基于單片機(jī)的電子秤的設(shè)計(jì)

1、四川信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(論文)設(shè)計(jì)(論文)題目: 基于單片機(jī)的電子秤的設(shè)計(jì) 專 業(yè): 應(yīng)用電子技術(shù) 班 級(jí): 應(yīng)電 12-3 學(xué) 號(hào): 1111111 姓 名: 某某某 指導(dǎo)教師: 某某某 二一四年十一月二十五日四川信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書四川信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書學(xué) 生姓 名某某某學(xué)號(hào)1111111班級(jí)應(yīng)電 12-3專業(yè)應(yīng)用電子技術(shù)設(shè)計(jì)（或論文）題目基于單片機(jī)的電子秤的設(shè)計(jì)指導(dǎo)教師姓名職 稱工作單位及所從事專業(yè)聯(lián)系方式備 注副教授 設(shè)計(jì)（論文）內(nèi)容：運(yùn)用單片機(jī)技術(shù)知識(shí)、技能設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)易電子秤。功能要求：1用 LED 液晶顯示屏顯示被稱物體的質(zhì)量。2當(dāng)

2、物體超重時(shí)可以自動(dòng)報(bào)警。3用 EWB 軟件進(jìn)行仿真或制作實(shí)物。要求完成：選擇各單元電路結(jié)構(gòu)并闡述工作原理，繪制整機(jī)電路原理圖（A4 圖紙） ，寫出 C 語(yǔ)言源程序；準(zhǔn)確計(jì)算或估算電路參數(shù)，正確選擇電路元件與設(shè)備，給出元件、設(shè)備明細(xì)表；設(shè)計(jì)說(shuō)明書，要求準(zhǔn)確闡述電路選擇依據(jù)，反映計(jì)算方法、元件、設(shè)備選擇等設(shè)計(jì)過(guò)程，并使用軟件進(jìn)行仿真或制作實(shí)物。進(jìn)度安排：第 1 周：列出任務(wù)表查找資料，選擇參考方案； 第 24 周：確定方案，畫仿真圖，電路圖，編輯程序，列出元器件清單表；第 58 周：收集資料；第 911 周：整理報(bào)告，確定初稿；第 1213 周：檢查定稿，準(zhǔn)備答辯；第 14 周：答辯。主要參考文獻(xiàn)

3、、資料(寫清楚參考文獻(xiàn)名稱、作者、出版單位)：1 張毅剛MCS-51 單片機(jī)應(yīng)用設(shè)計(jì)哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社2 潘新民微型計(jì)算機(jī)控制技術(shù)人民郵電出版社3 朱鴻彪實(shí)用電子制作人民教育出版社4 黃智偉全國(guó)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽訓(xùn)練教程北京：電子工業(yè)出版社5 李建忠單片機(jī)原理及應(yīng)用西安：西安電子科技大學(xué)出版社6 朱宇光單片機(jī)應(yīng)用新技術(shù)教程北京：電子工業(yè)出版社審批意見教研室負(fù)責(zé)人：年 月 日備注：任務(wù)書由指導(dǎo)教師填寫，一式二份。其中學(xué)生一份，指導(dǎo)教師一份。 四川信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(論文)I目目錄錄摘要.1緒論.2第一章方案設(shè)計(jì)與論證.31.1 方案選擇.31.2 方案論證.4第二章硬件設(shè)計(jì)與分析.

4、52.1 單片機(jī)最小系統(tǒng).52.1.1 芯片介紹.52.1.2 時(shí)鐘電路設(shè)計(jì).72.1.3 復(fù)位電路設(shè)計(jì).82.2 信號(hào)采集模塊.92.2.1 傳感器的選擇.92.2.2 傳感器的選擇.92.3 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換電路.102.3.1 A/D 轉(zhuǎn)換器的選擇 .102.3.2 ADC0832 的介紹.112.3.3 單片機(jī)對(duì) ADC0832 的控制原理.112.4 聲光報(bào)警電路.122.5 顯示電路.132.6 整機(jī)電路.13第三章軟件設(shè)計(jì).143.1 主程序流程圖.143.2 模數(shù)轉(zhuǎn)換子程序.15 四川信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(論文)II3.3 報(bào)警子程序設(shè)計(jì).153.3 報(bào)警子程序設(shè)計(jì).16第四

5、章系統(tǒng)仿真與調(diào)試.184.1 常用調(diào)試工具.184.2 PROTEUS電子秤的工作過(guò)程.18結(jié)論.20參考文獻(xiàn).21附錄 1整機(jī)電路圖.22附錄 2程序清單.23附錄 3元器件清單表.29 四川信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(論文)第 1 頁(yè)共 29 頁(yè)摘要隨著微電子技術(shù)的應(yīng)用，市場(chǎng)上使用的傳統(tǒng)稱重工具已經(jīng)滿足不了人們的要求。為了改變傳統(tǒng)稱重工具在使用上存在的問(wèn)題，在本設(shè)計(jì)中將智能化、自動(dòng)化、人性化用在了電子稱重的控制系統(tǒng)中。本系統(tǒng)主要由單片機(jī)來(lái)控制，測(cè)量物體重量部分由稱重傳感器及 A/D 轉(zhuǎn)換器組成，加上顯示單元，此電子秤俱備了功能多、性能價(jià)格比高、功耗低、系統(tǒng)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單、使用方便直觀、速度快

6、、測(cè)量準(zhǔn)確、自動(dòng)化程度高等特點(diǎn)。本系統(tǒng)以 AT89C51 單片機(jī)為主控芯片、輔以傳感器采集模塊、聲光報(bào)警電路、電源供電模塊、顯示電路模塊、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模塊等構(gòu)成智能稱重系統(tǒng)，從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)稱重系統(tǒng)的稱重功能、聲光報(bào)警功能。硬件部分主要由單片機(jī) AT89C51、LCD、AD 轉(zhuǎn)換器、壓力傳感器、蜂鳴器等基本外圍電子電路組成?？梢哉f(shuō),此設(shè)計(jì)所完成的電子秤很大程度上滿足了應(yīng)用需求。此電子秤具備備了功能多、性能價(jià)格比高、功耗低、系統(tǒng)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單、使用方便直觀、速度快、測(cè)量準(zhǔn)確、自動(dòng)化程度高等特點(diǎn)。關(guān)鍵詞傳感器采集；液晶顯示；數(shù)模轉(zhuǎn)換；聲光報(bào)警 四川信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(論文)第 2 頁(yè)共 29 頁(yè)緒論

