單片機(jī)電子秤設(shè)計(jì)報(bào)告

1、單片機(jī)電子秤設(shè)計(jì)報(bào)告秤是一種在實(shí)際工作和生活中經(jīng)常用到的測(cè)量器具。隨著計(jì)量技術(shù)和電子技術(shù)的發(fā)展，傳統(tǒng)純機(jī)械結(jié)構(gòu)的桿秤、臺(tái)秤、磅秤等稱量裝置逐步被淘汰，電子稱量裝置電子秤、電子天平等以其準(zhǔn)確、快速、方便、顯示直觀等諸多優(yōu)點(diǎn)而受到人們的青睞。和傳統(tǒng)秤相比較，電子秤利用新型傳感器、高精度AD轉(zhuǎn)換器件、單片機(jī)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)，具有精度高、功能強(qiáng)等特點(diǎn)。本課題設(shè)計(jì)的電子秤具有基本稱重、鍵盤(pán)輸入、計(jì)算價(jià)格、顯示、超重報(bào)警功能。該電子秤的測(cè)量范圍為0-40Kg,測(cè)量精度達(dá)到5g,有高精度，低成本，易攜帶的特點(diǎn)。電子秤采用液晶顯示漢字和測(cè)量記過(guò)，比傳統(tǒng)秤具有更高的準(zhǔn)確性和直觀性。另外，該電子秤電路簡(jiǎn)單，使用壽命長(zhǎng)，應(yīng)

2、用范圍廣，可以應(yīng)用于商場(chǎng)、超市、家庭等場(chǎng)所，成為人們?nèi)粘Ｉ钪胁豢缮俚谋匦杵?。一、功能描?、采用高精度電阻應(yīng)變式壓力傳感器，測(cè)量量程0-40kg,測(cè)量精度可達(dá)5g。2、采用電子秤專用模擬/數(shù)字(A/D)轉(zhuǎn)換器芯片hx711對(duì)傳感器信號(hào)進(jìn)行調(diào)理轉(zhuǎn)換，HX711采用了海芯科技集成電路專利技術(shù)， 是一款專為高精度電子秤而設(shè)計(jì)的24位A/D轉(zhuǎn)換器芯片。3、采用STC89C52單片機(jī)作為主控芯片，實(shí)現(xiàn)稱重、計(jì)算價(jià)格等主控功能。4、采用128*64漢字液晶屏顯示稱重重量、單價(jià)、總價(jià)等信息。5、采用4*4矩陣鍵盤(pán)進(jìn)行人機(jī)交互，鍵盤(pán)容量大，操作便捷。6、具有超量程報(bào)警功能，可以通過(guò)蜂鳴器和LED燈報(bào)警。7、

3、系統(tǒng)通過(guò)USB電源供電，單片機(jī)程序也可通過(guò)USB線串行下載。二、硬件設(shè)計(jì)1、硬件方案單片機(jī)電子秤硬件方案如圖1所示:圖1單片機(jī)電子秤硬件方案稱重傳感器感應(yīng)被測(cè)重力，輸出微弱的毫伏級(jí)電壓信號(hào)。該電壓信號(hào)經(jīng)過(guò)電子秤專用模擬/數(shù)字(A/D)轉(zhuǎn)換器芯片hx711對(duì)傳感器信號(hào)進(jìn)行調(diào)理轉(zhuǎn)換。HX711采用了海芯科技集成電路專利技術(shù)， 是一款專為高精度電子秤而設(shè)計(jì)的24位A/D轉(zhuǎn)換器芯片， 內(nèi)置增益控制，精度高，性能穩(wěn)定。HX711芯片通過(guò)2線串行方式與單片機(jī)通信。單片機(jī)讀取被測(cè)數(shù)據(jù)，進(jìn)行計(jì)算轉(zhuǎn)換，再液晶屏上顯示出來(lái)。矩陣鍵盤(pán)主要用于計(jì)算金額。當(dāng)被測(cè)物體重量得到后，用戶可以通過(guò)矩陣鍵盤(pán)輸入單價(jià)，電子秤自動(dòng)計(jì)

4、算總金額并在液晶屏顯示。電源系統(tǒng)給單片機(jī)、HX711電路及傳感器供電。2、稱重傳感器傳感器是測(cè)量機(jī)構(gòu)最重要的部件。稱重傳感器本身具有單調(diào)性，其主要參數(shù)指標(biāo)是靈敏度、總誤差和溫度漂移。(1)靈敏度稱重傳感器的電靈敏度為滿負(fù)荷輸出電壓與激勵(lì)電壓的比值，典型值是2mV/U當(dāng)使用2mV/V靈敏度和5V激勵(lì)電壓的傳感器時(shí)，其滿度輸出電壓為10mV通常，為了使用稱重傳感器線性度最好的一段稱重范圍，應(yīng)當(dāng)僅使用滿度范圍的三分之二。因此滿度輸出電壓應(yīng)當(dāng)大約為6mV當(dāng)電子秤應(yīng)用于工業(yè)環(huán)境時(shí)，在6mVl度范圍內(nèi)測(cè)量微小的信號(hào)變化并非易事。(2)總誤差總誤差是指輸出誤差和額定誤差的比值。典型電子秤的總誤差指標(biāo)大約是0

