基于單片機的電子秤設(shè)計HX711

目錄引言-3-第一章系統(tǒng)的組成及工作原理-3-1.1系統(tǒng)的組成-3-1.2系統(tǒng)的工作原理-3-第二章系統(tǒng)硬件設(shè)計-3-2.1主控芯片STC89C52單片機根本系統(tǒng)-3-2.1.1STC89C52單片機性能介紹-3-2.1.2STC89C52單片機引腳功能-3-2.1.3復(fù)位電路-3-2.1.4晶振電路-3-2.2A/D轉(zhuǎn)換芯片HX711接口電路的設(shè)計-3-2,2.1HX711引腳功能-3-2.2.2HX711管腳說明-3-2.3壓電傳感器的設(shè)計-3-2.3.1應(yīng)變式電阻傳感器-3-2.3.2應(yīng)變片式電阻傳感器的結(jié)構(gòu)和原理-3-2.3.3全橋測量電路-3-2.4顯示電路設(shè)計-3-2.4.1LCD1602命令及時序-3-2.5鍵盤輸入-3-第三章系統(tǒng)軟件設(shè)計-3-3.1C語言在單片機中的應(yīng)用-3-3.2系統(tǒng)主程序流程圖-3-3.3子程序設(shè)計-3-3.3.1A/D數(shù)據(jù)采集子程序-3-3.3.2顯示子程序-3-3.3.3鍵盤掃描子程序-3-第四章系統(tǒng)的調(diào)試-3-4.1AD值反向轉(zhuǎn)換重力值的參數(shù)計算-3-4.2誤差分析-3-總結(jié)-3-致謝-3-參考文獻-3-附錄1系統(tǒng)原理圖錯誤！未定義書簽。附錄2系統(tǒng)程序清單-3-附錄3實物圖-3-基于單片機的電子秤設(shè)計電子與信息工程學(xué)院電子信息工程專業(yè)2023級1班唐杰指導(dǎo)教師呂虹引言隨著人們生活水平的不斷提高，商業(yè)水平越來越現(xiàn)代化，人們對商品的度量速度和精度也提出了新的要求。目前，商用電子計價秤的使用非常普及，逐漸會取代傳統(tǒng)的桿秤和機械案秤。電子計價秤在秤臺結(jié)構(gòu)上有一個顯著的特點：一個相當大的秤臺，只在中間裝置一個專門設(shè)計的傳感器來承擔物料的全部重量。為了滿足電子秤的設(shè)計要求，本設(shè)計針對普通商業(yè)度量需要分析和設(shè)計。論述了系統(tǒng)的設(shè)計思想、方法及設(shè)計實施過程，詳細分析了各個模塊的選用、功能及實現(xiàn)方法，包括系統(tǒng)的硬件構(gòu)成，傳感器的選擇，系統(tǒng)的運作流程圖等，以及所用到的一些工具，工作環(huán)境。我們進行了各單元電路方案的比擬論證及確定，最終選取以STC89C52單片機為控制核心，傳感器選用HL-8型懸臂梁式電阻應(yīng)變式傳感器。該芯片集成了包括穩(wěn)壓電源、片內(nèi)時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、抗干擾性強等優(yōu)點。降低了電子秤的整機本錢，提高了整機的性能和可靠性。該芯片與后端MCU芯片的接口和編程非常簡單，所有控制信號由管腳驅(qū)動，無需對芯片內(nèi)部的存放器進行編程。第一章系統(tǒng)的組成及工作原理系統(tǒng)的組成本數(shù)字電子秤系統(tǒng)可分為單片機控制電路、A/D轉(zhuǎn)換電路、傳感器、LCD顯示、矩陣鍵盤、蜂鳴器模塊等幾局部，其系統(tǒng)組成如圖1-1所示。