū)動(dòng)。

24、這種方式適合于比較復(fù)雜控制的lcd。在多路驅(qū)動(dòng)方式中，像素可分為選擇點(diǎn)、半選擇點(diǎn)和非選擇點(diǎn)。為了提高顯示的對(duì)比度和降低串?dāng)_，應(yīng)合理選擇占空比（duty）和偏壓(bias)。施加在lcd上所表示的on和off時(shí)的電壓有效值與占空比和偏壓的關(guān)系如下：vo:lcd驅(qū)動(dòng)電壓 n:占空比(1/n) a:偏壓(1/a)多路驅(qū)動(dòng)方式可分為點(diǎn)反轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)和幀反轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)。點(diǎn)反轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)適合于低占空比應(yīng)用，它在各段數(shù)據(jù)輸出時(shí)，將數(shù)據(jù)反轉(zhuǎn)。幀反轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)適合于高占空比應(yīng)用，它在各幀輸出時(shí)，將數(shù)據(jù)反轉(zhuǎn)。對(duì)于多灰度和彩色顯示的控制方法，通常采用幀頻控制(frc）和脈寬調(diào)制(pwm)方法。幀頻控制是通過(guò)減少幀輸出次數(shù)，控制輸出信號(hào)的有

25、效值，來(lái)實(shí)現(xiàn)多灰度和彩色控制。而脈寬調(diào)制是通過(guò)改變段輸出信號(hào)脈寬，控制輸出信號(hào)的有效值，來(lái)實(shí)現(xiàn)多灰度和彩色控制。2.5 鍵盤(pán)電路與at89s52單片機(jī)接口電路設(shè)計(jì)矩陣式鍵盤(pán)的結(jié)構(gòu)與工作原理： 在鍵盤(pán)中按鍵數(shù)量較多時(shí)，為了減少i/o口的占用，通常將按鍵排列成矩陣形式。在矩陣式鍵盤(pán)中，每條水平線(xiàn)和垂直線(xiàn)在交叉處不直接連通，而是通過(guò)一個(gè)按鍵加以連接。這樣，一個(gè)端口（如p1口）就可以構(gòu)成3*4=16個(gè)按鍵，比之直接將端口線(xiàn)用于鍵盤(pán)多出了一倍，而且線(xiàn)數(shù)越多，區(qū)別越明顯，比如再多加一條線(xiàn)就可以構(gòu)成20鍵的鍵盤(pán)，而直接用端口線(xiàn)則只能多出一鍵（9鍵）。由此可見(jiàn)，在需要的鍵數(shù)比較多時(shí)，采用矩陣法來(lái)做鍵盤(pán)是合理的

26、。矩陣式鍵盤(pán)的按鍵識(shí)別方法 ：確定矩陣式鍵盤(pán)上何鍵被按下介紹一種“行掃描法”。行掃描法 行掃描法又稱(chēng)為逐行（或列）掃描查詢(xún)法，是一種最常用的按鍵識(shí)別方法，如上圖所示鍵盤(pán)，介紹過(guò)程如下。判斷鍵盤(pán)中有無(wú)鍵按下 將全部行線(xiàn)y0-y3置低電平，然后檢測(cè)列線(xiàn)的狀態(tài)。只要有一列的電平為低，則表示鍵盤(pán)中有鍵被按下，而且閉合的鍵位于低電平線(xiàn)與4根行線(xiàn)相交叉的4個(gè)按鍵之中。若所有列線(xiàn)均為高電平，則鍵盤(pán)中無(wú)鍵按下。 判斷閉合鍵所在的位置 在確認(rèn)有鍵按下后，即可進(jìn)入確定具體閉合鍵的過(guò)程。其方法是：依次將行線(xiàn)置為低電平，即在置某根行線(xiàn)為低電平時(shí)，其它線(xiàn)為高電平。在確定某根行線(xiàn)位置為低電平后，再逐行檢測(cè)各列線(xiàn)的電平狀態(tài)

27、。若某列為低，則該列線(xiàn)與置為低電平的行線(xiàn)交叉處的按鍵就是閉合的按鍵。 三.系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)程序設(shè)計(jì)是一件復(fù)雜的工作，為了把復(fù)雜的工作條理化，就要有相應(yīng)的步驟和方法。其步驟可概括為以下三點(diǎn)： 分析系統(tǒng)控制要求，確定算法：對(duì)復(fù)雜的問(wèn)題進(jìn)行具體的分析，找出合理的計(jì)算方法及適當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，從而確定編寫(xiě)程序的步驟。這是能否編制出高質(zhì)量程序的關(guān)鍵。 根據(jù)算法畫(huà)流程圖：畫(huà)程序框圖可以把算法和解題步驟逐步具體化，以減少出錯(cuò)的可能性。編寫(xiě)程序：根據(jù)程序框圖所表示的算法和步驟，選用適當(dāng)?shù)闹噶钆帕衅饋?lái)，構(gòu)成一個(gè)有機(jī)的整體，即程序。程序數(shù)據(jù)的一種理想方法是結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)方法。結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)是對(duì)利用到的控制結(jié)構(gòu)類(lèi)程序做適當(dāng)

