基于單片機(jī)的超市電子秤設(shè)計(jì)

1、XX大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文緒 論 設(shè)計(jì)背景在科技迅速發(fā)展的21世紀(jì)，電子技術(shù)作為其中一個(gè)非常亮眼的部分在近年來(lái)發(fā)展迅速并廣泛應(yīng)用于多個(gè)行業(yè)。隨著電子技術(shù)的快速發(fā)展，各種電子元器件的不斷更新?lián)Q代以及許多轉(zhuǎn)換電路的推出，電子技術(shù)在世界發(fā)展中越來(lái)越突出，人們的生活已經(jīng)離不開(kāi)電子產(chǎn)品。電子產(chǎn)品具有廣闊的發(fā)展前景。從古至今，稱量技術(shù)的應(yīng)用和精度都受到了人們的高度重視，稱量技術(shù)的發(fā)展在很大程度上影響到了農(nóng)業(yè)，工業(yè)甚至是科學(xué)技術(shù)的發(fā)展。對(duì)于稱量工具，它不僅是一個(gè)簡(jiǎn)單的提供重量數(shù)據(jù)的儀器，更是在科學(xué)研究領(lǐng)域、工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域以及日常生活中的一個(gè)重要部分，它的發(fā)展對(duì)于自動(dòng)化領(lǐng)域的發(fā)展有著不可忽視的作用。因?yàn)榉Q量?jī)x器起到了

2、精確控制生產(chǎn)，減少能源消耗，降低作業(yè)時(shí)間和作業(yè)難度的作用，提高了產(chǎn)品的質(zhì)量，改善了企業(yè)管理和效益。稱重裝置在國(guó)民生產(chǎn)的許多領(lǐng)域均有應(yīng)用，獲得了明顯的經(jīng)濟(jì)和科技效益。電子秤作為稱量工具的一種，是一種新型的高端的儀器儀表，相比傳統(tǒng)的臺(tái)秤和桿秤，它的體積更小，精度更高，并且使用方便，正因?yàn)橛羞@些優(yōu)點(diǎn)，它現(xiàn)在在我們的日常生活中已經(jīng)應(yīng)用的非常普遍，它可以工作在各種環(huán)境下，可實(shí)現(xiàn)重量數(shù)字化顯示，并可遠(yuǎn)程傳輸重量信號(hào)，在與計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng)后實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化，從而提高生產(chǎn)效率。電子秤整個(gè)系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)首先是通過(guò)壓力傳感器來(lái)檢測(cè)被測(cè)物體的壓力同時(shí)將其轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)，由于獲取的電信號(hào)的變化非常小，現(xiàn)在常見(jiàn)的處理方法是在稱

3、重的前端加上一個(gè)放大的裝置，而在本次系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，采用24位A/D轉(zhuǎn)換芯片HX711，在收集到傳感器的信號(hào)后進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換輸出數(shù)字信號(hào)給單片機(jī)，同時(shí)可以通過(guò)矩陣鍵盤手動(dòng)輸入物品單價(jià)。將算法寫(xiě)入單片機(jī)后進(jìn)行數(shù)字處理得出結(jié)果后驅(qū)動(dòng)顯示模塊顯示物品重量，單價(jià)和總價(jià)。按照系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本要求，整個(gè)系統(tǒng)有三部分組成，即數(shù)據(jù)采集傳輸轉(zhuǎn)換部分，控制處理部分，顯示驅(qū)動(dòng)部分。在擴(kuò)展功能方面，本次設(shè)計(jì)加入了超重報(bào)警部分，由于是小型超市電子秤設(shè)計(jì)，此次的電子秤額定稱重為5kg，在被測(cè)物體超重時(shí)，電子秤會(huì)有蜂鳴器發(fā)出報(bào)警以示超重。 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀單片機(jī)的產(chǎn)生是在20世紀(jì)的70年代，通過(guò)不斷發(fā)展現(xiàn)在幾乎應(yīng)用到了各個(gè)領(lǐng)域，可

4、以說(shuō)現(xiàn)在它已經(jīng)成為了一種相當(dāng)成熟的技術(shù)。隨著電子技術(shù)的發(fā)展以及各種電子元件的推陳出新，單片機(jī)技術(shù)的發(fā)展趨向于小型化、智能化、多元化，在線仿真和各種開(kāi)發(fā)工具也推動(dòng)了單片機(jī)的發(fā)展，伴隨著信息產(chǎn)業(yè)的逐漸發(fā)展，在嵌入式領(lǐng)域單片機(jī)的應(yīng)用比較迎來(lái)越來(lái)越廣闊的發(fā)展空間。目前國(guó)內(nèi)以Intel公司推出的8位單片機(jī)8048/8051應(yīng)用較多，此外還有Motorola公司和Philipes等也有諸多應(yīng)用，高性能的機(jī)型成為時(shí)代的主流。在未來(lái)，隨著技術(shù)的進(jìn)步和人們的需求，單片機(jī)將會(huì)重點(diǎn)提高性能，采取更先進(jìn)的工藝，實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定控制，高速運(yùn)行，穩(wěn)定工作。稱量自古以來(lái)就飽受國(guó)家和人民的重視，在過(guò)去，杠桿秤、盤秤等作為主要稱量工具

5、，存在著諸如精度不夠準(zhǔn)確、誤差大、效率低等一系列問(wèn)題和弊端。隨著電子衡器的發(fā)展，稱量手段也越來(lái)越多樣化，電子秤作為一種高精度，使用方便的稱量工具在日常生活中的使用已經(jīng)十分普遍。目前國(guó)內(nèi)的電子秤大概類型有：機(jī)電一體化臺(tái)秤、基于單片機(jī)的電子秤、基于DSP的電子秤、以及國(guó)外有基于CCD(Charge Coupled Device,電荷耦合器件)的電子秤等。從國(guó)內(nèi)引入單片機(jī)開(kāi)始，以單片機(jī)作為核心控制器的電子秤逐漸發(fā)展起來(lái)，這種電子秤精度高、操作簡(jiǎn)單、使用方便、快捷，頗受人們的喜愛(ài)。目前，基于單片機(jī)的電子秤在市場(chǎng)上的使用逐漸成為主流，并且在不斷進(jìn)步和發(fā)展。本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)在綜合考慮實(shí)用性和發(fā)展情況后決定使用