稱重傳感器HL-8稱重傳感器HL-8型數(shù)據(jù)采集局部電子秤專用電子秤專用24位高精度高增益?zhèn)鞲衅餍酒琀X711單片機控制模塊單片機控制模塊單片機單片機STC89C52人機交互界面人機交互界面點陣式1602型的點陣式1602型的LCD4*4矩陣鍵盤蜂鳴器報警模塊圖1-1系統(tǒng)的組成框圖系統(tǒng)的工作原理系統(tǒng)原理如圖1-1所示，系統(tǒng)通過傳感器將壓力這種物理量轉(zhuǎn)化為電信號，即傳感器內(nèi)部的電阻應(yīng)變片感應(yīng)到壓力后，電阻發(fā)生微小變化，通過全橋測量電路將電阻的微小變化轉(zhuǎn)化成電壓的微小變化，HX711將信號調(diào)整到A/D能采集的范圍，然后由A/D進行采集，接著把采集到的24位上下電平通過DOUT送到單片機進行處理，單片機處理后，把數(shù)字信號輸送到顯示電路中，由顯示電路輸出測量結(jié)果。整個系統(tǒng)實現(xiàn)了用單片機來控制輸出，在線性度確實定過程中，需要對程序進行反復(fù)的修改，最終實現(xiàn)設(shè)計的要求。第二章系統(tǒng)硬件設(shè)計2.1主控芯片STC89C52單片機根本系統(tǒng)STC89C52單片機性能介紹STC89C52是一種低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8K的在系統(tǒng)可編程閃爍存儲器。使用Atmel公司高密度非易失性存儲器技術(shù)制造，與工業(yè)80C51產(chǎn)品指令和引腳完全兼容。片上flash允許程序存儲器在線可編程，也適于常規(guī)編程器。在單芯片上，擁有靈巧的8位CPU和在系統(tǒng)上可編程閃爍存儲單元，使得STC89C52為眾多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供靈活、有效的解決方案。STC89C52具有以下標準功能：8K字節(jié)閃爍存儲器，256字節(jié)讀寫存儲器，32位I/O口線，看門狗定時器，2個數(shù)據(jù)指針，三個16位定時器/計數(shù)器，一個6向量2級中斷結(jié)構(gòu)，全雙工串行口，片內(nèi)晶振及時鐘電路。另外，STC89C52可降至0Hz靜態(tài)邏輯操作，支持2種軟件可選擇節(jié)電模式。空閑模式下，CPU停止工作，允許讀寫存儲器、定時器/計數(shù)器、串口、中斷繼續(xù)工作。掉電保護方式下，讀寫存儲器內(nèi)容被保存，振蕩器被凍結(jié)，單片機一切工作停止，直到下一個中斷或硬件復(fù)位為止。STC89C52單片機引腳功能VCC：電源。GND：地。P0口：P0口是一個8位漏極開路的雙向I/O口。作為輸出口，每位能驅(qū)動8個TTL邏輯電平。對P0端口寫“1”時，引腳用作高阻抗輸入。當訪問外部程序和數(shù)據(jù)存儲器時，P0口也被作為低8位地址/數(shù)據(jù)復(fù)用。在這種模式下，P0具有內(nèi)部上拉電阻。在閃爍編程時，P0P1口：P1口是一個具有內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口，P1輸出緩沖器能驅(qū)動4個TTL邏輯電平。對P1端口寫“1”P2口：P2口是一個具有內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口，P2輸出緩沖器能驅(qū)動4個TTL邏輯電平。對P2端口寫“1”時，內(nèi)部上拉電阻把端口拉高，此時可以作為輸入口使用。作為輸入使用時，被外部拉低的引腳由于內(nèi)部電阻的原因，將輸出電流。在訪問外部程序存儲器或用16位地址讀取外部數(shù)據(jù)存儲器時，P2口送出高八位地址。在這種應(yīng)用中，P2口使用很強的內(nèi)部上拉發(fā)送“1”。在使用8位地址訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時，P2口輸出P2鎖存器的內(nèi)容。在閃爍編程和校驗時，P2口也接收高P3口：P3口是一個具有內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口，P3輸出緩沖器能驅(qū)動4個TTL邏輯電平。