5、.02%,這一技術(shù)指標(biāo)相當(dāng)重要，它限制了使用理想信號(hào)調(diào)節(jié)電路所能達(dá)到的精確度，決定了ADC分辨率的選擇以及放大電路和濾波器的設(shè)計(jì)。(3)漂移稱重傳感器也產(chǎn)生與時(shí)間相關(guān)的漂移。目前常用的稱重傳感器有電阻應(yīng)變式壓力傳感器、電容壓力傳感器、壓電式壓力傳感器。選用時(shí)應(yīng)按穩(wěn)定行、精度登記、壽命和安裝環(huán)境要求考慮，其主要特點(diǎn)如下：(1)電容式壓力傳感器穩(wěn)定性較差，精度和靈敏度較高，壽命較短，對(duì)環(huán)境要求苛刻，不易長(zhǎng)距離傳輸。(2)壓電式壓力傳感器穩(wěn)定性好，精度和靈敏度高，壽命長(zhǎng)，但大量程的壓力傳感器尚待進(jìn)一步研究。(3)電阻應(yīng)變式壓力傳感器穩(wěn)定性較好，精度和靈敏度較高，壽命較長(zhǎng)，對(duì)測(cè)量環(huán)境要求不太嚴(yán)格。綜上

6、所述，選用電阻應(yīng)變式壓力傳感器作為電子秤稱重傳感器是最為合適的。電阻應(yīng)變式壓力傳感器主要由彈性體、電阻應(yīng)變片電纜線等組成，內(nèi)部線路采用惠更斯電橋，當(dāng)彈性體承受載荷產(chǎn)生變形時(shí)，電阻應(yīng)變片(轉(zhuǎn)換元件)受到拉伸或壓縮應(yīng)變片變形后，它的阻值將發(fā)生變化(增大或減小)，從而使電橋失去平衡，產(chǎn)生相應(yīng)的差動(dòng)信號(hào)，供后續(xù)電路測(cè)量和處理。電阻應(yīng)變式傳感器測(cè)量原理如圖2所示。圖2電阻應(yīng)變式傳感器測(cè)量原理當(dāng)垂直正壓力P作用于梁上時(shí)，梁產(chǎn)生形變，電阻應(yīng)變片R1、R3受壓彎拉伸，阻值增加；R2R4受壓縮，阻值減小。電橋失去平衡，產(chǎn)生不平衡電壓，不平衡電壓與作用在傳感器上的載荷P成正比，從而將非電量轉(zhuǎn)化成電量輸出。R1、R

7、2、R3和R4組成惠更斯電橋，將2對(duì)電阻應(yīng)變片的阻值變化轉(zhuǎn)變成輸出電壓，其工作原理如圖3所示。圖3測(cè)量電橋原理3、電子秤專用24位AD轉(zhuǎn)換芯片HX711及其電路HX711采用了海芯科技集成電路專利技術(shù)，是一款專為高精度電子秤而設(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

8、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)幅值分別為土20mV40mV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。HX711內(nèi)部方框圖如圖4所示。其外部管腳如圖5所示。圖4HX711內(nèi)部方框圖穩(wěn)壓電路電源VSUP 匚1,16nDVDD敢字電源穩(wěn)壓電路控粥輸出BASE 匚215nRATE軸用數(shù)據(jù)速率控制輸入模擬出源AVDD 匚314二 XI外部時(shí)鐘或晶版輸入租用電路控制輸入VFB 匚41

9、JnXO晶振輸入模擬地AGND 匚512二 DOUT串口數(shù)據(jù)*出一電源輸出VBG 匚611口 PD_SCK州電和串口時(shí)鐘輸入通道A柒輸A端INNA 匚了10二 INPB通道BE的入端通道AJH輸一端，INPA 匚89口 INNB通道B貨輸入瑞SOP-16L封裝圖5HX711外部管腳圖圖5為HX711芯片應(yīng)用于計(jì)價(jià)秤的一個(gè)參考電路圖。該方案使用內(nèi)部時(shí)鐘振蕩器（XI=0）,10Hz的輸出數(shù)據(jù)速率（RATE=0）。電源（2.75.5V）直接取用與MCU芯片相同的供電電源。通道A與傳感器相連，通道B通過(guò)片外分壓VRVTJDVstFVstFInputInputMIXASITASITrhWDDrhWDD1