6、單片機(jī)作為核心控制器來(lái)設(shè)計(jì)電子秤。 系統(tǒng)需求分析與總體設(shè)計(jì)本次任務(wù)為小型超市電子秤設(shè)計(jì)，應(yīng)實(shí)現(xiàn)的功能包括：重量顯示、單價(jià)顯示、總價(jià)顯示，擴(kuò)展功能為超重報(bào)警。在實(shí)現(xiàn)這些功能的同時(shí)應(yīng)兼顧準(zhǔn)確性、快速性、小型化、操作簡(jiǎn)單、方便實(shí)用等優(yōu)點(diǎn)。以至于在實(shí)際生活中能多次使用，長(zhǎng)期使用，并且能夠準(zhǔn)確報(bào)警防止設(shè)備損壞。單片機(jī)的優(yōu)點(diǎn)眾多，比較突出的有體積小、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用方便等等，在使用中可以實(shí)現(xiàn)模塊化，利用其處理速度快和控制能力強(qiáng)以及可靠性高的特點(diǎn)可以實(shí)現(xiàn)多種多樣的控制，因此單片機(jī)在人們生活中的應(yīng)用以及越來(lái)越普遍。采用單片機(jī)可以實(shí)現(xiàn)諸多功能而且簡(jiǎn)便實(shí)用，被測(cè)物體可以采用壓力傳感器獲取電信號(hào)后再轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，單

7、價(jià)可通過(guò)矩陣鍵盤人工輸入，搭配驅(qū)動(dòng)顯示模塊可組成人機(jī)交互部分。整個(gè)系統(tǒng)在理論上可以實(shí)現(xiàn)所要求的基本和拓展功能，并且操作簡(jiǎn)單，實(shí)用性高。根據(jù)需求分析，選取單片機(jī)作為硬件電路的核心控制器，用壓力傳感器采集被測(cè)物體的電壓力信號(hào)，再經(jīng)過(guò)A/D轉(zhuǎn)換部分將數(shù)字量輸入到單片機(jī)，同時(shí)配備矩陣鍵盤，用戶可手動(dòng)輸入價(jià)格。單片機(jī)作為系統(tǒng)的樞紐，在處理完兩部分信息后驅(qū)動(dòng)顯示模塊，顯示物品的單機(jī)、重量以及總價(jià)。同時(shí)本次設(shè)計(jì)電子秤量程為5KG，在超重后單片機(jī)會(huì)驅(qū)動(dòng)報(bào)警電路，使蜂鳴器報(bào)警。根據(jù)以上思路設(shè)計(jì)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖如圖1.1所示。報(bào)警電路LCD顯示矩陣鍵盤A/D轉(zhuǎn)換 壓力傳感器 報(bào)警電路LCD顯示矩陣鍵盤A/D轉(zhuǎn)換 壓力

8、傳感器 單片機(jī)最小系統(tǒng)單片機(jī)最小系統(tǒng)圖1.1系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)圖如圖所示本系統(tǒng)包括：壓力檢測(cè)與數(shù)模轉(zhuǎn)換部分、單片機(jī)最小系統(tǒng)、矩陣鍵盤模塊電路、顯示驅(qū)動(dòng)模塊電路、報(bào)警模塊電路。其中數(shù)據(jù)采集與轉(zhuǎn)換部分用到壓力傳感器和HX711A/D轉(zhuǎn)換芯片，單片機(jī)最小系統(tǒng)包括：89C52單片機(jī)、晶振電路、上電復(fù)位電路，顯示電路模塊用的是LCD1602液晶顯示屏，報(bào)警電路采用蜂鳴器來(lái)實(shí)現(xiàn)有聲報(bào)警。電子秤稱重的實(shí)現(xiàn)首先是壓力傳感器將采集到的模擬信號(hào)輸入到A/D轉(zhuǎn)換芯片，經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)換后將數(shù)字信號(hào)輸送到控制電路單片機(jī)中，單片機(jī)對(duì)得到的數(shù)字信號(hào)進(jìn)行分析判斷，如果超過(guò)了量程則直接驅(qū)動(dòng)報(bào)警電路產(chǎn)生蜂鳴器報(bào)警。如果沒(méi)有超過(guò)量程則單片機(jī)會(huì)驅(qū)

9、動(dòng)顯示電路顯示出物品的重量。由于壓力傳感器采集到的電信號(hào)變化非常微小，一般采用串聯(lián)放大裝置，本系統(tǒng)采用24位A/D轉(zhuǎn)換芯片，減小了硬件設(shè)計(jì)的難度，節(jié)約了成本。本系統(tǒng)具有人機(jī)交互顯示模塊，可通過(guò)手動(dòng)輸入單價(jià)并自動(dòng)得出總價(jià)，此部分對(duì)軟件編程的要求比較高，大部分功能需通過(guò)算法來(lái)實(shí)現(xiàn)。由于是小型超市電子秤，本系統(tǒng)設(shè)計(jì)量程為0-5KG，在超重后會(huì)產(chǎn)生蜂鳴器報(bào)警現(xiàn)象，使電子秤更加人性化和智能化。系統(tǒng)元器件選型本章內(nèi)容主要介紹單片機(jī)、壓力傳感器、A/D轉(zhuǎn)換芯片、顯示器的選型以及所選器件的主要特點(diǎn)。2.1單片機(jī)選型為了保證系統(tǒng)可以穩(wěn)定工作，首要考慮的因素就是單片機(jī)的選型，因?yàn)槿绻x擇得不合適,就會(huì)嚴(yán)重影響單片

10、機(jī)控制系統(tǒng)的正常運(yùn)行,甚至無(wú)法達(dá)到預(yù)先設(shè)計(jì)的功能。目前市場(chǎng)上常用到的單片機(jī)有以下幾類：1：51系列單片機(jī)，其中包括：Atmel公司生產(chǎn)的AT89CXX系列、AT89SXX系列以及AT89C20系列等，還有STC公司生產(chǎn)的51系列單片機(jī)。2:AVR系列的單片機(jī)。3:PIC系列的單片機(jī)包括8位、16位和32位。4:NEC單片機(jī)。在單片機(jī)選型上應(yīng)重點(diǎn)注意以下問(wèn)題：1、技術(shù)性，所選單片機(jī)應(yīng)該能滿足在所要求的技術(shù)指標(biāo)下穩(wěn)定運(yùn)行。2、實(shí)用性，單片機(jī)的運(yùn)行不是一時(shí)的，應(yīng)該能滿足長(zhǎng)期穩(wěn)定的運(yùn)行。3、可開(kāi)發(fā)性，選用的單片機(jī)應(yīng)滿足開(kāi)發(fā)手段，例如程序開(kāi)發(fā)，軟件仿真等。同時(shí)還能反復(fù)開(kāi)發(fā)使用。在滿足以上這些基本要求的同