對P3端口寫“1”RST：復(fù)位輸入。當晶振工作時，RST引腳持續(xù)2個機器周期高電平將使單片機復(fù)位。EA/VPP：訪問外部程序存儲器控制信號。為使能從0000H到FFFFH的外部程序存儲器讀取指令，EA必須接GND。為了執(zhí)行內(nèi)部程序指令，EA應(yīng)該接Vcc。在閃爍編程期間，EA也接收12伏VPP電壓。XTAL1：振蕩器反相放大器和內(nèi)部時鐘發(fā)生電路的輸入端。XTAL2：振蕩器反相放大器的輸出端。復(fù)位電路單片機上電時，當振蕩器正在運行時，只要持續(xù)給出RST引腳兩個機器周期的高電平，便可完成系統(tǒng)復(fù)位。外部復(fù)位電路是為提供兩個機器周期以上的高電平而設(shè)計的。系統(tǒng)采用上電自動復(fù)位，上電瞬間電容器上的電壓不能突變，RST上的電壓是Vcc上的電壓與電容器上的電壓之差，因而RST上的電壓與Vcc上的電壓相同。隨著充電的進行，電容器上的電壓不斷上升，RST上的電壓與Vcc上的電壓相同。隨著充電的進行，電容器上的電壓不斷上升，RST上的電壓就隨著下降，RST腳上只要保持10ms以上高電平，系統(tǒng)就會有效復(fù)位。電容C1可取10~33μF，R取10kΩ，充電時間常數(shù)為10×10-6×10×103=100ms。復(fù)位電路的實現(xiàn)可以有很多種方法，但是從功能上一般分為兩種：一種是電源復(fù)位，即外部的復(fù)位電路在系統(tǒng)通上電源之后直接使單片機工作，單片機的起停通過電源控制；另一種方法是在復(fù)位電路中設(shè)計按鍵開關(guān)，通過按鍵開關(guān)觸發(fā)復(fù)位電平，控制單片機的復(fù)位。本設(shè)計使用了第二種方法，其電路圖如圖2-1所示。圖2-1STC89C52單片機復(fù)位電路，晶振電路圖晶振電路STC89C52單片機有一個用于構(gòu)成內(nèi)部振蕩器的反相放大器，XTAL1和XTAL2分別是放大器的輸入、輸出端，外接石英晶體或陶瓷振蕩器以及補償電容C2、C3構(gòu)成并聯(lián)諧振電路。當外接石英晶體時，電容C2、C3選30pF±10pF；當外接陶瓷振蕩器時，電容C2、C3選40pF±10pF。STC89C52系統(tǒng)中晶振頻率一般在1.2~12MHz選擇。外接電容C2、C3的大小會影響振蕩器頻率的上下、振蕩頻率的穩(wěn)定度、起振時間及溫度穩(wěn)定性。在設(shè)計電路板時，晶振和電容應(yīng)靠近單片機，以便減少寄生電容，保證振蕩器穩(wěn)定可靠工作。在本系統(tǒng)中，選擇了12MHz石英晶振，電容C1、C2為30pF。其電路圖如圖2-1所示。2.2A/D轉(zhuǎn)換芯片HX711接口電路的設(shè)計根據(jù)設(shè)計要求，系統(tǒng)要求輸出的電流信號為20~1000mA，步進為1mA，且要求顯示數(shù)值，因此，給定量的執(zhí)行元件A/D轉(zhuǎn)換器至少需要12位的轉(zhuǎn)換精度。結(jié)合系統(tǒng)的設(shè)計要求，并考慮到單片機的I/O接口資源緊張等因素，最終確定選用HX711量化精度能到達1/4096<1/1000，完全能到達設(shè)計的精度要求。HX711接口電路如圖2-2所示。圖2-2HX711接口圖HX711是一款專為高精度稱重傳感器而設(shè)計的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、抗干擾性強等優(yōu)點、降低了電子秤的整機本錢，提高了整機的性能和可靠性。該芯片與后端MCU芯片的接口和編程非常簡單，所有控制信號由管腳驅(qū)動，無需對芯片內(nèi)部的存放器編程。輸入選擇開關(guān)可任意選取通道A或通道B，與其內(nèi)部的低噪聲可編程放大器相連。