7、隨著時(shí)代科技的迅猛發(fā)展，微電子學(xué)和計(jì)算機(jī)等現(xiàn)代電子技術(shù)的成就給傳統(tǒng)的電子測(cè)量與儀器帶來(lái)了巨大的沖擊和革命性的影響。常規(guī)的測(cè)試儀器儀表和控制裝置被更先進(jìn)的智能儀器所取代，使得傳統(tǒng)的電子測(cè)量?jī)x器在遠(yuǎn)離、功能、精度及自動(dòng)化水平定方面發(fā)生了巨大變化，并相應(yīng)的出現(xiàn)了各種各樣的智能儀器控制系統(tǒng)，使得科學(xué)實(shí)驗(yàn)和應(yīng)用工程的自動(dòng)化程度得以顯著提高。作為重量測(cè)量?jī)x器，智能電子秤在各行各業(yè)開始顯現(xiàn)其測(cè)量準(zhǔn)確，測(cè)量速度快，易于實(shí)時(shí)測(cè)量和監(jiān)控的巨大優(yōu)點(diǎn)，并開始逐漸取代傳統(tǒng)型的機(jī)械杠桿測(cè)量稱，成為測(cè)量領(lǐng)域的主流產(chǎn)品。本文設(shè)計(jì)的電子秤以單片機(jī)為主要部件，用匯編語(yǔ)言進(jìn)行軟件設(shè)計(jì)，硬件則以電阻傳感器為主,測(cè)量 05Kg 電子秤

8、，隨時(shí)可改變上限閾值，并達(dá)到閾值報(bào)警的功能。稱重傳感器輸出的電量是模擬量，數(shù)值比較小達(dá)不到 A/D 轉(zhuǎn)換接收的電壓范圍。所以送 A/D 轉(zhuǎn)換之前要對(duì)其進(jìn)行前端放大、整形濾波等處理。然后，A/D轉(zhuǎn)換的結(jié)果才能送單片機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理并顯示。其數(shù)據(jù)顯示部分采用 LCD 顯示，成本低且能很好地實(shí)現(xiàn)所要求的功能。本次課設(shè)完成的電子秤的主要優(yōu)點(diǎn)是：1、實(shí)時(shí)測(cè)量與監(jiān)控。2、閾值修改與重設(shè)功能。3、超值報(bào)警功能。4、測(cè)量精度高。5、顯示速度快、準(zhǔn)確。本文設(shè)計(jì)的電子秤雖然是一個(gè)極其簡(jiǎn)單的智能儀器，但是通過(guò)它可以更深入的了解智能儀器的工作原理以及其優(yōu)異的性能。 四川信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(論文)第 3 頁(yè)共

9、 29 頁(yè)第一章方案設(shè)計(jì)與論證本設(shè)計(jì)方案采用內(nèi)部含 Flash 存儲(chǔ)器的單片機(jī) AT89C51 作為核心部件，并配以時(shí)鐘電路、復(fù)位電路、顯示電路、聲光報(bào)警電路、采集電路、顯示電路。成功實(shí)現(xiàn)重量顯示，從而達(dá)到設(shè)計(jì)要求。電子秤的工作原理如下：當(dāng)物體放在秤盤上時(shí)，壓力施給傳感器，該傳感器發(fā)生形變，從而使阻抗發(fā)生變化，同時(shí)使用激勵(lì)電壓發(fā)生變化，輸出一個(gè)變化的模擬信號(hào)；再將該信號(hào)輸出到模擬轉(zhuǎn)換器；轉(zhuǎn)換成便于處理的數(shù)字信號(hào)輸出至單片機(jī)；單片機(jī)進(jìn)行處理、運(yùn)算后將結(jié)果送至顯示器進(jìn)行顯示。1.1 方案選擇在設(shè)計(jì)系統(tǒng)時(shí)，針對(duì)要實(shí)現(xiàn)的功能來(lái)設(shè)計(jì)電子秤的方案有以下倆種：方案一：本方案由時(shí)鐘電路、復(fù)位電路、數(shù)據(jù)采集電路

10、、數(shù)碼管顯示電路、單片機(jī)以及聲光報(bào)警電路組成。是在系統(tǒng)工作原理的基礎(chǔ)上進(jìn)行了擴(kuò)展，增加外界對(duì)單片機(jī)內(nèi)部的數(shù)據(jù)設(shè)定，使電子秤實(shí)現(xiàn)稱重的功能。這種方案，硬件部分簡(jiǎn)單，接口電路易于實(shí)現(xiàn)，并且在編程時(shí)大大減少了程序量。設(shè)計(jì)其方框圖如圖 1-1 所示： 時(shí)鐘電路復(fù)位電路數(shù)據(jù)采集電路數(shù)碼管顯示電路聲光報(bào)警電路單 片 機(jī)方案二：本方案由時(shí)鐘電路、復(fù)位電路、數(shù)據(jù)采集電路、LCD 顯示電路、A/D 轉(zhuǎn)換、單片機(jī)以及聲光報(bào)警電路組成。此方案前端信號(hào)處理時(shí)，選用信號(hào)轉(zhuǎn)換等措施，尤其在顯示方面采用具有字符圖文顯示功能的 LCD 顯示器。這種方案不僅加強(qiáng)了人機(jī)圖 1-1 方案一方框圖 四川信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書

11、(論文)第 4 頁(yè)共 29 頁(yè)交換的能力，而且顯示位數(shù)全面。其方框圖如圖 1-2 所示：?jiǎn)?片 機(jī)時(shí)鐘電路復(fù)位電路LCD 顯示電路聲光報(bào)警電路AD 轉(zhuǎn)換電路數(shù)據(jù)采集電路1.2 方案論證方案一設(shè)計(jì)的電子秤，可以實(shí)現(xiàn)稱重功能，但是局限于數(shù)碼管的功能，在顯示時(shí)有精度局限。在顯示重量時(shí)，如果數(shù)碼管沒有足夠的位數(shù)，那么稱量物體重量的精度必受到限制，此方案需要較多的數(shù)碼管接入電路中。這樣在處理輸入輸出接口時(shí)需要另行擴(kuò)展足夠多的 I/O 接口供數(shù)碼管使用，比較麻煩。而 LCD 顯示器則大大節(jié)省了I/O 口的運(yùn)用。顯示位數(shù)更多，精度也更高，滿足設(shè)計(jì)要求。另一方面，方案一在前端信號(hào)處理不夠周到，而方案二在前端信

12、號(hào)處理時(shí)，多了 A/D 轉(zhuǎn)換措施，能夠有效地處理信號(hào)，常符合設(shè)計(jì)要求。鑒于本電子秤設(shè)計(jì)的功能要求，所以在具體設(shè)計(jì)時(shí)采用了第二種設(shè)計(jì)方案。圖 1-2 方案二方框圖 四川信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(論文)第 5 頁(yè)共 29 頁(yè)第二章硬件設(shè)計(jì)與分析電子秤系統(tǒng)是由單片機(jī)最小系統(tǒng)、數(shù)據(jù)處理電路、數(shù)據(jù)采集電路、聲光報(bào)警電路、顯示電路和穩(wěn)壓電源等組成，電子秤系統(tǒng)電路原理圖見附錄 1 所示。2.1 單片機(jī)最小系統(tǒng)電路最小系統(tǒng)由單片機(jī)、時(shí)鐘電路、復(fù)位電路組成，它是電路工作的最基本的單元電路，任何單片機(jī)基于單片機(jī)的設(shè)計(jì)系統(tǒng)都離不開它。2.1.1 芯片介紹AT89C51 單片機(jī)包含中央處理器、程序存儲(chǔ)器(ROM