11、時(shí)還要兼顧考慮到體積小、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)實(shí)用等優(yōu)點(diǎn)。在以上的單片機(jī)型號(hào)中AT89C52系列的單片機(jī)具有以下特點(diǎn)：寬電壓：5.5-3.8v；低功耗設(shè)計(jì)：空閑模式，掉電模式；033MHz的時(shí)鐘頻率；可以反復(fù)擦洗的8KB內(nèi)存的程序存儲(chǔ)器；硬件看門狗（WDT）；高速SPI通信端口；全雙工異步串行口，兼容普通8051的串口；32個(gè)可編程輸入/輸出引腳；6個(gè)終端源，2級(jí)優(yōu)先級(jí)；2個(gè)數(shù)據(jù)指針 參考以上功能，在理論上采用AT89C52單片機(jī)可以滿足系統(tǒng)需求，且能穩(wěn)定可靠運(yùn)行。AT89C52單片機(jī)有40個(gè)引腳，其中兩個(gè)作為電源引腳，兩個(gè)作為時(shí)鐘引腳連接到外部的晶振電路，32個(gè)輸入輸出引腳，此外還有控制引腳和電源復(fù)

12、用引腳。AT89C52單片機(jī)的引腳圖如圖2.1所示。圖2.1 單片機(jī)引腳圖壓力傳感器選型壓力傳感器是有源傳感器中的一種，它的工作原理是選取的電阻材料在受到壓力的時(shí)候其阻值會(huì)發(fā)生相應(yīng)變化，從而在特定的表面會(huì)產(chǎn)生電荷，在輸出端會(huì)產(chǎn)生微弱的電壓變化，即在接受到外部壓力后會(huì)產(chǎn)生適當(dāng)形變，然后產(chǎn)生微弱的電信號(hào)。電阻應(yīng)變片式壓力傳感器在近些年來(lái)被普遍采用，它是利用某些材料在機(jī)械力的作用下會(huì)發(fā)生一定的形變從而其阻值也會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的變化。利用這個(gè)原理可以檢測(cè)到有電壓的變化，然后通過(guò)轉(zhuǎn)換可以得出被測(cè)物體的壓力大小，但其電壓變化非常微小，常常難以精確的檢測(cè)出來(lái)。本系統(tǒng)采用四片電阻應(yīng)變片組成一個(gè)電橋電路，對(duì)檢測(cè)微弱電

13、壓信號(hào)的能力有了很大的提升，系統(tǒng)的壓力傳感器輸出在0-20MV之間，通過(guò)電橋電路實(shí)施等效放大，從而提高了系統(tǒng)的稱重可實(shí)現(xiàn)性和稱重精度。根據(jù)以上介紹可以總結(jié)出應(yīng)變片式傳感器有如下特點(diǎn)：寬大的測(cè)量范圍，適用于多種傳感器；靈敏度高，分辨力好，精度高；使用方便，可以遠(yuǎn)距離傳輸；結(jié)構(gòu)小，對(duì)環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)，頻率響應(yīng)好?，F(xiàn)在市場(chǎng)的主流應(yīng)變片式壓力傳感器的型號(hào)為：PE型、BSH型、MTB型、Z6FD型、HL型等。其中HL型壓力傳感器具有體積小、反應(yīng)靈敏、精度高的優(yōu)點(diǎn)，再結(jié)合本次設(shè)計(jì)的電子秤量程為0-5KG，滿量程誤差不超過(guò)0.005KG,所以選擇壓力傳感器的型號(hào)為HL-8，其量程為5KG，精度為0.1% ，可以

14、滿足本次系統(tǒng)設(shè)計(jì)的精度要求。2.3 顯示器選型現(xiàn)在市場(chǎng)上使用較多的顯示屏幕為數(shù)碼管顯示和LCD液晶顯示，對(duì)于這兩種顯示方式，系統(tǒng)在選擇前進(jìn)行了分析比較。數(shù)碼管是利用發(fā)光二極管組成的半導(dǎo)體發(fā)光器件，按能顯示數(shù)字“8”的個(gè)數(shù)可以將其分為1位、2位、4位等數(shù)碼管。數(shù)碼管所顯示的信息非常優(yōu)秀而且顏色比較單一，若要顯示多段信息則使用多段數(shù)碼管進(jìn)行級(jí)聯(lián)，那樣會(huì)使硬件電路連接變得復(fù)雜并且增加成本，并且有可能導(dǎo)致顯示不清和閃爍的現(xiàn)象。對(duì)比數(shù)碼管顯示，液晶顯示器的優(yōu)點(diǎn)非常明顯，首先液晶顯示器工作穩(wěn)定，亮度可通過(guò)電阻調(diào)節(jié)。其采用的材料是平面玻璃，在較小的面積上可以實(shí)現(xiàn)高分辨率，字符顯示可以變得非常細(xì)膩。作為信息時(shí)

15、代的產(chǎn)物，隨著工藝的不斷提高，液晶顯示器在電子技術(shù)的領(lǐng)域已經(jīng)越來(lái)越廣泛?，F(xiàn)在市場(chǎng)上使用較多的液晶顯示器為L(zhǎng)CD1602液晶顯示器，LCD1602液晶顯示器的顯示原理是采用點(diǎn)陣字符型顯示，可以顯示的內(nèi)容包括：阿拉伯?dāng)?shù)字，大小寫(xiě)字母等，顯示功能強(qiáng)大，顯示亮度具有調(diào)節(jié)功能。各個(gè)字符可以通過(guò)8位二進(jìn)制的數(shù)字來(lái)控制，通過(guò)改變高4位和低4位的數(shù)值來(lái)控制顯示的地址和內(nèi)容。LCD1602液晶顯示器有16個(gè)引腳，具體的引腳功能如下介紹：P1口和P2口為顯示器的電源引腳；VO口為模擬電源，RS口為寄存器選擇引腳，RW為讀寫(xiě)選擇口，E腳為使能端；P7P14腳為8個(gè)雙向輸入通道；15腳和16腳為背光電源叫。根據(jù)以上特

16、點(diǎn)，使用液晶顯示屏LCD1602功能更全，顯示效果更好。當(dāng)然，整個(gè)系統(tǒng)的成本也會(huì)略高。LCD1602液晶顯示器引腳圖如圖2.2所示。圖2.2 LCD16022.4 A/D轉(zhuǎn)換芯片選型在工程上，在選擇A/D轉(zhuǎn)換芯片的時(shí)候往往會(huì)考慮以下要素：精度、速度、數(shù)字接口方式，模擬信號(hào)類型等。目前，市場(chǎng)上主要用到的A/D轉(zhuǎn)換芯片的類型有TLV0831芯片、ADS820芯片、ADC0809芯片、HX711芯片等。本系統(tǒng)在稱重時(shí)要求實(shí)時(shí)顯示物品重量，轉(zhuǎn)換頻率高，同時(shí)此次設(shè)計(jì)對(duì)稱重的精度要求非常高，而傳統(tǒng)的積分型和逐次比較型A/D轉(zhuǎn)換芯片不能達(dá)到這些要求。HX711A/D轉(zhuǎn)換模塊集成度高，整個(gè)模塊內(nèi)不僅含有HX7