10、.7-55V1.7-55VHXHX- -1111l&uFl&uFG G iB=3iB=3：.64.12S.64.12SAVDDAVDDI5A-I5A-Digiti!InDigiti!InterfaceterfaceToTioinMToTioinMCUCUREGREG4Bniads-npRefereJxiUxoIntemalIntemalINB-INB-匚IW-IW-匚電阻與電池相連，用于檢測(cè)電池電壓。圖6HX711計(jì)價(jià)秤應(yīng)用參考電路圖本課題設(shè)計(jì)的HX711電路如圖7所示：VSUPVSUPDVDDDVDDBASERATEAVDDXIVFBVFBxoxoAGNDDOUTDOUTVB

11、GVBGPD_SCK【NNNNiWPBiWPBLHPAINNB圖7HX711電路4、單片機(jī)STC89C52及其電路色珠口*1”VDDVDD1010IOIO4ADAD采樣電路1234DSENSOR1514n12叵5(1)STC89C52單片機(jī)概述STC89C5凍列單片機(jī)是宏晶科技生產(chǎn)的單時(shí)鐘/機(jī)器周期（1T）的單片機(jī)，是高速/低功耗/超強(qiáng)抗干擾的新一代8051單片機(jī)，指令代碼完全兼容傳統(tǒng)8051,但速度快8-12倍，內(nèi)部集成MAX81%用復(fù)位電路。STC89C52單片機(jī)特點(diǎn)增強(qiáng)型8051CPU1T,單時(shí)鐘/機(jī)器周期，指令代碼完全兼容傳統(tǒng)8051;工作電壓：5.5V-3.5V（5V單片機(jī)）；工作頻

12、率范圍：040MHz相當(dāng)于普通8051的080MHz用戶應(yīng)用程序空間4K/8K/16k/32K/64K字節(jié)；片上集成1280字節(jié)RAM通用I/O口（32/36個(gè)），復(fù)位后為準(zhǔn)雙向口/弱上拉（普通8051傳統(tǒng)I/O口）；ISP（在系統(tǒng)可編程）/IAP（在應(yīng)用可編程），無(wú)需專用編程器/仿真器。每個(gè)I/O口驅(qū)動(dòng)能力均可達(dá)到20mA但整個(gè)芯片最大不要超過(guò)120mA可通過(guò)用口（P3.0/P3.1）直接下載用戶程序，數(shù)秒即可完成一片；有EEPROM能；看門(mén)狗；內(nèi)部集成MAX81用復(fù)位電路（外部晶體12M以下時(shí)，復(fù)位腳可直接1K電阻到地）；時(shí)鐘源：外部高精度晶體/時(shí)鐘，內(nèi)部R/C振蕩器；用戶在下載用戶程序時(shí)

13、，可選擇是使用內(nèi)部R/C振蕩器還是外部晶體/時(shí)鐘；常溫下內(nèi)部R/C振蕩器頻率為：5.0V單片機(jī)為：11MHz17MHz;共4個(gè)16位定時(shí)器， 兩個(gè)與傳統(tǒng)8051兼容的定時(shí)器/計(jì)數(shù)器,16位定時(shí)器T0和T1,沒(méi)有定時(shí)器2,但有獨(dú)立波特率發(fā)生器做串行通訊的波特率發(fā)生器，再加上2路PCA真塊可再實(shí)現(xiàn)2個(gè)16位定時(shí)器；外部中斷I/O口4路，傳統(tǒng)的下降沿中斷或低電平觸發(fā)中斷，并新增支持上升沿中斷的PCA奠塊,PowerDown模式可由外部中斷喚醒；通用全雙工異步用行口（UART）;工作溫度范圍：-40+85C（工業(yè)級(jí)）/075C（商業(yè)級(jí)）；封裝：PDIP-40,PLCC-44o(3)STC89C52單片

14、機(jī)管腳及封裝STC89C5印片機(jī)有多種封裝形式， 本設(shè)計(jì)中選用40DIP封裝， 具管腳定義如圖8所示。T2/P1.0I1 1vcc1toI2EX.PL11 1-I39r ra aPO,0/AD0PL233S?0.1ADI?L3437?0.2AD2PL453PO,3/AD3Pl,5635P0.4/AD4PL6731P0.oADoPL7Is33PC-6ADeRSI932PC.7-AD；RXDP3.D10311EATXDP3.11130ALEPROGI:T0P3.212二 9FSEYINT1/P3.3132&P2.7/Al5T0/P3.414T7T7-iP2.6AllT1/P3.51526?