13、)、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器(RAM)、定時(shí)/計(jì)數(shù)器、并行接口、串行接口和中斷系統(tǒng)等幾大單元及數(shù)據(jù)總線、地址總線和控制總線等三大總線。中央處理器：中央處理器(CPU)是整個(gè)單片機(jī)的控制核心部件，完成運(yùn)算和控制功能。CPU 有運(yùn)算器和控制器組成。它是 8 位數(shù)據(jù)寬度的處理器，能處理 8 位二進(jìn)制數(shù)據(jù)或代碼，CPU 負(fù)責(zé)控制、指揮和調(diào)度整個(gè)單元系統(tǒng)協(xié)調(diào)的工作，完成運(yùn)算和控制輸入輸出功能等操作。內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器(RAM)：8051 內(nèi)部共有 256 個(gè) RAM 單元，其中有 128 個(gè) 8 位用戶數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元和 128 個(gè)專用寄存器單元，它們是統(tǒng)一編址的，專用寄存器只能用于存放控制指令數(shù)據(jù)，用戶只能訪問(wèn)，而不能用于

14、存放用戶數(shù)據(jù)，所以，用戶能使用的 RAM 只有 128 個(gè)，可存放讀寫的數(shù)據(jù)，運(yùn)算的中間結(jié)果或用戶定義的字型表。內(nèi)部程序存儲(chǔ)器(ROM)：89C51 共有 4096 個(gè) 8 位掩膜 ROM，用于存放用戶程序，原始數(shù)據(jù)或表格。定時(shí)/計(jì)數(shù)器：89C51 有兩個(gè) 16 位的可編程定時(shí)/計(jì)數(shù)器，以實(shí)現(xiàn)定時(shí)或計(jì)數(shù)產(chǎn)生中斷用于控制程序轉(zhuǎn)向。并行輸入輸出(I/O)口 89C51 共有 4 組 8 位 I/O 口(P0、 P1、P2 或 P3)，用于對(duì)外部數(shù) 四川信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(論文)第 6 頁(yè)共 29 頁(yè)據(jù)的傳輸。全雙工串行口：89C51 內(nèi)置一個(gè)全雙工串行通信口，用于與其它設(shè)備間的串行數(shù)據(jù)

15、傳送，該串行口既可以用作異步通信收發(fā)器，也可以當(dāng)同步移位器使用。中斷系統(tǒng)：89C51 具備較完善的中斷功能，有兩個(gè)外中斷、兩個(gè)定時(shí)/計(jì)數(shù)器中斷和一個(gè)串行中斷，可滿足不同的控制要求，并具有 2 級(jí)的優(yōu)先級(jí)別選擇。時(shí)鐘電路：89C51 內(nèi)置最高頻率達(dá) 12MHz 的時(shí)鐘電路，用于產(chǎn)生整個(gè)單片機(jī)運(yùn)行的脈沖時(shí)序，但 89C51 單片機(jī)需外置振蕩電容。單片機(jī)的引腳說(shuō)明：89C51 系列單片機(jī)采用 40Pin 封裝的雙列直接 DIP 結(jié)構(gòu)，下圖是它們的引腳配置，40 個(gè)引腳中，正電源和地線兩根，外置石英振蕩器的時(shí)鐘線兩根，4 組 8 位共 32 個(gè)I/O 口，中斷口線與 P3 口線復(fù)用。其引腳排列如圖 2

16、-1 所示：圖 2-1 單片機(jī)引腳排列圖控制引腳介紹：（1）ALE：系統(tǒng)擴(kuò)展時(shí)，P0 口是八位數(shù)據(jù)線和低八位地址先復(fù)用引腳，ALE 用于把 P0 口輸出的低八位地址鎖存起來(lái)，以實(shí)現(xiàn)低八位地址和數(shù)據(jù)的隔離。（2）PSEN：低電平有效時(shí)，可實(shí)現(xiàn)對(duì)外部 ROM 單元的讀操作。 四川信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(論文)第 7 頁(yè)共 29 頁(yè)（3）EA：當(dāng) EA 信號(hào)為低電平時(shí)，對(duì) ROM 的讀操作限制在外部程序存儲(chǔ)器；而擋 EA 為高電平時(shí)，對(duì) ROM 的讀操作是從內(nèi)部程序存儲(chǔ)器開始的，并可延至外部程序存儲(chǔ)器。（4）RST：當(dāng)輸入的復(fù)位信號(hào)延續(xù)兩個(gè)機(jī)器周期以上的高電平時(shí)即為有效，用以完成單片機(jī)的復(fù)位

17、初始化操作。（5）XTAL1 和 XTAL2：外接晶振引線端。并行 I/O 端口介紹：P0 端口P0.0-P0.7 P0 是一個(gè) 8 位漏極開路型雙向 I/O 端口，端口置 1（對(duì)端口寫 1）時(shí)作高阻抗輸入端。作為輸出口時(shí)能驅(qū)動(dòng) 8 個(gè) TTL。P1 端口P1.0P1.7 P1 是一個(gè)帶有內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/0 端口。輸出時(shí)可驅(qū)動(dòng) 4 個(gè) TTL。端口置 1 時(shí)，內(nèi)部上拉電阻將端口拉到高電平，作輸入用。對(duì)內(nèi)部 Flash程序存儲(chǔ)器編程時(shí)，接收低 8 位地址信息。P2 端口P2.0P2.7 P2 是一個(gè)帶有內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/0 端口。輸出時(shí)可驅(qū)動(dòng) 4 個(gè) TTL。端口置

18、 1 時(shí)，內(nèi)部上拉電阻將端口拉到高電平，作輸入用。對(duì)內(nèi)部 Flash程序存儲(chǔ)器編程時(shí)，接收高 8 位地址和控制信息。在訪問(wèn)外部程序和 16 位外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，P2 口送出高 8 位地址。而在訪問(wèn) 8 位地址的外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)其引腳上的內(nèi)容在此期間不會(huì)改變。P3 端口P3.0P3.7 P3 是一個(gè)帶有內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/0 端口。輸出時(shí)可驅(qū)動(dòng) 4 個(gè) TTL。端口置 1 時(shí)，內(nèi)部上拉電阻將端口拉到高電平，作輸入用。除此之外 P3端口還用于一些專門功能，如表 2-1 所示：表 2-1 P3 引腳的第二功能說(shuō)明P3 引腳兼用功能P3.0串行通訊輸入（RXD）P3.1串行通訊輸出（TXD