17、11芯片還包括穩(wěn)壓電源，時(shí)鐘電路等，在硬件電路焊接時(shí)非常方便。整個(gè)模塊有4個(gè)輸出，分別為電源線和地線，以及數(shù)字信號(hào)輸出和時(shí)鐘信號(hào)輸出。HX711芯片16個(gè)引腳的定義為：P1口為穩(wěn)壓電路電源，P2口為穩(wěn)壓電路控制輸出，P3口為模擬電源，P4口為穩(wěn)壓電路控制輸入，P5口為模擬地，P6口為參考電源輸出端，P7口為通道A負(fù)輸入端，P8口為通道A正輸入端，P9口為通道B負(fù)輸入端，P10為通道B正輸入端，P11口斷電與串口時(shí)鐘輸入端，P12口為串口數(shù)據(jù)輸出端，P13口為晶振輸入端，P14為外部時(shí)鐘或晶振輸入端，P15口為輸出數(shù)據(jù)速率控制輸入端，P16口為數(shù)字電源端。HX711芯片引腳圖如圖2.3所示。圖2

18、.3 HX711引腳系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)本章內(nèi)容主要介紹系統(tǒng)主電路以及各部分子電路的設(shè)計(jì)，主要包括：系統(tǒng)電源電路模塊、單片機(jī)控制電路模塊、顯示電路模塊、鍵盤電路模塊以及報(bào)警電路模塊。3.1 系統(tǒng)電源電路此次設(shè)計(jì)中，AT89C52單片機(jī)和HX711芯片以及液晶顯示屏均需要5V電壓，所以系統(tǒng)只有采用5V的電源供電，才能保證整個(gè)系統(tǒng)穩(wěn)定可靠的工作。為了方便調(diào)試，系統(tǒng)采用兩種電源接口供電方式，既有USB接口供電方式又有外置電源供電方式。直接向整個(gè)系統(tǒng)供給5V的直流穩(wěn)壓電源。同時(shí)，為方便使用，串聯(lián)自鎖開(kāi)關(guān)后再給整個(gè)系統(tǒng)供電。系統(tǒng)電源電路設(shè)計(jì)如圖3.1所示。圖3.1 電源電路圖在上圖中，由電源開(kāi)關(guān)引出的VCC

19、端接各個(gè)芯片的電源端給整個(gè)系統(tǒng)供電，開(kāi)關(guān)的輸入端直接接外部5V直流穩(wěn)壓電源。3.2 單片機(jī)控制電路設(shè)計(jì)單片機(jī)控制電路所起到的作用為：系統(tǒng)上電開(kāi)機(jī)后，整個(gè)系統(tǒng)復(fù)位，在復(fù)位按鍵按下之后系統(tǒng)會(huì)有2微秒的復(fù)位過(guò)程。單片機(jī)復(fù)位功能的實(shí)現(xiàn)是單片機(jī)的9腳RST腳得到一個(gè)高電平，系統(tǒng)進(jìn)入復(fù)位狀態(tài)。單片機(jī)的工作電壓是5V，在單片機(jī)中，如果電壓高于1.5V則單片機(jī)認(rèn)定其為高電平；如果電壓低于1.5V，則單片機(jī)自動(dòng)認(rèn)定其為低電平。本系統(tǒng)采用一個(gè)20UF的電容，當(dāng)電容完全充電時(shí)，其兩端電壓是單片機(jī)工作電壓的0.7倍即3.5V。此時(shí)串聯(lián)的10K電阻起到分壓作用，當(dāng)上電開(kāi)始時(shí)電容逐漸充電電壓逐漸從0V升到3.5V此時(shí)單片

20、機(jī)的9腳RST腳電壓從5V衰減到1.5V，整個(gè)系統(tǒng)完成復(fù)位。在晶振電路方面，選取的晶體振蕩器為12M是為了方便計(jì)時(shí)，在單片機(jī)中時(shí)鐘周期是機(jī)器周期的12倍，選用12M的晶體振蕩器則計(jì)時(shí)器每計(jì)一次時(shí)的時(shí)間為1us。單片機(jī)控制電路的具體連接如圖3.2所示。圖3.2 單片機(jī)控制電路3.3 系統(tǒng)顯示電路設(shè)計(jì)系統(tǒng)顯示模塊所用到的主要器件為L(zhǎng)CD1602液晶顯示器。單片機(jī)與顯示屏之間的連接電路如圖3.3所示。在圖3.3中，1腳和2腳為液晶顯示屏1602的接地和電源引腳，3腳為背光調(diào)節(jié)引腳，通過(guò)10K的電阻接地，背光可通過(guò)改變電阻值來(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P1.0、P

21、1.1、P1,2端口，7腳至14腳為數(shù)據(jù)接口，與單片機(jī)的P0口相連來(lái)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳輸，第15引腳和16引腳為液晶顯示器的背光控制腳，分別接到電源和地。圖3.3 系統(tǒng)顯示電路圖3.4 鍵盤電路的設(shè)計(jì)小型超市電子秤在實(shí)際應(yīng)用中需要提供矩陣鍵盤來(lái)實(shí)現(xiàn)手動(dòng)輸入物品單價(jià)來(lái)實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互。本次設(shè)計(jì)采用4*4矩陣鍵盤，電子秤在開(kāi)機(jī)時(shí)自動(dòng)檢測(cè)托盤的重量并存于程序中，在稱量過(guò)程中，將獲取到的重量自動(dòng)減去托盤的重量，所以顯示的重量即為物體的實(shí)際重量，在沒(méi)有物體時(shí)，顯示重量為零。在電子秤獲取重量后，手動(dòng)輸入單價(jià)會(huì)自動(dòng)顯示物品的總價(jià)，可以實(shí)時(shí)顯示物品重量和總價(jià)。矩陣鍵盤與單片機(jī)連接電路如圖3.4所示，其中設(shè)置了十個(gè)數(shù)字鍵

22、，兩個(gè)功能鍵，其余四個(gè)鍵留作擴(kuò)展。3.5 系統(tǒng)報(bào)警電路設(shè)計(jì)本次電子秤量程為5KG，為了防止器件損壞延長(zhǎng)使用壽命，系統(tǒng)的擴(kuò)展功能為超重報(bào)警，選擇的報(bào)警器為蜂鳴器。報(bào)警電路的設(shè)計(jì)是利用三極管的關(guān)斷功能來(lái)實(shí)現(xiàn)報(bào)警，在圖3.5中采用PNP型三極管，利用單片機(jī)控制三極管的基極，當(dāng)單片機(jī)輸出低電平時(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)高電平時(shí)，三極管截止，蜂鳴器斷電停止報(bào)警，所選用的三極管的信號(hào)為9012。報(bào)警指示電路如圖3.5所示。圖3.4 鍵盤電路圖圖3.5 報(bào)警電路3.6 系統(tǒng)原理圖的繪制Protel99SE繪圖軟件是在90年代Protel Technology公司設(shè)