15、2.5A13底?3.6162P2.4-A1RD/P3,71724?2.3AllXIAL2IS23P2,2/A10XTAL119-19-19P2,1A9YSS120211 1P2.0.AS圖8STC89C52管腳圖本課題設(shè)計(jì)的電子秤的單片機(jī)應(yīng)用電路如圖9所示:ClCl單片機(jī)系統(tǒng)單片機(jī)系統(tǒng)R2R2GNDGNDIQKIQKU1U1STCS9C52STCS9C52alett2alett2ROW43ROW43R0W3R0W34 4DOUTDOUT5 5PDSCKPDSCK6SO_ZKSO_ZK? ?SlJzKSlJzK8 8RXDRXD1010TXDTXD1111ROV72ROV72* *R0W1R0W

16、1_CGLCGL1414C CCOL2COL21515COL38L48L4I Ibeep1f fP1.0P1.0OQOQPO.OADOPO.OADOPlPl1 1P0.1/AD1P0.1/AD1PlPl. .2 2P0.2/AD2P0.2/AD2Pl.Pl.3 3PO3AD3PO3AD3Pl.4Pl.4P04/AD4P04/AD4PlPl5 5PO.SADSPO.SADSPlPl. .6 6PO6AD6PO6H HRST復(fù)位低出 T 復(fù)位，良位完成后，回到高電平，液晶模塊開(kāi)始工作12CS片選低電平片選6、矩陣鍵盤(pán)電路矩陣鍵盤(pán)電路如圖11所示:N N一一W3HInoW3HInoM ML L心6A

17、NMLSMLSV口5ms-2ms-24 4/ALERTALERT圖12聲光報(bào)警電路當(dāng)測(cè)量重量超過(guò)量程時(shí)，beep和alert給出低電平信號(hào)，驅(qū)動(dòng)蜂鳴器鳴COL4COLSCOLSCOL2COL1R0W1ROTOR0W3R0W3RCWRCW+57T53T5310k下4 410kR5IGkR6R610k10k圖11矩陣鍵盤(pán)電路圖中4*4矩陣鍵盤(pán)可以顯示0-9數(shù)字、小數(shù)點(diǎn)和五個(gè)功能鍵。鍵盤(pán)行掃描信號(hào)為ROW1-ROW4,列掃描信號(hào)為COL1COL4。行信號(hào)為輸入信號(hào)，低電平有效；列信號(hào)為輸出信號(hào)。當(dāng)沒(méi)有鍵按下時(shí)，即使行掃描輸入低電平信號(hào)，列信號(hào)仍為高電平；當(dāng)行掃描為低電平并且有鍵按下時(shí)，相應(yīng)的列輸出低

18、電平。該低電平信號(hào)可以定位至按下鍵的位置。7、聲光報(bào)警電路聲光報(bào)警電路如圖12所示聲光報(bào)警電路. .CMCMR8L2R8L2* * | |+ +5V5V響，報(bào)警燈亮8.電源電路本設(shè)計(jì)采用USB接口供電，電源電壓5V。同時(shí)，USB接口通過(guò)內(nèi)含PL2303芯片的轉(zhuǎn)換電路對(duì)單片機(jī)進(jìn)行程序編寫(xiě)。其電路原理如圖所示電源及下載接口POWERSPOWERS；GND；RXDORXDO: :TXDTXDPOWER1POWER1泄泄hRXDI接接USB綠線綠線（TXDJ4194TXD1接接USB白絹白絹RXD）圖16供電及程序下載電路三、Protel硬件開(kāi)發(fā)軟件Protel是目前國(guó)內(nèi)最流行的通用EDA軟件，它是將

19、電路原理圖設(shè)計(jì)、PCB板圖設(shè)計(jì)、電路仿真和PLD設(shè)計(jì)等多個(gè)實(shí)用工具軟件組合后構(gòu)成的EDA工作平臺(tái)，是第一個(gè)將EDA軟件設(shè)計(jì)成基于Windows的普及型產(chǎn)品。它集成了軟件界面、仿真功能和PLD設(shè)計(jì)和信號(hào)完整性分析，在此基礎(chǔ)上Protel99SE又增加了一些新的功能，用戶使用更加方便靈活。Protel的功能十分強(qiáng)大，在電子電路設(shè)計(jì)領(lǐng)域占有極其重要的地位。它以其強(qiáng)大功能和實(shí)用性，逐漸獲得廣大硬件設(shè)計(jì)人員的青睞，是目前眾多EDA設(shè)計(jì)軟件中用戶最多的產(chǎn)品之一。1. Protel軟件組成Protel軟件主要由電路原理圖設(shè)計(jì)模塊、印制電路板設(shè)計(jì)模塊（PCB設(shè)計(jì)模塊）、電路信號(hào)仿真模塊和PLD邏輯器件設(shè)計(jì)模塊

20、等組成，各模塊具有強(qiáng)大的功能，可以很好的實(shí)現(xiàn)電路設(shè)計(jì)與分析。（1）原理圖設(shè)計(jì)模塊（Schematic模塊）1 1電路原理圖是表示電氣產(chǎn)品或電路工作原理的重要技術(shù)文件，電路原理圖主要由代表各種電子器件的圖形符號(hào)、線路和結(jié)點(diǎn)組成。圖4.1所示為一張電路原理圖。該原理圖是由Schematic模塊設(shè)計(jì)完成的。Schematic模塊具有如下功能：豐富而靈活的編輯功能、在線庫(kù)編輯及完善的庫(kù)管理功能、強(qiáng)大的設(shè)計(jì)自動(dòng)化功能、支持層次化設(shè)計(jì)功能等。(2)印制電路板設(shè)計(jì)模塊(PC股計(jì)模塊)印制電路板(PCB)制板圖是由電路原理圖到制作電路板的橋梁。 設(shè)計(jì)了電路原理圖后，需要根據(jù)原理圖生設(shè)計(jì)成印制電路板的制板圖，