19、）P3.2外部中斷 0 申請(qǐng)（INT0）P3.3外部中斷 1 申請(qǐng)（INT1）P3.4定時(shí)器/計(jì)數(shù)器 0 的外部輸入(T0)P3.5定時(shí)器/計(jì)數(shù)器 1 的外部輸入(T1)P3.6外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫選通 WRP3.7外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀選通 RD2.1.2 時(shí)鐘電路設(shè)計(jì)單片機(jī)是一個(gè)復(fù)雜的同步時(shí)序電路，為了保證同步工作方式的實(shí)現(xiàn)，電路應(yīng)在唯 四川信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(論文)第 8 頁(yè)共 29 頁(yè)一的時(shí)鐘信號(hào)控制下嚴(yán)格的按時(shí)序進(jìn)行工作。時(shí)鐘電路用于產(chǎn)生單片機(jī)的工作的所修要的時(shí)鐘信號(hào)。時(shí)鐘可以由內(nèi)部方式或外部方式產(chǎn)生。89C51 內(nèi)部方式時(shí)鐘電路，是在 XTAL1 和 XTAL2 引腳上外接定時(shí)元

20、件，就能構(gòu)成自激振蕩電路。定時(shí)元件通常采用石英晶體和電容組成的并聯(lián)諧振電路。電容器 C1 和 C2 主要起頻率微調(diào)作用，電容值可選取為 30pF 左右或 40pF 左右。89C51 外部方式時(shí)鐘電路是 XTAL1 接外部振蕩器，XTAL2 懸空。對(duì)外部振蕩信號(hào)無(wú)特殊要求，只要保證脈沖寬度，一般采用頻率低于12MHz 的方波信號(hào)。而此設(shè)計(jì)采用石英晶體內(nèi)部時(shí)鐘電路。如圖 2-2 所示。XTAL1 是片內(nèi)振蕩器的反相放大器輸入端，XTAL2 則是輸出端，使用外部振蕩器時(shí)，外部振蕩信號(hào)應(yīng)直接加到 XTAL1，而 XTAL2 懸空。內(nèi)部方式時(shí)，時(shí)鐘發(fā)生器對(duì)振蕩脈沖二分頻，如晶振為 12MHz，時(shí)鐘頻率就

21、為 6MHz。晶振的頻率可以在 1MHz-12MHz 內(nèi)選擇。電容取30pF 左右。系統(tǒng)的時(shí)鐘電路設(shè)計(jì)是采用的內(nèi)部方式，即利用芯片內(nèi)部的振蕩電路。AT89C51單片機(jī)內(nèi)部有一個(gè)用于構(gòu)成振蕩器的高增益反相放大器。引腳 XTAL1 和 XTAL2 分別是此放大器的輸入端和輸出端。這個(gè)放大器與作為反饋元件的片外晶體諧振器一起構(gòu)成一個(gè)自激振蕩器。外接晶體諧振器以及電容 C1 和 C2 構(gòu)成并聯(lián)諧振電路，接在放大器的反饋回路中。對(duì)外接電容的值雖然沒有嚴(yán)格的要求，但電容的大小會(huì)影響震蕩器頻率的高低、震蕩器的穩(wěn)定性、起振的快速性和溫度的穩(wěn)定性。因此此系統(tǒng)電路的晶體振蕩器的值為 12MHz，電容應(yīng)盡可能的選擇

22、陶瓷電容，電容值約為 30pF。2.1.3 復(fù)位電路設(shè)計(jì)復(fù)位是使單片機(jī)或系統(tǒng)中的其他部件處于某種確定的初始狀態(tài)。單片機(jī)的工作就是從復(fù)位開始的，當(dāng)在單片機(jī)的 RST 引腳引入高電平并保持 2 個(gè)機(jī)器周期時(shí)，單片機(jī)內(nèi)部就執(zhí)復(fù)位操作。實(shí)際應(yīng)用中，復(fù)位操作有兩種基本的形式：一種是上電復(fù)位，另一種是按鍵復(fù)位。由于本次設(shè)計(jì)采用的是上電復(fù)位，這里只介紹上電復(fù)位，如圖 2-3 所示。上電復(fù)位上電瞬間，電容充電電流最大，電容相當(dāng)于短路，RST 端為高電平，自圖 2-2 時(shí)鐘電路 四川信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(論文)第 9 頁(yè)共 29 頁(yè)動(dòng)復(fù)位；電容倆端的電壓達(dá)到電源電壓時(shí)，電容充電電流為零，電容相當(dāng)于開路

23、，RST 端為低電平，程序正常運(yùn)行。RST 引腳的高電平只要能保持足夠的時(shí)間（2 個(gè)機(jī)器周期） ，單片機(jī)就可以進(jìn)行復(fù)位操作。該電路典型的電阻和電容參數(shù)為：晶振為12MHz 時(shí)，C1 為 10uF，R1 為 8.2k，晶振為 6MHz 時(shí)，C1 為 22uF，R1 為 1k。單片機(jī)的復(fù)位操作使單片機(jī)進(jìn)入初始化狀態(tài)。之后，程序計(jì)數(shù)器 PC=0000H 程序從 0000H 地址單元開始執(zhí)行。單片機(jī)啟動(dòng)后，片內(nèi) RAM 為隨機(jī)值，運(yùn)行中的復(fù)位操作不改變片內(nèi) RAM 的內(nèi)容。特殊功能寄存器復(fù)位后狀態(tài)使確定的。P0P3 為 FFH，SP 為 07H，SBUF 不定，IP、IE 和 PCON 的有效值為 0

24、，其余的特殊功能寄存器的狀態(tài)均為 00H。相應(yīng)的意義為：P0P3=FFH,相當(dāng)于各口鎖存器已寫入 1，此時(shí)不但可以用于輸出，也可以用于輸入；SP=07H，堆棧指針指向片內(nèi) RAM 的 07H 單元（第一個(gè)入棧內(nèi)容將寫入 08H 單元）；IP、IE 和 PCON 的有效位為 0，各中斷源處于的優(yōu)先級(jí)且均被關(guān)斷，串行通信的波特率不加倍；PSW=00H，當(dāng)前工作寄存器為 0 組。2.2 信號(hào)采集模塊當(dāng)物體放在秤盤上時(shí)，壓力施給傳感器，該傳感器發(fā)生形變，從而使阻抗發(fā)生變化，同時(shí)使用激勵(lì)電壓發(fā)生變化，輸出一個(gè)變化的模擬信號(hào)；再將該信號(hào)輸出到數(shù)據(jù)處理模塊，進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。2.2.1 傳感器的選擇傳感器對(duì)于系

25、統(tǒng)至關(guān)重要，需要綜合實(shí)際的需求和各類壓力傳感器的性能參數(shù)加以選擇。傳感器屬于精密部件，劇烈振動(dòng)、自由落體、碰撞、過(guò)載、過(guò)壓等等，都非常容易造成傳感器永久損壞或者影響精度和線性。目前常用的有：電容式壓力傳感器；壓電式壓力傳感器；電阻應(yīng)變式壓力傳感器。綜合考慮,本設(shè)計(jì)要實(shí)現(xiàn)的電子秤的是絕對(duì)壓力值，同時(shí)為了簡(jiǎn)化電路，提高穩(wěn)定性和抗干擾能力，需要使用具有溫度補(bǔ)償能力的電阻應(yīng)變式壓力傳感器。本設(shè)計(jì)選用MXP4115 壓力傳感器，其最大量程為 5Kg。圖 2-3 按鍵復(fù)位電路 四川信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(論文)第 10 頁(yè)共 29 頁(yè)2.2.2 傳感器的選擇MPX411 系列為壓阻傳感器是國(guó)家的最