28、的限制，特別是限制轉(zhuǎn)向語(yǔ)句(或指令)的使用，從而控制了程序的復(fù)雜性，力求程序的上、下文順序與執(zhí)行流程保持一致性，使程序易讀易理解，減少邏輯錯(cuò)誤和易于修改、調(diào)試。根據(jù)系統(tǒng)的控制任務(wù)，本系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)主要由主程序、初始化程序、顯示子程序、數(shù)據(jù)采集子程序和延時(shí)程序等組成。3.2.1顯示子程序設(shè)計(jì)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。而顯示子程序是其他程序所需要調(diào)用的程序之一，因此，顯示子程序的設(shè)計(jì)就顯得舉足輕重，設(shè)計(jì)的時(shí)候也要十分的小心和賣(mài)力。設(shè)計(jì)顯示子程序的流程圖如下圖4-4所示：圖4.4顯示子程序流程圖3.2.2 a/d轉(zhuǎn)換啟動(dòng)及數(shù)據(jù)讀取程序設(shè)計(jì)a/d轉(zhuǎn)換子

29、程序主要是指在系統(tǒng)開(kāi)始運(yùn)行時(shí)，把稱(chēng)重傳感器傳遞過(guò)來(lái)的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)并傳遞到單片機(jī)所涉及到的程序設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)流程圖如圖4-2所示。4.2 a/d轉(zhuǎn)換啟動(dòng)及數(shù)據(jù)讀取程序流程圖3.2.3 鍵盤(pán)掃描子程序的設(shè)計(jì)如圖3.4.1所示：鍵盤(pán)電路設(shè)計(jì)成4x4矩陣式，由鍵盤(pán)編碼方式可以得出0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,a,b,c,d,e各鍵對(duì)應(yīng)的鍵值： 0d8h,0d0h,0d1h,0d2h,0c8h,0c9h,0cah,0c0h,0c1h, 0c2h， 0c3h,0cbh,0d3h,0dbh,0dah,0d9h 。鍵盤(pán)是否按下是否功能鍵顯示數(shù)字lcd初始化顯示總價(jià)查找對(duì)應(yīng)字符lcd顯示返回在程

30、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。 查詢(xún)方式自循環(huán) 3.2主程序設(shè)計(jì)#include #include #define uint unsigned int#define uchar unsigned char#define in0 xbyte0xfef8 /選擇adc0809的通道0int dis05 = 0,0,0,0,0;int dis35 = 0,0,0,0,0;uchar code num11=0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,.; int keyboard=0;int data1,data2; uchar temp

31、;int key; /鍵順序碼sbit lcd_rs = p35; /顯示使能 sbit lcd_rw = p36;sbit lcd_ep = p37; uchar code dis1 = totalprice:000.0;uchar code dis2 = weg: pr:00.0; /開(kāi)始顯示code uchar price13=1,2,3, 4,5,6, 7,8,9, 0,.;void lcd_wcmd(uchar cmd); / 寫(xiě)入指令數(shù)據(jù)到lcdvoid lcd_pos(uchar pos); /設(shè)定顯示位置void lcd_wdat(uchar dat); /寫(xiě)入字符顯示數(shù)據(jù)到l

32、cdvoid lcd_init(); /lcd初始化設(shè)定 void keyscan(void); /鍵盤(pán)掃描void keydown(void);void keybordshow(); /鍵盤(pán)顯示void countsum();/*名稱(chēng)：adc0809數(shù)模轉(zhuǎn)換與顯示說(shuō)明：adc0809采樣通道0輸入的模擬量，轉(zhuǎn)換后的結(jié)果顯示在lcd上。*/sbit st=p30;/啟動(dòng)信號(hào)sbit oe=p31;/輸出使能sbit eoc=p32;sbit clock=p33;void adc0809();void delay() int m=0,j=0; for(m=0;m2;m+) for(j=0;j10

33、0;j+); void delay1() int m=0,j=0; for(m=0;m20;m+) for(j=0;j500;j+); void display()/顯示轉(zhuǎn)換結(jié)果 int wz; for(wz=0;wz4)|0xf0); if(temp=1) / p1.4 被拉低 key=1; else if(temp=2) / p1.5 被拉低 key=2; else if(temp=4) / p1.6 被拉低 key=3; /行掃描 p1=0x0f; /低四位輸入 行為高電平 列為低電平 temp=p1; /讀p1口 temp=temp&0x0f; temp=(temp|0xf0); if

34、(temp=1) / p1.0 被拉低 key=key; else if(temp=2) / p1.1 被拉低 key=key+3; else if(temp=4) / p1.2 被拉低 key=key+6; else if(temp=8) / p1.3 被拉低 key=key+9;if(key=0&key=10) keyboard=keyboard*10+key; if(key=12) countsum(); /*/*計(jì)算總和 */*/ void countsum() int xh; data1=keyboard*data1/10; dis30=data1/1000; / 2500/1000

35、=2 data1=data1%1000; / data1=2500%1000=500 dis31=data1/100; / 500/100=5 data1=data1%100; / data1=500%100=0 dis32=data1/10;data1=data1%10; dis33=10; dis34=data1; for(xh=0;xh=0x4b&n=0x50) /鍵盤(pán)顯示條件 delay1(); keydown(); delay1(); lcd_pos(n); lcd_wdat(pricekey-1); /用數(shù)組控制輸出 n+; /右移地址 if(n=0x4d) n=n+1; /*/*lcd顯示部分 */*/void lcd_wcmd(uchar cmd) / 寫(xiě)入指令數(shù)據(jù)到lcdlcd_rs = 0;lcd_rw = 0;lcd_ep = 0;delay(); p0 = cmd;delay();lcd_ep = 1;delay();lcd_ep = 0; void lcd_pos(uchar pos) /設(shè)定顯示位置lcd_wcmd(pos | 0x80);void lcd_wdat(uchar dat) /寫(xiě)入字符顯示數(shù)據(jù)到lc