21、然后在根據(jù)制板圖制作具體的電路板。 印制電路板設(shè)計(jì)模塊具有如下主要功能和特點(diǎn)：可完成復(fù)雜印制電路板(PCB)的設(shè)計(jì)；方便而又靈活的編輯功能；強(qiáng)大的設(shè)計(jì)自動(dòng)化功能；在線式庫(kù)編輯及完善的庫(kù)管理；完備的輸出系統(tǒng)等。(3)電路信號(hào)仿真模塊電路信號(hào)仿真模塊是一個(gè)功能強(qiáng)大的數(shù)字/模擬混合信號(hào)電路仿真器，能提供連續(xù)的模擬信號(hào)和離散的數(shù)字信號(hào)仿真。它運(yùn)行在Protel的EDA/Client集成環(huán)境下，與ProtelAdvancedSchematic原理圖輸入程序協(xié)同工作，作為AdvancedSchematic的擴(kuò)展，為用戶提供了一個(gè)完整的從設(shè)計(jì)到驗(yàn)證仿真設(shè)計(jì)環(huán)境。在Protel中進(jìn)行仿真，只需從仿真用元器件庫(kù)

22、中放置所需的元器件，連接好原理圖，加上激勵(lì)源，然后單擊防真按鈕即可自動(dòng)開(kāi)始。2. PCB板設(shè)計(jì)(1)定元件的封裝1打開(kāi)網(wǎng)絡(luò)表(可以利用一些編輯器輔助編輯)，將所有封裝瀏覽一遍， 確保所有元件的封裝都正確無(wú)誤并且元件庫(kù)中包含所有元件的封裝， 網(wǎng)絡(luò)表中所有信息全部大寫(xiě)，一面載入出問(wèn)題，或PCBBOM不連續(xù)。2標(biāo)準(zhǔn)元件全部采用公司統(tǒng)一元件庫(kù)中的封裝。3元件庫(kù)中不存在的封裝，應(yīng)自己建立元器件庫(kù)。(2)建立PCB板框根據(jù)PCB結(jié)構(gòu)圖，或相應(yīng)的模板建立PCB文件，包括安裝孔、禁布區(qū)等相關(guān)信息。4尺寸標(biāo)注。在鉆孔層中應(yīng)標(biāo)明PCB的精確結(jié)構(gòu)，且不可以形成封閉尺寸標(biāo)注。(3)載入網(wǎng)絡(luò)表5載入網(wǎng)表并排除所有載入問(wèn)

23、題，具體請(qǐng)看PROTEL技術(shù)大全其他軟件載入問(wèn)題有很多相似之處，可以借鑒。如果使用PROTEL,網(wǎng)表須載入兩次以上(沒(méi)有任何提示信息)才可以確認(rèn)載入無(wú)誤。(4)布局首先要確定參考點(diǎn)。一般參考點(diǎn)都設(shè)置在左邊和底邊的邊框線的交點(diǎn)(或延長(zhǎng)線的交點(diǎn))上或印制板的插件的第一個(gè)焊盤(pán)。6一但參考點(diǎn)確定以后，元件布局、布線均以此參考點(diǎn)為準(zhǔn)。布局推薦使用25MIL網(wǎng)格。根據(jù)要求先將所有有定位要求的元件固定并鎖定。布局的基本原則A.遵循先難后易、先大后小的原則。B.布局可以參考硬件工程師提供的原理圖和大致的布局，根據(jù)信號(hào)流向規(guī)律放置主要原器件。C.總的連線盡可能的短，關(guān)鍵信號(hào)線最短。D.強(qiáng)信號(hào)、弱信號(hào)、高電壓信號(hào)

24、和弱電壓信號(hào)要完全分開(kāi)。E.高頻元件間隔要充分。F.模擬信號(hào)、數(shù)字信號(hào)分開(kāi)。7相同結(jié)構(gòu)電路部分應(yīng)盡可能采取對(duì)稱布局。按照均勻分布、重心平衡、版面美觀的標(biāo)準(zhǔn)來(lái)優(yōu)化布局。85)PCB設(shè)計(jì)遵循的規(guī)則地線回路規(guī)則：圖17地線回路規(guī)則環(huán)路最小規(guī)則，即信號(hào)線與其回路構(gòu)成的環(huán)面積要盡可能小，環(huán)面積要盡可能小，環(huán)面積越小，對(duì)外的輻射越少，接收外界的干擾也越小。針對(duì)這一規(guī)則，在地平面分割時(shí)，要考慮到地平面與重要信號(hào)走線的分布， 防止由于地平面開(kāi)槽等帶來(lái)的問(wèn)題； 在雙層板設(shè)計(jì)中，在為電源留下足夠空間的情況下， 應(yīng)該將留下的部分用參考地填充， 且增加一些必要的過(guò)孔,將雙面信號(hào)有效連接起來(lái)，對(duì)一些關(guān)鍵信號(hào)盡量采用地線