26、先進(jìn)的單片硅壓力傳感器設(shè)計(jì)用于廣泛的應(yīng)用范圍，特別是那些采用微控制器或微處理器與 A/D 輸入。這種傳感器結(jié)合先進(jìn)的微機(jī)械加工技術(shù)，薄膜金屬化和兩極處理，以提供成比例的一個(gè)準(zhǔn)確的，高層次的模擬輸出信號(hào)所施加的壓力。小型化和片上集成的高可靠性是工程師最合適的打算。MPX411 系列為壓阻傳感器提供差分和儀表應(yīng)用；最大誤差為 1.4； 溫度補(bǔ)償在 - 40到+125C；是優(yōu)惠減少重量和體積比現(xiàn)有混合動(dòng)力模塊 ；有耐用的環(huán)氧Unibody 的元素、專利的硅剪應(yīng)力應(yīng)變計(jì)。其管腳說(shuō)明如表 2-2所示：表 2-2 MPX4115 管腳說(shuō)明123456VOUTGNDVCCNCNCNC如圖 2-4 所示，本設(shè)

27、計(jì)主要將傳感器 1、2 腳接到 ADC0832 的 CH0 與 CH1 腳用于獲取模擬量，4、5 腳接數(shù)字地，3 腳接 VCC+5V。當(dāng)我們改變傳感器的模擬電壓值時(shí)，相應(yīng)的其 ADC 數(shù)據(jù)傳給單片機(jī)的數(shù)字量會(huì)隨之變化，在液晶顯示屏顯示的也不一樣。2.3 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換電路數(shù)據(jù)采集電路的作用就是將從采集電路接收到的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成便于處理的數(shù)字信號(hào)，并輸出至下級(jí)電路。2.3.1 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- 型和流水線型 ADC，多種類型

28、的 ADC 各有其優(yōu)缺點(diǎn)并能滿足圖 2-4 信號(hào)采集電路 四川信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(論文)第 11 頁(yè)共 29 頁(yè)不同的具體應(yīng)用要求。根據(jù)系統(tǒng)的精度要求以及綜合的分析其優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)，本設(shè)計(jì)采用了 12 位 A/D 轉(zhuǎn)換器 ADC0832。ADC0832 為 8 位分辨率 A/D 轉(zhuǎn)換芯片，其最高分辨可達(dá) 256 級(jí)，可以適應(yīng)一般的模擬量轉(zhuǎn)換要求。其內(nèi)部電源輸入與參考電壓的復(fù)用，使得芯片的模擬電壓輸入在 05V 之間。芯片轉(zhuǎn)換時(shí)間僅為 32S，據(jù)有雙數(shù)據(jù)輸出可作為數(shù)據(jù)校驗(yàn)，以減少數(shù)據(jù)誤差，轉(zhuǎn)換速度快且穩(wěn)定性能強(qiáng)。2.3.2 ADC0832 的介紹ADC0832 是美國(guó)國(guó)家半導(dǎo)體公司生產(chǎn)的

29、一種 8 位分辨率、雙通道 A/D 轉(zhuǎn)換芯片。由于它體積小，兼容性，性價(jià)比高而深受單片機(jī)愛好者及企業(yè)歡迎，其目前已經(jīng)有很高的普及率。ADC0832 為 8 位分辨率 A/D 轉(zhuǎn)換芯片，其最高分辯可達(dá) 256 級(jí)，可以適應(yīng)一般的模擬量轉(zhuǎn)換要求。芯片轉(zhuǎn)換時(shí)間僅為 32US，據(jù)有雙數(shù)據(jù)輸出可作為數(shù)據(jù)校驗(yàn)，以減少數(shù)據(jù)誤差，轉(zhuǎn)換速度快且穩(wěn)定性能強(qiáng)。其獨(dú)立的芯片使能輸入，使處理器控制更加方便。通過(guò) DI 數(shù)據(jù)輸入端，可輕易實(shí)現(xiàn)通道功能的選擇。其引腳功能如表 2-3 所示：表 2-3 ADC0832 引腳功能2.3.3 單片機(jī)對(duì) ADC0832 的控制原理正常情況下 ADC0832 與單片機(jī)的接口應(yīng)為 4

30、條數(shù)據(jù)線，分別是 CS、CLK/DO/DI.引腳符號(hào)功能說(shuō)明1CS_片選使能，低電平使能2CH0模擬輸入通道 0，或作為 IN+/-使用3CH1模擬輸入通道 1，或作為 IN+/-使用4GND芯片參考零點(diǎn)位5D1數(shù)據(jù)信號(hào)輸入，選擇通道控制6D0數(shù)據(jù)信號(hào)輸出，轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)輸出7CLK芯片時(shí)鐘輸入8VCC/REF電源輸入以及參考電壓輸入復(fù)用端 四川信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(論文)第 12 頁(yè)共 29 頁(yè)但由于 DO 端 DI 端在通信時(shí)并未同時(shí)有效并與單片機(jī)的接口是雙向的，所以電路設(shè)計(jì)時(shí)我們將 DO 和 DI 并聯(lián)在一根數(shù)據(jù)線上使用。當(dāng) ADC0832 未工作時(shí)其 CS 輸入端應(yīng)為高電平，此時(shí)芯

31、片禁用，CLK 和 DO/DI的電平可任意。當(dāng)要進(jìn)行 A/D 轉(zhuǎn)換時(shí)，須先將 CS 使能端置于低電平直到轉(zhuǎn)換完全結(jié)束。此時(shí)芯片開始轉(zhuǎn)換工作，同時(shí)由處理器向芯片時(shí)鐘輸入端 CLK 輸入時(shí)鐘脈沖，DO/DI 端則使用 DI 端輸入通道功能選擇的數(shù)據(jù)信號(hào)。在第 1 個(gè)時(shí)鐘脈沖的下沉之前DI 端必須是高電平，表示啟始信號(hào)。在第 2、3 個(gè)脈沖下沉之前 DI 端應(yīng)輸入 2 位數(shù)據(jù)用于選擇通道功能。其通道控制表 2-4 所示：表 2-4 通道控制表DOD1對(duì) CH0 進(jìn)行單通道轉(zhuǎn)換00CH0 為正輸入端 IN+，CH1 為負(fù)輸入端 IN-01CH0 為負(fù)輸入端 IN-，CH1 為正輸入端 IN+10對(duì) C