23、計(jì)研發(fā)的，在當(dāng)時(shí)是被當(dāng)做一種印制板自動(dòng)的布線工具來(lái)使用，早期是運(yùn)行在DOS環(huán)境下，發(fā)展至今已經(jīng)可以應(yīng)用于多種操作系統(tǒng)，成為一個(gè)完整的全方位的電子設(shè)計(jì)系統(tǒng)。軟件中包含了系統(tǒng)原理圖的繪制、電路混合信號(hào)仿真、印制電路板的設(shè)計(jì)等功能。在原理圖繪制方面，不僅包含了大量的元器件可供選擇還可以實(shí)現(xiàn)多器件整體操作，總線的布置走動(dòng)也十分方便，同時(shí)它具有很強(qiáng)的數(shù)據(jù)交換能力和模擬功能，可以展現(xiàn)出很好的信號(hào)仿真效果。 采用Protel99SE軟件繪制原理圖的主要步驟如下所述： 建立系統(tǒng)所需元件庫(kù)； 加載所建元件庫(kù)到工程項(xiàng)目中； 在原理圖頁(yè)面放置所需元器件； 按電氣性能和原理連接各元件； 建立元件封裝庫(kù)并加載到工程文件

24、中；根據(jù)以上步驟，選取系統(tǒng)包含的元件并按照電氣原理和最初設(shè)計(jì)連接成系統(tǒng)原理圖，其中包括單片機(jī)控制模塊、顯示模塊、系統(tǒng)電源電路、鍵盤電路以及報(bào)警電路。具體原理圖如圖3.6所示。圖3.6 系統(tǒng)原理圖4 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)本章內(nèi)容主要介紹系統(tǒng)軟件部分的設(shè)計(jì)，其中包括：主程序、A/D轉(zhuǎn)換程序、顯示程序、按鍵程序以及報(bào)警程序。各部分程序的源代碼如附錄D所示。4.1 編程軟件介紹在單片機(jī)開(kāi)發(fā)應(yīng)用中，除了要進(jìn)行硬件電路的設(shè)計(jì)外，軟件編程也是必不可少的環(huán)節(jié)。與匯編語(yǔ)言相比，C語(yǔ)言是對(duì)匯編語(yǔ)言進(jìn)行了抽象，并在一定程度上更加符合人類的思維習(xí)慣，開(kāi)發(fā)效率更高，更加模塊化，可移植性更好，程序可讀性和可維護(hù)性更強(qiáng)，并且提供了

25、數(shù)學(xué)函數(shù)并支持浮點(diǎn)運(yùn)算。綜合這些優(yōu)點(diǎn)，本系統(tǒng)采用C語(yǔ)言編程，編譯環(huán)境為keil UV3。keil C51是美國(guó)keil software公司出品的51系列兼容單片機(jī)的C語(yǔ)言軟件開(kāi)發(fā)系統(tǒng)。Keil C51軟件提供了豐富的庫(kù)函數(shù)和功能強(qiáng)大的集成開(kāi)發(fā)調(diào)試工具，軟件呈全Windows界面，另外在代碼編譯生成后，可以看到keil c51生成目標(biāo)代碼的效率非常之高，語(yǔ)句生成的匯編代碼很緊湊，容易理解，在開(kāi)發(fā)大型軟件時(shí)更能體現(xiàn)高級(jí)語(yǔ)言的優(yōu)勢(shì)。Keil c51可以完成編輯、編譯、連接、調(diào)試、仿真等整個(gè)開(kāi)發(fā)流程。開(kāi)發(fā)人員可用IDE本身或其它編輯器編輯C語(yǔ)言或匯編源文件，然后分別有C51及A51編輯器編譯連接生成

26、單片機(jī)可執(zhí)行的二進(jìn)制文件(.HEX)，然后通過(guò)單片機(jī)的燒寫(xiě)軟件將HEX 文件燒入單片機(jī)內(nèi)。軟件主要有三個(gè)方面：一是初始化整個(gè)系統(tǒng)；二是按鍵掃描檢測(cè)；三是數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)處理并進(jìn)行顯示。這三部分程序的源代碼體現(xiàn)在主程序中，整體程序結(jié)構(gòu)好，模塊化強(qiáng)，同時(shí)易于修改和調(diào)試。4.2 主程序的設(shè)計(jì) 系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)采用模塊化的方法，由主程序調(diào)用各子程序，包括：初始化模塊、顯示模塊，矩陣鍵盤模塊、A/D轉(zhuǎn)換模塊、數(shù)據(jù)處理模塊。主要實(shí)現(xiàn)三個(gè)方面的功能：一是初始化系統(tǒng)；二是按鍵檢測(cè)；三是壓力數(shù)據(jù)采集、A/D轉(zhuǎn)換后處理并進(jìn)行顯示。這些操作在主程序中分別進(jìn)行。對(duì)于整個(gè)系統(tǒng)，主程序是信息處理的關(guān)鍵，主程序的作用在于完成編程

27、芯片的初始化以及調(diào)用各個(gè)子程序。在上電啟動(dòng)使系統(tǒng)初始化后，單片機(jī)讀取A/D轉(zhuǎn)換芯片發(fā)來(lái)的數(shù)據(jù)，首先檢測(cè)物體是否超重，然后調(diào)用掃描鍵盤子程序，同時(shí)驅(qū)動(dòng)顯示模塊顯示重量，最后再調(diào)用價(jià)格子程序顯示物品的總價(jià)。程序設(shè)計(jì)的步驟可大致分為三步：1.分析系統(tǒng)要實(shí)現(xiàn)的功能，找出合理的算法和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)；2.建立程序流程圖，將問(wèn)題分步解決；3.根據(jù)流程圖選用適當(dāng)?shù)某绦蛑噶罹帉?xiě)程序。根據(jù)以上步驟，在分析系統(tǒng)要實(shí)現(xiàn)的功能后可以按步驟設(shè)計(jì)系統(tǒng)的主程序流程圖，具體的流程圖如圖4.1所示。開(kāi)始蜂鳴器報(bào)警總價(jià)計(jì)算物品重量顯示按鍵判斷重量是否超過(guò)上限A/D轉(zhuǎn)換鍵盤掃描LCD清屏LCD初始化開(kāi)始蜂鳴器報(bào)警總價(jià)計(jì)算物品重量顯示按鍵判