25、隔離，對(duì)一些頻率較高的設(shè)計(jì)，需特別考慮其地平面信號(hào)回路問(wèn)題，建議采用多層板為宜,竄擾控制竄擾(CrossTalk)是指PCB上不同網(wǎng)絡(luò)之間因較長(zhǎng)的平行布線引起的相互干擾，主要是由于平行線間的分布電容和分布電感的作用?？朔Z擾的主要措施是：A.加大平行布線的間距，遵循3W規(guī)則。B.在平行線間插入接地的隔離線。C.減少布線層與地平面的距離屏蔽保護(hù)圖18屏蔽保護(hù)對(duì)應(yīng)地線回路規(guī)則，實(shí)際上也是為了盡量減小信號(hào)的回路面積，多用于一些比較重要的信號(hào)，如時(shí)鐘信號(hào)，同步信號(hào)；對(duì)一些特別重要，頻率特別高的信號(hào)，應(yīng)該考慮采用銅軸電纜屏蔽結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，即將所布的線上下左右用地線隔離，而且還要考慮好如何有效的讓屏蔽地與實(shí)際

26、地平面有效結(jié)合。走線方向控制規(guī)則相鄰層的走線方向成正交結(jié)構(gòu)，避免將不同的信號(hào)線在相鄰層走成同一方向，以減少不必要的層間竄擾；當(dāng)由于板結(jié)構(gòu)限制（如某些背板）難以避免出現(xiàn)該情況，特別是信號(hào)速率較高時(shí)，應(yīng)考慮用地平面隔離各布線層，用地信號(hào)線隔離各信號(hào)線。電源與地線層的完整性規(guī)則對(duì)于導(dǎo)通孔密集的區(qū)域，要注意避免孔在電源和地層的挖空區(qū)域相互連接，形成對(duì)平面層的分割，從而破壞平面層的完整性，并進(jìn)而導(dǎo)致信號(hào)線在地層的回路面積增大。四、軟件設(shè)計(jì)1、軟件流程圖本設(shè)計(jì)主程序使用了定時(shí)器，用來(lái)實(shí)現(xiàn)每圖19所示。鍵盤(pán)掃描程序如圖20所示。圖19時(shí)鐘中斷程序流程圖主程序軟件流程如圖21所示圖20鍵盤(pán)掃描程序流程圖0.5

27、秒稱重一次的功能，流程圖如圖21主程序流程圖3、主程序下面介紹main.c主程序編寫(xiě)，其他程序略。(1)頭文件和一些宏定義#include#include#include#includelcd.h|#includehx711.h#includekeyboard.h定義量程系數(shù)#defineRATIO2114/1623(2)管腳、常量、變量定義定義標(biāo)識(shí)volatilebitFlagTest=0;/定時(shí)測(cè)試標(biāo)志，每0.5秒置位，測(cè)完清0volatilebitFlagKeyPress=0;有鍵按下標(biāo)志，處理完畢清0volatilebitFlagSetPrice=0;價(jià)格設(shè)置狀態(tài)標(biāo)志，設(shè)置好為1。管腳

28、定義sbitLedA=P2A2;sbitbeep=P1A0;sbitalert=Pii；顯示用變量intCounter;ucharidatastr16=000000;inti,iTemp;稱重用變量unsignedlongidataFullScale;滿量程AD彳K/1000unsignedlongAdVal;/AD采樣值unsignedlongweight;重量值，單位gunsignedlongidataprice;/單價(jià)，長(zhǎng)整型值，單位為分unsignedlongidatamoney;總價(jià)，長(zhǎng)整型值，單位為分/鍵盤(pán)處理變量ucharkeycode;ucharDotPos;小數(shù)點(diǎn)標(biāo)志及位置(

29、3)函數(shù)聲明voidint2str(int,char*);voidData_Init();voidPort_Init();voidTimer0_Init();voidTimer0_ISR();voidINT1_Init();voidKeyPress(uchar);voidTo_Zero();voidDisplay_Price();voidDisplay_Weight();voidDisplay_Money();(4)各子程序整型轉(zhuǎn)字符串的函數(shù)，轉(zhuǎn)換范圍0-65536voidint2str(intx,char*str)(inti=1;|inttmp=10;while(x/tmp!=0)(i+;t