32、H0 進(jìn)行單通道轉(zhuǎn)換11對(duì) CH1 進(jìn)行單通道轉(zhuǎn)換到第 3 個(gè)脈沖的下沉之后 DI 端的輸入電平就失去輸入作用，此后 DO/DI 端則開始利用數(shù)據(jù)輸出 DO 進(jìn)行轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)的讀取。從第 4 個(gè)脈沖下沉開始由 DO 端輸出轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)最高位 DATA7，隨后每一個(gè)脈沖下沉 DO 端輸出下一位數(shù)據(jù)。直到第 11 個(gè)脈沖時(shí)發(fā)出最低位數(shù)據(jù) DATA0，一個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)輸出完成。也正是從此位開始輸出下一個(gè)相反字節(jié)的數(shù)據(jù)，即從第 11 個(gè)字節(jié)的下沉輸出 DATA0。隨后輸出 8 位數(shù)據(jù)，到第 19 個(gè)脈沖時(shí)數(shù)據(jù)輸出完成，也標(biāo)志著一次 A/D 轉(zhuǎn)換的結(jié)束。最后將 CS 置高電平禁用芯片，直接將轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理就

33、可以了。其接口電路如圖 2-5 所示:圖 2-5 ADC0832 的接口電路2.4 聲光報(bào)警電路智能儀器一般都有報(bào)警功能，報(bào)警主要用于系統(tǒng)運(yùn)行出錯(cuò)、當(dāng)測(cè)量的數(shù)據(jù)超過(guò)儀表量程或者是超過(guò)用戶設(shè)置的上下限時(shí)為提醒用戶而設(shè)置。本系統(tǒng)中，設(shè)置報(bào)警的目的是在超出電子秤測(cè)量范圍不能正常顯示時(shí)，發(fā)出聲光報(bào)警信號(hào)，提示用戶，防止損壞儀器。 四川信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(論文)第 13 頁(yè)共 29 頁(yè)聲光報(bào)警電路是由單片機(jī)的 I/O 口來(lái)控制的，當(dāng)稱重物體重量超過(guò)系統(tǒng)設(shè)計(jì)所允許的重量，通過(guò)程序使單片機(jī)的 I/O 值為低電平，則發(fā)光二極管導(dǎo)通，二極管發(fā)光，蜂鳴器 LS1 發(fā)出報(bào)警聲。聲光報(bào)警電路如圖 2-6

34、所示：圖 2-6 聲光報(bào)警電路2.5 顯示電路顯示電路的作用是顯示被稱物體的重量。通過(guò)第一章方案論證討論得出本設(shè)計(jì)采用 LM016L 液晶顯示，其優(yōu)點(diǎn)是顯示位數(shù)更多，精度也更高。其接口電路如圖 2-7所示：圖 2-7 液晶 LM016L 接口電路LM016L 模塊采用 HD44780 控制器，hd44780 具有簡(jiǎn)單而功能較強(qiáng)的指令集，可以實(shí)現(xiàn)字符移動(dòng)，閃爍等功能，LM016L 與單片機(jī) MCU 通訊可采用 8 位或 4 位并行傳輸兩種方式，hd44780 控制器由兩個(gè) 8 位寄存器，指令寄存器（IR）和數(shù)據(jù)寄存器（DR）忙標(biāo)志（BF） ，顯示數(shù) RAM（DDRAM） ，字符發(fā)生器 ROMA（

35、CGOROM）字符發(fā)生器 RAM（CGRAM） ，地址計(jì)數(shù)器 RAM(AC)。其引腳功能表如所示表 2-5 所示：表 2-5 LM016L 引腳功能引腳符號(hào)功能說(shuō)明1VSS通常情況下接地2VDD接電源（+5V）3VEE液晶顯示器對(duì)比度調(diào)整端4RS寄存器選擇 四川信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(論文)第 14 頁(yè)共 29 頁(yè)5RW讀寫信號(hào)端6E使能端，下降沿使能7D0D3低 4 位三態(tài)、雙向數(shù)據(jù)總線 0 位11D4D7高 4 位三態(tài)、雙向數(shù)據(jù)總線 0 位2.6 整機(jī)電路電子秤系統(tǒng)原理是：當(dāng)物體放在秤盤上，壓力施給傳感器， ，產(chǎn)生傳感器內(nèi)部平行四邊形形變，由這 4 片應(yīng)變片接成的惠斯通(Wheat

36、stone)電橋在供橋電壓的激勵(lì)下隨重量不同而輸出不同的電壓信號(hào)后送給 A/D 轉(zhuǎn)換電路，轉(zhuǎn)換成便于處理的數(shù)字信號(hào)輸出至單片機(jī)；單片機(jī)進(jìn)行處理、運(yùn)算后將結(jié)果送至顯示器進(jìn)行顯示。整機(jī)電路圖詳見附錄 1。 四川信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(論文)第 15 頁(yè)共 29 頁(yè)第三章軟件設(shè)計(jì)本次設(shè)計(jì)軟件系統(tǒng)采用模塊化設(shè)計(jì)方法，不僅易于編程和調(diào)試，也可減小軟件故障率和提高軟件的可靠性。本設(shè)計(jì)主要包括主程序模塊、LCD 顯示模塊、超量程報(bào)警模塊、AD 轉(zhuǎn)換模塊等。3.1 主程序流程圖當(dāng)單片機(jī)上電復(fù)位后，系統(tǒng)電路開始運(yùn)行程序，首先利用壓力傳感器檢測(cè)所稱物體重量，之后啟動(dòng) AD 轉(zhuǎn)換，將轉(zhuǎn)換完成的數(shù)字信號(hào)送入單

37、片機(jī)進(jìn)行處理，之后判斷其值是否達(dá)到設(shè)定值，若達(dá)到設(shè)定值，則使 P3.0 為 0，從而啟動(dòng)報(bào)警，同時(shí)顯示重量；若小于設(shè)定值，則使 P3.0 為 1，并顯示重量。其流程圖如圖 3-1 所示：開始聲光報(bào)警是否超過(guò)設(shè)定值重量顯示初始化采樣重量AD 轉(zhuǎn)換單片機(jī)數(shù)據(jù)處理調(diào)用報(bào)警子程序是否 圖 3-1 主程序設(shè)計(jì)流程圖 四川信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(論文)第 16 頁(yè)共 29 頁(yè)3.2 模數(shù)轉(zhuǎn)換子程序A/D 轉(zhuǎn)換子程序主要是指在系統(tǒng)開始運(yùn)行時(shí)，把稱重傳感器傳遞過(guò)來(lái)的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成單片機(jī)易于處理的數(shù)字信號(hào)，并將數(shù)字信號(hào)傳遞到單片機(jī)，便于單片機(jī)進(jìn)行處理的程序設(shè)計(jì)。當(dāng)主程序調(diào)用 AD 轉(zhuǎn)換子程序時(shí)，AD 轉(zhuǎn)