28、斷重量是否超過(guò)上限A/D轉(zhuǎn)換鍵盤掃描LCD清屏LCD初始化YNNY圖4.1 系統(tǒng)程序流程圖系統(tǒng)上電后首先進(jìn)行LCD初始化，然后掃描矩陣鍵盤，在傳感器檢測(cè)到被測(cè)物體的壓力后，將其轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)再A/D轉(zhuǎn)換裝置將數(shù)字信號(hào)送給單片機(jī)。單片機(jī)對(duì)數(shù)字信息進(jìn)行判斷，檢測(cè)物體如果超出稱重量程則直接驅(qū)動(dòng)蜂鳴器報(bào)警。在沒(méi)有超重的前提下，單片機(jī)驅(qū)動(dòng)顯示模塊顯示被測(cè)物體的重量、單價(jià)以及總價(jià)。4.3 子程序的設(shè)計(jì)系統(tǒng)子程序主要包括：初始化程序、顯示程序、鍵盤模塊、A/D轉(zhuǎn)換模塊、數(shù)據(jù)信息處理模塊。4.3.1 A/D轉(zhuǎn)換子程序 A/D轉(zhuǎn)換程序主要實(shí)現(xiàn)的功能是當(dāng)傳感器將被測(cè)物體的壓力信號(hào)轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)送給HX711芯片后將

29、模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)并送到單片機(jī)，這部分程序設(shè)計(jì)的流程圖如圖4.2所示。開(kāi)始開(kāi)始A/D轉(zhuǎn)換完成A/D轉(zhuǎn)換啟動(dòng)HX711初始化A/D轉(zhuǎn)換完成A/D轉(zhuǎn)換啟動(dòng)HX711初始化N數(shù)據(jù)顯示數(shù)據(jù)存儲(chǔ) Y數(shù)據(jù)顯示數(shù)據(jù)存儲(chǔ)圖4.2 A/D轉(zhuǎn)換程序流程圖傳感器將壓力信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，然后將模擬信號(hào)送入A/D轉(zhuǎn)換模塊，開(kāi)始執(zhí)行算法指令。先將HX711芯片初始化，啟動(dòng)A/D轉(zhuǎn)換，自動(dòng)檢測(cè)轉(zhuǎn)換是否完成，在完成后將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)并顯示，如果轉(zhuǎn)換沒(méi)有完成則返回繼續(xù)執(zhí)行轉(zhuǎn)換。4.3.2 顯示子程序系統(tǒng)的顯示子程序主要是來(lái)判斷數(shù)據(jù)是否需要顯示,以及如何去顯示,是十分重要的程序之一。本次系統(tǒng)設(shè)計(jì)是采用LCD1602作為系統(tǒng)的顯示器

30、，在系統(tǒng)上電開(kāi)機(jī)時(shí)要先對(duì)顯示器進(jìn)行初始化，然后檢測(cè)矩陣鍵盤有無(wú)輸入，從而確定是否顯示物品單價(jià)。顯示程序是實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互的重要程序，在設(shè)計(jì)是應(yīng)多次檢測(cè)調(diào)試，確保能正常運(yùn)行。系統(tǒng)顯示程序的流程圖如圖4.3所示。開(kāi)始開(kāi)始顯示器初始化顯示器初始化有無(wú)按鍵有無(wú)按鍵NY顯示按鍵信息顯示按鍵信息檢測(cè)物體檢測(cè)物體N Y顯示總價(jià)顯示總價(jià)返回返回圖4.3 顯示程序流程圖單片機(jī)在處理完數(shù)字信息后會(huì)驅(qū)動(dòng)顯示模塊將要顯示的數(shù)據(jù)顯示出來(lái)，首先將LCD初始化，然后檢測(cè)是否有按鍵產(chǎn)生，如果有則顯示按鍵信息。同時(shí)如果檢測(cè)到單片機(jī)發(fā)來(lái)的被測(cè)物體重量信息則會(huì)顯示物品重量，單片機(jī)計(jì)算出總價(jià)后也會(huì)驅(qū)動(dòng)顯示器顯示物品的總價(jià)。4.3.3 按

31、鍵程序設(shè)計(jì) 本次設(shè)計(jì)系統(tǒng)采用4*4矩陣鍵盤，具體實(shí)現(xiàn)數(shù)字按鍵，刪除，單價(jià)清零的功能。在程序中先判斷按鍵的編碼，然后根據(jù)編碼讀取到按鍵代表的數(shù)值并將其送入單片機(jī)相應(yīng)的存儲(chǔ)單元中，由單片機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理、功能選擇，按鍵程序流程圖如圖4.4所示。開(kāi)始開(kāi)始LCD初始化LCD初始化顯示界面字符顯示界面字符按鍵按下按鍵按下N YLCDLCD顯示圖4.4按鍵程序流程圖在檢測(cè)按鍵信息之前先將顯示器初始化，顯示初始界面，然后開(kāi)始自動(dòng)檢測(cè)有無(wú)按鍵按下，如果有則顯示按鍵信息，若沒(méi)有則繼續(xù)顯示為初始界面。4.3.4 報(bào)警程序設(shè)計(jì)本次設(shè)計(jì)的電子秤量程為0-5KG，超重報(bào)警為擴(kuò)展功能，利用PNP三極管9012的開(kāi)關(guān)功能來(lái)驅(qū)

32、動(dòng)蜂鳴器實(shí)現(xiàn)有聲報(bào)警。報(bào)警程序的流程圖如圖4.5所示。A/D轉(zhuǎn)換模塊將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)后送到單片機(jī)，單片機(jī)將信號(hào)轉(zhuǎn)換為單位為千克的物品重量，在與設(shè)定初值5千克進(jìn)行比較。如果物品重量大于5千克，單片機(jī)會(huì)驅(qū)動(dòng)蜂鳴器報(bào)警，如果物品沒(méi)有超重，則控制蜂鳴器的三極管處于關(guān)斷狀態(tài)。開(kāi)始開(kāi)始設(shè)置臨界報(bào)警值設(shè)置臨界報(bào)警值檢測(cè)物品的重量檢測(cè)物品的重量判斷物體是否超重判斷物體是否超重N Y驅(qū)動(dòng)蜂鳴器報(bào)警驅(qū)動(dòng)蜂鳴器報(bào)警圖4.5 報(bào)警程序流程圖5 系統(tǒng)調(diào)試5.1 硬件電路焊接與檢測(cè)根據(jù)系統(tǒng)的原理圖確定電路元件清單，并確定各元件在電路板上的位置，組織好線路后進(jìn)行焊接。在焊接過(guò)程中要注意檢查，檢查的目的是防止電路故障

33、或元件損壞而導(dǎo)致系統(tǒng)原件燒毀，采用的方法為用萬(wàn)用表檢查單片機(jī)、電源、芯片以及各元件的引腳連線是否正確，焊接是否正常，同時(shí)也要重點(diǎn)避免電路的短路。在檢查無(wú)誤，排除電路故障之后才能將系統(tǒng)上電開(kāi)機(jī)。 稱重傳感器作為整個(gè)電子秤的衡量標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)也是數(shù)據(jù)來(lái)源，在系統(tǒng)上電前必須要檢測(cè)是否正常。檢測(cè)的內(nèi)容包括： 1、外觀檢查。傳感器的外觀應(yīng)保存完好，不能出現(xiàn)裂痕。 2、線路檢查。傳感器的電源線、信號(hào)線線應(yīng)用萬(wàn)用表檢測(cè)，不能出現(xiàn)短路、斷路、絕緣的現(xiàn)象。3、空載檢測(cè)。將傳感器接入測(cè)量電路，在沒(méi)有被測(cè)物體時(shí)，傳感器的實(shí)數(shù)應(yīng)為零并保持穩(wěn)定。5.2電子秤稱重調(diào)試 在電路檢測(cè)無(wú)誤后，系統(tǒng)可進(jìn)行稱重調(diào)試，系統(tǒng)實(shí)物圖如圖5.