30、mp*=10;)tmp=x;stri=0;while(i1)(str-i=0+(tmp%10);tmp/=10;str0=tmp+0;重新找回零點(diǎn)J每次測(cè)量前調(diào)用|voidTo_Zero()(FullScale=ReadCount()/1000;price=0;顯示單價(jià)，單位為元，四位整數(shù)，兩位小數(shù)voidDisplay_Price()(unsignedinti,j;display_GB2312_string(5,44,);i=price/100;得到整數(shù)部分j=price-i*100;/得到小數(shù)部分int2str(i,str1);顯示整數(shù)部分if(i=1000)(displayGB2312s

31、tring(5,44,str1);elseif(i=100)(display_GB2312_string(5,52,str1);elseif(i=10)(display_GB2312_string(5,60,str1);else(display_GB2312_string(5,68,str1);顯示小數(shù)點(diǎn)display_GB2312_string(5,76,.);顯示小數(shù)部分int2str(j,str1)；1if(j=10)(display_GB2312_string(3,60,str1);)else(display_GB2312_string(3,68,str1);)display_GB23

32、12_string(3,76,.);int2str(j,str1);|if(j10)(display_GB2312_string(3,84,00);display_GB2312_string(3,100,str1);)elseif(j999999)/超出顯示量程(display_GB2312_string(7,44,);return;)i=money/100;得到整數(shù)部分j=money-i*100;/得到小數(shù)部分int2str(i,str1);顯示整數(shù)部分if(i=1000)(display_GB2312_string(7,44,str1);)elseif(i=100)(display_GB2

33、312_string(7,52,str1);)elseif(i=10)(display_GB2312_string(7,60,str1);else(display_GB2312_string(7,68,str1);)顯示小數(shù)點(diǎn)display_GB2312_string(7,76,.);顯示小數(shù)部分int2str(j,str1);if(j=200)(FlagTest=1;Counter=0;按鍵響應(yīng)程序，參數(shù)是鍵值/返回鍵值：/78910(清0)/45611(刪除)/12312(未定義)/14(未定義)015(.)13(確定價(jià)格)voidKeyPress(ucharkeycode)(switch

34、(keycode)(case0:case 1:case 2:case 3:case 4:case 5:case 6:case 7:case 8:case 9:目前在設(shè)置整數(shù)位，要注意price是整型，存儲(chǔ)單位為分if(DotPos=0)(最多只能設(shè)置到千位if(price0 x8000)weight=0;weight=10000*weight/FullScale;weight=weight*RATIO;如果超量程，則報(bào)警if(weight=40000)(beep=0;alert=0;display_GB2312_string(3,60,);display_GB2312_string(7,44,

35、);)如果不超量程elsebeep=1;alert=1;顯示重量值Display_Weight();如果單價(jià)設(shè)定好了，則計(jì)算價(jià)格if(FlagSetPrice=1)money=weight*price/1000;/money單位為分顯示總金額Display_Money();)elsedisplay_GB2312_string(7,44,);)/清測(cè)試標(biāo)志FlagTest=0;)獲取按鍵keycode=Getkeyboard();有效鍵值0-15if(keycode16)&(FlagKeyPress=0)FlagKeyPress=1;KeyPress(keycode);FlagKeyPr

36、ess=0;)delay(20);)五、下載與調(diào)試提供例程在uVision4環(huán)境下編譯， 如果是其他版本和.h文件拷貝至新建項(xiàng)目，重新編譯即可。當(dāng)編譯生成并進(jìn)行調(diào)試了1、USB轉(zhuǎn)用口驅(qū)動(dòng)安裝打開(kāi)USB驅(qū)動(dòng)文件夾下的PL2303_Prolific_DriverInstaller_v130.exe安裝文件，uVision,只需將所有.c.hex文件后，就可以下載按提示安裝USB轉(zhuǎn)用口驅(qū)動(dòng)程序。安裝完成后，插入U(xiǎn)SB下載線后，在開(kāi)始-控制面 板 - 打 印 機(jī) 和 其 他 硬 件 - 設(shè) 備 管 理 器 , 在 “ 端 口 ” 分 支 下 有(ProlificUSB-to-SerialCommPor

37、t(COMX)。X表示用口號(hào)， 如果沒(méi)有說(shuō)明USB轉(zhuǎn)用口驅(qū)動(dòng)沒(méi)有安裝，須重新安裝。記住括號(hào)里的COM口號(hào)。首理盎首理盎|,|,叵叵|x文件舊操作晝看坦)幫助皿!a函昌圖逑- -WAMGQUfGYUllWAMGQUfGYUll* /DWCD-IWM 騙動(dòng)器* ，/IDEIDEWA/ATAFIWA/ATAFI 控制器* 44IEEEIEEE1394 總線主控帶喘* 令 SCSISCSI 和 RAIDRAID 控制器*，Sakurah9stcontrollfirsSakurah9stcontrollfirs，冷處理器* 產(chǎn)踽維驅(qū)幼器*3 存儲(chǔ)卷+9 電池，匕的利辟調(diào)器*,9端口(tWI 和 LPT)