38、換便開始初始化，等待初始化完成后，MCU 便通過(guò)拉低 CS、拉高 CLK 來(lái)啟動(dòng) ADC0832 進(jìn)行外部壓力傳感轉(zhuǎn)換后的電壓信號(hào)進(jìn)行采樣，每產(chǎn)生 8 個(gè) CLK 脈沖，DATA 就獲得一位完整的 8bit 數(shù)據(jù)，所以我們需要判斷 DATA 右移 8 位是否完成，若未完成則繼續(xù)轉(zhuǎn)換，若完成，則拉高 CS、拉低CLK,返回?cái)?shù)據(jù) DATA，將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)并送入單片機(jī)。其流程圖如圖 3-2 所示：開始AD 轉(zhuǎn)換完送入單片機(jī)ADC0832 初始化啟動(dòng) AD 轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)存儲(chǔ)NY3.3 報(bào)警子程序設(shè)計(jì)報(bào)警子程序主要是指在稱重過(guò)程中，為了防止所稱物過(guò)重導(dǎo)致儀器損壞，而設(shè)置的超量程報(bào)警電路，一但所稱物體超過(guò)設(shè)定量程

39、，則啟動(dòng)報(bào)警，否則不啟動(dòng)。圖 3-2 AD 轉(zhuǎn)換子程序設(shè)計(jì)流程圖 四川信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(論文)第 17 頁(yè)共 29 頁(yè)當(dāng)單片機(jī)接收到采集的重量值后，立即與程序所設(shè)量程值進(jìn)行比較，若采樣值大于設(shè)定量程，則啟動(dòng)報(bào)警，也就是將 P3.0 置為 0，從而使發(fā)光二極管點(diǎn)亮，蜂鳴器發(fā)聲；若采樣值小于設(shè)定量程，則關(guān)閉報(bào)警或者不報(bào)警，也就是將 P3.0 置為 1，從而使發(fā)光二極管滅，蜂鳴器停止發(fā)聲。其流程圖如圖 3-3 所示。3.3圖 3-3 報(bào)警子程序流程圖開始采集重量是否大于上限？返回聲光報(bào)警YN 報(bào)警子程序設(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

40、示子程序是其他程序所需要去調(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。本次設(shè)計(jì)顯示模塊采用 1602 液晶屏，LM016L 液晶能夠顯示比較復(fù)雜的漢字和圖形對(duì)它的操作主要將一些固定的字符寫入寄存器中，當(dāng)需要顯示時(shí)調(diào)用即可，以達(dá)到在液晶屏上顯示的效果。LCD 液晶顯示子程序包括顯示液晶顯示初始化、字符定位函數(shù)、輸出字符函數(shù)、顯示函數(shù)、轉(zhuǎn)換函數(shù)、寫數(shù)據(jù)函數(shù)、寫命令函數(shù)等組成。當(dāng)主程序調(diào)用液晶顯示函數(shù)時(shí)，首先調(diào)用延時(shí)子程序，然后 LCD 開始初始化，等 四川信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(論文)第 18 頁(yè)共 29 頁(yè)待初始化完成后便對(duì)其寫入控制操作字，包括圖形的

41、顯示方式，字體的模式等，然后，寫入數(shù)據(jù)，再在其內(nèi)部輸出字符函數(shù)。最后將字符顯示出來(lái)，也就是顯示出所稱物體的重量。之后調(diào)用延時(shí)顯示重量。最后其流程圖如圖 3-4 所示：開始顯示字符串LCD 初始化寫入指令寫入數(shù)據(jù)設(shè)置坐標(biāo)字符地址延時(shí)圖 3-4 顯示子程序流程圖 四川信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(論文)第 19 頁(yè)共 29 頁(yè)第四章系統(tǒng)仿真與調(diào)試4.1 常用調(diào)試工具Keil 軟件是集成調(diào)試環(huán)境，集成了編緝器、編譯器、調(diào)試器，支持軟件模擬，支持項(xiàng)目管理功能強(qiáng)大的觀察窗口，支持所有的數(shù)據(jù)類型。樹狀結(jié)構(gòu)顯示，一目了然，支持 ASM（匯編） 、C 語(yǔ)言，多語(yǔ)言多模塊源程序混合調(diào)試，在線直接修改、編譯、調(diào)

42、試源程序，錯(cuò)誤指令定位。功能很強(qiáng)大。用于對(duì)程序的調(diào)試和編輯。Keil 軟件調(diào)試情況如圖 4-1 所示：圖 4-1 Keil 軟件界面4.2 Proteus 電子秤的工作過(guò)程繪制電子秤的軟件仿真圖步驟分以下三步：（1）查找所需要的元器件。（2）根據(jù)要求連接電路圖。（3）下載所寫完的 C 程序并仿真。通過(guò)以上步驟，來(lái)實(shí)現(xiàn)電子秤的仿真實(shí)現(xiàn)。 四川信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(論文)第 20 頁(yè)共 29 頁(yè)狀態(tài)一：如圖 4-2所示，此時(shí)電子秤處于正常階段，壓力傳感器壓力值小于104.8，蜂鳴器不工作，發(fā)光二極管不亮，LCD 顯示重量，精確到 0.001Kg。圖 4-2 狀態(tài)一仿真圖狀態(tài)二：如圖4-3

43、 所示，此時(shí)電子秤處于超量程階段，壓力傳感器壓力值大于104.8，蜂鳴器發(fā)聲，發(fā)光二極管點(diǎn)亮，LCD 顯示重量，精確到 0.001Kg圖 4-3 狀態(tài)二仿真圖 四川信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(論文)第 21 頁(yè)共 29 頁(yè)結(jié)論隨著集成電路和計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展，使電子儀器的整體水平發(fā)生巨大變化，傳統(tǒng)的儀器逐步的被智能儀器所取代。智能儀器的核心部件是單片機(jī)，因其極高的性價(jià)比得到廣泛的應(yīng)用與發(fā)展，從而加快了智能儀器的發(fā)展。而傳感器作為測(cè)控系統(tǒng)中對(duì)象信息的入口，越來(lái)越受到人們的關(guān)注。傳感器好比人體“五官”的工程模擬物，它是一種能將特定的被測(cè)量信息按一定規(guī)律轉(zhuǎn)換成某種可用信號(hào)輸出的器件或裝置本次設(shè)

44、計(jì)中的半橋電子秤就是在以上儀器的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)而成的。本設(shè)計(jì)是以單片機(jī) AT89C51 為控制核心，LCD 顯示器、壓力傳感器、AD 轉(zhuǎn)換器等元器件所組成的電子秤稱重系統(tǒng)，當(dāng)重量低于設(shè)定上限時(shí)，LCD 正常顯示其重量；重量高于設(shè)定上限時(shí)，LCD 將不能正常顯示其重量，并且發(fā)光二極管被點(diǎn)亮，蜂鳴器發(fā)聲，警告防止物體太重?fù)p壞儀器。當(dāng)重量再次低于設(shè)定上限時(shí)報(bào)警器停止報(bào)警，發(fā)光二極管滅、蜂鳴器停止發(fā)聲，LCD 正常顯示重量。下面我對(duì)整個(gè)畢業(yè)設(shè)計(jì)的過(guò)程做一下簡(jiǎn)單的總結(jié)。首先，進(jìn)行選題；之后，就是找資料了。查找資料是做畢業(yè)設(shè)計(jì)的前期準(zhǔn)備工作。到圖書館查找資料或在網(wǎng)上下載資料；再之后就是軟件的學(xué)習(xí)。根據(jù)已有論文