34、1所示。系統(tǒng)調(diào)試需測(cè)量電子秤稱重精度和準(zhǔn)度，單價(jià)輸入是否正確，總價(jià)計(jì)算是否正確。具體測(cè)試可分以下四個(gè)部分進(jìn)行。1.將10g砝碼放在秤盤上，顯示器顯示重量為0.01kg；換上1000g砝碼顯示器顯示1kg。經(jīng)過(guò)測(cè)試，系統(tǒng)稱重準(zhǔn)確且精度符合要求。系統(tǒng)實(shí)物圖如圖5.2所示。2.在實(shí)物矩陣鍵盤一次按下1、0、0三個(gè)按鍵后，顯示器單價(jià)區(qū)域顯示物品的單價(jià)為1元/kg，經(jīng)過(guò)測(cè)試表明矩陣鍵盤工作正常，按鍵輸入準(zhǔn)確。系統(tǒng)實(shí)物圖如圖5.3所示。 3.在第二步的基礎(chǔ)上，在托盤上放上100g的砝碼，同時(shí)輸入單價(jià)6.66元/kg后系統(tǒng)顯示總價(jià)為0.66元。測(cè)試證明系統(tǒng)可以正確計(jì)算并顯示物品的總價(jià)。系統(tǒng)實(shí)物圖如圖5.4所

35、示。4用力按壓托盤，使得電子秤所測(cè)重量超過(guò)5kg時(shí)，蜂鳴器發(fā)出警報(bào)聲以示報(bào)警，測(cè)試表明系統(tǒng)報(bào)警功能可以正常運(yùn)行。經(jīng)過(guò)上述測(cè)試，系統(tǒng)預(yù)期的功能，包括：稱重、單價(jià)輸入、總價(jià)計(jì)算以及報(bào)警功能都能實(shí)現(xiàn)。其中稱重精度滿足要求，矩陣鍵盤靈敏度高，單價(jià)輸入準(zhǔn)確，總價(jià)計(jì)算迅速、正確，報(bào)警功能反應(yīng)靈敏。圖5.1 系統(tǒng)實(shí)物圖圖5.2 稱重測(cè)試圖圖5.3 單價(jià)測(cè)試圖圖5.4 總價(jià)測(cè)試圖結(jié) 論本系統(tǒng)設(shè)計(jì)基于單片機(jī)的小型超市電子秤, 由數(shù)據(jù)采集模塊、矩陣鍵盤模塊、單片機(jī)控制模塊、顯示模塊、報(bào)警模塊五部分構(gòu)成。軟件程序部分主要包括主程序、顯示程序、A/D轉(zhuǎn)換程序、按鍵程序、報(bào)警程序。本次設(shè)計(jì)出的電子秤使用方便，精度高，可

36、在市場(chǎng)上直接使用，在設(shè)計(jì)的系統(tǒng)中包括了數(shù)字電子技術(shù)，自動(dòng)控制技術(shù)、顯示技術(shù)以及報(bào)警技術(shù)等，具有非常高的實(shí)用性和推廣價(jià)值。在硬件電路上，各部分元件選型標(biāo)準(zhǔn)嚴(yán)格，綜合考慮元件各方面性能，使用AT89C52單片機(jī)作為核心控制器，將其高速高效的信息處理能力和充足的片內(nèi)外設(shè)充分利用，使系統(tǒng)整體更加小型化和智能化?？傮w而言，本次設(shè)計(jì)的電子秤具有操作簡(jiǎn)單、體積小、工作穩(wěn)定、成本低等優(yōu)點(diǎn)。軟件編程部分采用C語(yǔ)言編程，程序呈現(xiàn)模塊化，可讀性高，同時(shí)具備很強(qiáng)的數(shù)據(jù)處理能力，在一定程度上保證了系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。本次設(shè)計(jì)的電子秤實(shí)現(xiàn)的功能主要有以下幾個(gè)方面：1.上電開(kāi)機(jī)后，系統(tǒng)可以自動(dòng)復(fù)位初始化，在檢測(cè)被測(cè)物體重量時(shí)，

37、誤差在允許范圍內(nèi)，測(cè)重精度高。2.系統(tǒng)顯示屏亮度適中、清晰度高，矩陣鍵盤輸入靈敏，總價(jià)計(jì)算迅速、準(zhǔn)確無(wú)誤，人機(jī)交互簡(jiǎn)單快捷。3.使用超量程的被測(cè)物體，系統(tǒng)自動(dòng)報(bào)警。系統(tǒng)經(jīng)多次檢測(cè)運(yùn)行正常，主要目標(biāo)均能實(shí)現(xiàn)，但因時(shí)間和技術(shù)水平上的欠缺，有些功能還需改進(jìn)，例如不能實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音播報(bào)，希望能日后學(xué)習(xí)改進(jìn)，把系統(tǒng)做的更加完善。致 謝畢業(yè)設(shè)計(jì)是對(duì)我大學(xué)四年所學(xué)知識(shí)的一次檢驗(yàn)，同時(shí)也是給了我一個(gè)查缺補(bǔ)漏的機(jī)會(huì)，本次設(shè)計(jì)不僅鍛煉了我動(dòng)手焊接元器件的能力，也讓我重新認(rèn)識(shí)到C語(yǔ)言運(yùn)用的重要性，更鍛煉了我綜合運(yùn)用硬件電路設(shè)計(jì)和軟件編程等各方面知識(shí)的能力。在這里我要感謝我的導(dǎo)師，在我做畢業(yè)設(shè)計(jì)的每個(gè)階段，張老師都給我解答