38、LPT)? ?ProliProli icUSB-to-SeriicUSB-to-SerialalCommPortCommPort(COM4)(COM4)* j 計(jì)苴機(jī)* 9 監(jiān)詞器犍盤(pán)，3苴底設(shè)備* 幽人體學(xué)哈入設(shè)備+聲音、酶和游蟠帶喘* 鼠標(biāo)和耳它指針鐐備降電通用串行忌械控制翳 V V圖22成功安裝USB轉(zhuǎn)用口驅(qū)動(dòng)示意圖2、下載程序打開(kāi)STC單片機(jī)下載軟件文件夾，點(diǎn)擊運(yùn)行STC_ISP_V481.exe程序，出現(xiàn)如下界面。圖23下載軟件正確選擇MCU類型為STC89C52,COM口（與剛才安裝的COM號(hào)一致），最高波特率和最低波特率選擇高速，如果不成功則嘗試降低撥特率，并打開(kāi)正確的.hex數(shù)

39、據(jù)文件。點(diǎn)擊“Download/下載”按紐，窗口出現(xiàn)提示：Chinese:正在嘗試與MCU/單片機(jī)握手連接.Connectionisfailure.Youcantry:1.GiveyourMCUPowerOnReset.2.Stopoperation,thenre-selectCOMPort.3.BecausePLCC-DIP/PQFP-DIPSockettracetoolong.4.UpdatetheSTCISP.exeversion.5.Ifstillerror,yourMCUFirmwareiserrorornull.Chinese:連接失敗，請(qǐng)嘗試以下操作：1.在單片機(jī)停電狀態(tài)下，點(diǎn)下

40、載按鈕，再給單片機(jī)上電2.停止下載，重新選擇RS-232串口，接好電纜3.可能需要先將P1.0/P1.1短接到地4.可能外部時(shí)鐘未接5.因PLCC、PQFP轉(zhuǎn)換座引線過(guò)長(zhǎng)而引起時(shí)鐘不振蕩，請(qǐng)調(diào)整參數(shù)6.可能要升級(jí)電腦端的STCISP.exe軟件7.若仍然不成功，可能MCU/單片機(jī)內(nèi)無(wú)ISP系統(tǒng)引導(dǎo)碼,或需退回升級(jí)，或MCU已損壞8.若使用USB轉(zhuǎn)RS-232串口線下載，可能會(huì)遇到不兼容的問(wèn)題，可以讓我們幫助購(gòu)買(mǎi)兼容的USB轉(zhuǎn)RS-232537537】，券騙1 1：5&l5&l ctFICVTyp*ctFICVTyp*選擇單片機(jī)型號(hào)ICUICU狂N N m?rrRm?rrR皿 e

41、所而皿配h hQODOIFFrQODOIFFr匚oi.oi.|EJH二=_=量高謔科Z40DZ40D二由豆成捐應(yīng)髭臉將率樹(shù)遍商噓睪=?400?400工寫(xiě) 3 網(wǎng),步輯5 5.D&wnlaid/TK.D&wnlaid/TK強(qiáng)點(diǎn)下翱E E燃再NCVNCV上電復(fù)位棒后動(dòng)。0 0 111111口占心下費(fèi).r r號(hào)次下簟前篤表周人已打開(kāi)在皴用工曲文件，方便調(diào)試費(fèi)用r r當(dāng)目標(biāo)代碼疾生至北后目出調(diào)入女件,并亦口發(fā)送下簟命令.口譚羔重醛惠F F壕褊苕髓爵力溫:餐制砒,下翔扁建用應(yīng)用程垂:環(huán)麻單片就在正 M 工作時(shí)F F工口九外援的是E-4B5;E-4B5;成功計(jì)遇廄四*|詰關(guān)注.sracir

42、二姓網(wǎng)拈，及時(shí)升級(jí)地址口MlDOMlDOODOODOOLO0020OLO00200CO03D00CO03D00004.000004.000005000000500060OIDOO60OIDOOTOTO00006000060 0000090000090m m麗0000BQ0000BQ0 0000coaD000coaDOODOOODO0DO0DOOZDQOTQOZDQOTQODOIDOOODOIDOODOILODOILODrDrssssssssI I町口。町IDID口口口町町O O町町町。町肛IDIDu uQOOOOOOOOOQ-OQQOQOOOOOOOOOQ-OQQO_J_JIDID口口vaDclvaDcl口。D D口口肛DDDD口口IDID口o on-QOQn-ooon-n-OQQ-UOOQn-n-QOQn-ooon-n-OQQ-UOOQn-c c00000000-000-0-0000000000-000-0-00000000000 0QO-OQOOOQOOOQ-ooofl-QOQO-OQOOOQOOOQ-ooofl-QOOBOBg grarommmroMmraramwmmwMmmrarommmroMmraramwmmwMmmraraRoonlxlRooEmRKItnRoonlxlRooEmRKItnIKIRraERRraIKIR