45、資料中提到的軟件用途，有針對(duì)性的學(xué)。包括畢業(yè)設(shè)計(jì)前期讀文獻(xiàn)資料，要與畢業(yè)設(shè)計(jì)緊密聯(lián)系起來(lái)，最好是邊做邊讀，有針對(duì)性的讀；最后，仿真調(diào)試也是設(shè)計(jì)中重要的一個(gè)環(huán)節(jié)。首先必須熟悉每個(gè)元器件在電路中的作用，其次分析電路的運(yùn)行過(guò)程選擇合適的元器件，否則無(wú)法正常運(yùn)行。程序也需要不斷的改寫，才能達(dá)到效果?？傊?，做這個(gè)畢業(yè)設(shè)計(jì)過(guò)程中我懂得了許多東西，培養(yǎng)了我獨(dú)立工作的能力，樹立了對(duì)自己工作能力的信心，相信會(huì)對(duì)今后的學(xué)習(xí)工作生活有非常重要的影響。雖然這個(gè)設(shè)計(jì)還不是很完善，但是，我所在在設(shè)計(jì)過(guò)程中所學(xué)到的東西，使我終身受益。 四川信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(論文)第 22 頁(yè)共 29 頁(yè)參考文獻(xiàn)1 李建忠單片

46、機(jī)原理及應(yīng)用西安：西安電子科技大學(xué)出版社，20022 朱宇光單片機(jī)應(yīng)用新技術(shù)教程北京：電子工業(yè)出版社，20003 劉守義單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)西安：西安電子科技大學(xué)出版社，20024 房小翠單片機(jī)實(shí)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)北京：國(guó)防工業(yè)出版社，19995 李華MCS-51 系列單片機(jī)實(shí)用接口技術(shù)北京：電子工業(yè)出版社，20006 李全利單片機(jī)原理及應(yīng)用技術(shù)北京：高等教育出版社，20067 何立民單片機(jī)高等教程航空航天大學(xué)出版社，20008 張毅剛MCS-51 單片機(jī)應(yīng)用設(shè)計(jì)哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，19979 潘新民微型計(jì)算機(jī)控制技術(shù)人民郵電出版社，199910 黃智偉全國(guó)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽訓(xùn)練教程北京：電子工業(yè)出版

47、社，2004 四川信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(論文)第 23 頁(yè)共 29 頁(yè)附錄 1整機(jī)電路圖 四川信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(論文)第 23 頁(yè)共 29 頁(yè)附錄 2程序清單#include#include#include #include #define uchar unsigned char#define uint unsigned int#define BUSY 0 x80 /常量定義#define DATAPORT P0sbit ADCS =P35; sbit ADDI =P37; sbit ADDO =P37; sbit ADCLK =P36; sbit LCM_RS=P20

48、;sbit LCM_RW=P21;sbit LCM_EN=P22;uint x1,y1,z1=0,w1,temp1;uchar ad_data,k,n,m,e,num,s; /采樣值存儲(chǔ)sbit beep =P30; char press_data; /標(biāo)度變換存儲(chǔ)單元unsigned char ad_alarm; /報(bào)警值存儲(chǔ)單元unsigned char press_ge=0; unsigned char press_shifen=0; unsigned char press_baifen=0; unsigned char press_qianfen=0; uchar code str0=

49、Weight: . Kg ;void delay(uint);void lcd_wait(void);void delay_LCM(uint); /LCD 延時(shí)子程序void initLCM( void); /LCD 初始化子程序void lcd_wait(void); /LCD 檢測(cè)忙子程序void WriteCommandLCM(uchar WCLCM,uchar BusyC); /寫指令到 ICM 子函數(shù)void WriteDataLCM(uchar WDLCM); /寫數(shù)據(jù)到 LCM 子函數(shù)void DisplayOneChar(uchar X,uchar Y,uchar DData)

50、; /顯示指定坐標(biāo)的一個(gè)字符子函數(shù)void DisplayListChar(uchar X,uchar Y,uchar code *DData); /顯示指定坐標(biāo)的一串字符子函數(shù)void weishu(uint m); void weishu1(uint m); 四川信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(論文)第 24 頁(yè)共 29 頁(yè)void display(void); uchar Adc0832(unsigned char channel);void alarm(void);void data_pro(void);/*main funcation*/ void main(void) delay(

51、500); /ad_data=0; initLCM( ); WriteCommandLCM(0 x01,1); DisplayListChar(0,0,str0);while(1) ad_data =Adc0832(0); /采樣值存儲(chǔ)單元初始化為 0 alarm(); data_pro(); display();DisplayListChar(0,0,str0); /*延 K*1ms,12.000mhz*/void delay(uint k) uint i,j; for(i=0;ik;i+) for(j=0;j100;j+); /*寫指令到 ICM 子函數(shù)*/void WriteComman

52、dLCM(uchar WCLCM,uchar BusyC) if(BusyC)lcd_wait();DATAPORT=WCLCM; LCM_RS=0; / 選中指令寄存器 LCM_RW=0; LCM_RW=0; / 寫模式 LCM_EN=1; _nop_(); _nop_(); _nop_(); _nop_(); _nop_(); _nop_(); _nop_(); LCM_EN=0; /*寫數(shù)據(jù)到 LCM 子函數(shù)*/void WriteDataLCM(uchar WDLCM) lcd_wait( );DATAPORT=WDLCM; 四川信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(論文)第 25 頁(yè)共 2

53、9 頁(yè) LCM_RS=1; LCM_RW=0; LCM_EN=1; _nop_(); _nop_(); _nop_(); _nop_(); _nop_(); _nop_(); _nop_();_nop_(); LCM_EN=0;/*lcm 內(nèi)部等待函數(shù)*/void lcd_wait(void) DATAPORT=0 xff; LCM_EN=1; LCM_RS=0; LCM_RW=0; LCM_RW=1; _nop_(); _nop_(); _nop_(); _nop_(); _nop_(); _nop_();_nop_(); while(DATAPORT&BUSY) LCM_EN=0;

54、 _nop_(); _nop_(); _nop_(); _nop_(); _nop_(); _nop_(); _nop_(); _nop_(); LCM_EN=1; _nop_(); _nop_(); _nop_(); _nop_(); _nop_();_nop_();_nop_(); LCM_EN=0;/*LCM 初始化子函數(shù)*/void initLCM( ) LCM_EN=0; DATAPORT=0;delay(15);WriteCommandLCM(0 x38,0); delay(5); WriteCommandLCM(0 x38,0); delay(5); WriteCommandLCM(0 x38,0); delay(5); WriteCommandLCM(0 x