38、了許多困惑，我也從張老師那里學(xué)到了很多東西。同時(shí)，也感謝在我遇到困難能與我一起討論，共同進(jìn)步的同學(xué)們，從老師和同學(xué)們身上學(xué)到的東西必將積極影響我今后的學(xué)習(xí)和工作。最后還有感謝大學(xué)四年來(lái)我所有的授業(yè)恩師，正是你們的辛勤付出才使我打下了專業(yè)知識(shí)的基礎(chǔ)。感謝我的大學(xué)給我提供了良好的學(xué)習(xí)環(huán)境，并對(duì)我提出了更高的要求，使我取得進(jìn)步，精益求精。參考文獻(xiàn)1 李群芳，張士軍.單片微型計(jì)算機(jī).電子工業(yè)出版社，2008年：P20P26.2 周向紅，劉國(guó)凡.51系列單片機(jī)應(yīng)用于實(shí)踐程序.北京航空航天大學(xué)出版社，2008年：P1P60.3 趙家偉,張家棟.單片機(jī)原理與接口技術(shù).清華大學(xué)出版社，2010年：P34P65

39、.4 張齊,杜群貴.單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù).電子工業(yè)出版社，2007年:P1P36.5 張洪,潤(rùn)張江語(yǔ).電子線路與電子技術(shù).清華大學(xué)出版社，2005年：P32P110.6 及力，Protel99SE原理圖與PCB設(shè)計(jì)教程.電子工業(yè)出版社，2004年：P56P123.7 唐穎，單片機(jī)原理與應(yīng)用及C51程序設(shè)計(jì).北京大學(xué)出版社，2008年：P35P80.8 林立，張俊亮.單片機(jī)原理及應(yīng)用基于protues和keilc.電子工業(yè)出版社，2013年:P17P123.9 李光飛，單片機(jī)課程設(shè)計(jì)實(shí)例指導(dǎo).北京航空航天大學(xué)出版社，2004年：P23P33.10 邊春元，李文濤，江杰，杜平。C51單片機(jī)典型模

40、塊設(shè)計(jì)與應(yīng)用.機(jī)械工業(yè)出版社，2008年：P7189.11 郭建國(guó).圖解單片機(jī)功能與應(yīng)用.中國(guó)電力出版社，2008年：P109P136.12 Victor Nelson . Digital Logical Circuits Analysis & Design. Prentice Hall，2003年:P28P89.附錄A 英文原文Development of single chip microcomputerSCM is also known as micro-controller (Microcontroller Unit), commonly used letters of the acr

41、onym MCU that it was first used in industrial control.Only a single chip by the CPU chip developed from a dedicated processor. The first design is by a large number of peripherals and CPU on a chip in the computer system, smaller, more easily integrated into a complex and demanding on the volume con

42、trol device which. INTELsZ80 is the first designed in accordance with this idea processor, then on the development of microcontroller and dedicated processors have parted ways.Are 8-bit microcontroller early or4 bits. One of the most successful is the INTEL 8031, for a simple, reliable and good perf

43、ormance was a lot of praise. Then developed in 8031 out of MCS51 MCUSystems. SCMsystems based on this system until nowis still widely used. With the increased requirements of industrial control field, began a 16-bit microcontroller, because the cost is not satisfactory but have not been very widely

44、used. After 90 years with the great development of consumer electronics, microcontroller technology has been a huge increase. With INTEL i960 series, especially the later series of widely used ARM, 32-bit microcontroller quickly replace high-end 16-bit MCU status and enter the mainstream market. The

45、 traditional 8-bit microcontroller performance have been the rapid increase capacity increase compared to 80 the number of times. Currently, high-end 32-bit microcontroller clocked over 300MHz, the performance catching the mid-90s dedicated processor, while the average model prices fall to one U.S.

46、dollars, the most high-end 1 model only 10 dollars.Modern SCM systems are no longer only in the development and use of bare metal environment, a large number of proprietary embedded operating system is widely used in the full range of SCM. The handheld computers and cell phones as the core processin

47、g of high-end microcontroller can even use a dedicated Windows and Linux operating systems.SCM is more suitable than the specific processor used in embedded systems, so it was up to the application. In fact the number of SCM is the worlds largest computer. Modern human life used in almost every piec

48、e of electronic and mechanical products will be integrated single chip.Phone, telephone, calculator, home appliances, electronic toys, handheld computers and computer accessories such as a mouse with a 1-2 in both the Department of SCM. Personal computer will have a large number of SCM in the work.

49、General car with more than 40 SCM, complex industrial control systems may even have hundreds of SCM in the same time work! SCM is not only far exceeds the number of PC and other computing the sum, or even more than the number of human beings.Single chip, also known as single-chip microcontroller, it

50、 is not complete a certain logic chips, but to a computer system integrated into a chip.Equivalent to a micro-computer, and computer than just the lack of a microcontroller I / O devices. General talk: a chip becomes a computer. Its small size, light weight, cheap, for the study, application and dev

51、elopment of facilities provided. At the same time, learning to use the MCU is to understand the principle and structure of the computer the best choice.SCM and the computer functions internally with similar modules, such as CPU, memory, parallel bus, the same effect as well, and hard disk memory dev

52、ices, and different is its performance of these components were relatively weak many of our home computer, but the price is low , usually not more than 10 yuan you can do with it , some control for a class is not very complicated electrical work is enough of. We are using automatic drum washing mach

53、ine, smoke hood, VCD and so on appliances which could see its shadow! It is primarily as a control section of the core components.It is an online real-time control computer, control-line is that the scene is needed is a stronger anti-jamming ability, low cost, and this is, and off-line computer (suc

54、h as home PC), the main difference.MCU is through running, and can be modified. Through different procedures to achieve different functions, in particular special unique features, this is another device much effort needs to be done, some great efforts are very difficult to do. A not very complex fun

55、ctions if the 50s with the United States developed 74 series, or the 60s CD4000 series of these pure hardware buttoned, then the circuit must be a large PCB board! But if the United States if the 70s with a series of successful SCM market, the result will be a drastic change! Just because you are pr

56、epared by microcomputer programs can achieve high intelligence, high efficiency and high reliability!As the microcontroller on the cost-sensitive, so now the dominant software or the lowest level assembly language, which is the lowest level in addition to more than binary machine code language, and

57、as so low why is the use? Many high-level language has reached the level of visual programming Why is not it? The reason is simply that there is no home computer as a single chip CPU, not as hard as a mass storage device.A visualization of small high-level language program which even if only one but

58、ton, will reach tens of K of size! For the home PCs hard drive in terms of nothing, but in terms of the MCU is not acceptable. SCM in the utilization of hardware resources to be very high for the job so although the original is still in the compilation of a lot of use. The same token, if the giant c

59、omputer operating system and applications run up to get home PC, home PC, also can not afford to.Can be said that the twentieth century across the three power era, that is, the age of electricity, the electronic age and has entered into the computer age. However, this computer, usually refers to the

60、 personal computer, referred to as PC. It consists of the host, keyboard, monitor and other components. Another type of computer, most people do not know how. This computer is to give all kinds of intelligent machines single chip (also known as micro-controller). As the name suggests, this computer