通道A的可編程增益為128或64，對應(yīng)的滿額度差分輸入信號幅值分別為±20mV或±40mV。通道B那么為固定的64增益，用于系統(tǒng)參數(shù)檢測。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)板上無需另外的模擬電源。芯片內(nèi)的時鐘振蕩器不需要任何外接部件。上電自動復(fù)位功能簡化了開機的初始化過程。2,2.1HX711引腳功能表21HX711引腳功能管腳號名稱性能描述1VSUP電源穩(wěn)壓電路供電電源：〔不用穩(wěn)壓電路時接AVDD〕2BASE模擬輸出穩(wěn)壓電路控制輸出〔不用穩(wěn)壓電路時為無連接〕3AVDD電源模擬電源：4VFB模擬輸入穩(wěn)壓電路控制輸入〔不用穩(wěn)壓電路時應(yīng)接地〕5AGND地模擬地6VBG模擬輸出參考電源輸入7INA模擬輸入通道A負輸入端8INA+模擬輸入通道A正輸入端9INB模擬輸入通道B負輸入端10INB+模擬輸入通道B正輸入端11PD-SCK數(shù)字輸入斷電控制〔高電平有效〕和串口時鐘輸入12DOUT數(shù)字輸出串口數(shù)據(jù)輸出13X0數(shù)字輸入輸出晶振輸入〔不用晶振時為無連接〕14X1數(shù)字輸入外部時鐘或晶振輸入，0：使用片內(nèi)振蕩器15RATE數(shù)字輸入輸出數(shù)據(jù)速率控制，0：10Hz；1：80Hz16DVDD電源數(shù)字電源：HX711管腳說明模擬輸入通道A模擬差分輸入可直接與橋式傳感器的差分輸出相接。由于橋式傳感器輸出的信號較小，為了充分利用A/D轉(zhuǎn)換器的輸入動態(tài)范圍，該通道的可編程增益較大，為128或64。這些增益所對應(yīng)的滿量程差分輸入電壓分別±20mV或±40mV。通道B為固定的增益，所對應(yīng)的滿量程差分輸入電壓為±40mV。通道B應(yīng)用于包括電池在內(nèi)的系統(tǒng)參數(shù)檢測。供電電源數(shù)字電源〔DVDD〕應(yīng)使用與MCU芯片相同的數(shù)字供電電源。HX711芯片內(nèi)額穩(wěn)壓電路可同時向A/D轉(zhuǎn)換器和外部傳感器提供模擬電源。穩(wěn)壓電源的供電電壓〔VSUP〕可與數(shù)字電源〔DVDD〕相同。穩(wěn)壓電源的輸出電壓值〔VAVDD〕由外局部壓電阻R1、R2和芯片的輸出參考電壓VBG決定〔圖1〕，VAVDD=VBG〔R1+R2〕/R2。應(yīng)選擇該輸出電壓比穩(wěn)壓電源的輸入電壓〔VSUP〕低至少100mV。如果不使用芯片內(nèi)的穩(wěn)壓電路，管腳VSUP和管腳AVDD應(yīng)相連，并接到電壓為2.6~5.5V的低噪聲模擬電源。管腳VBG上不需要外接電容，管腳VFB應(yīng)接地，管腳BASE為無連接。時鐘選擇如果將管腳XI接地，HX711將自動選擇使用內(nèi)部時鐘振蕩器，并自動關(guān)閉外部時鐘輸入和晶振的相關(guān)電路。這種情況下，典型輸出數(shù)據(jù)速率為10Hz或80Hz。如果需要準確的輸出數(shù)據(jù)速率，可將外部輸入時鐘通過一個20pF的隔直電容連接到XI管腳上，或?qū)⒕д襁B接到XI和XO管腳上。這種情況下，芯片內(nèi)的時鐘振蕩器電路會自動關(guān)閉，晶振時鐘或外部輸入時鐘被采用。此時，假設(shè)晶振頻率為11.0592MHz，輸出數(shù)據(jù)速率為準確的10Hz或80Hz。輸出數(shù)據(jù)速率與晶振頻率以上述關(guān)系按比例增加或減少。使用外部輸入時鐘，外部時鐘信號不一定需要為方波。可將MCU芯片的晶振輸出管腳上的時鐘信號通過20pF的隔直電容連接到XI管腳上，作為外部時鐘輸入。外部時鐘輸入信號的幅值可低至150mV。HX711管腳說明如圖2-3所示圖2-3HX711管腳說明串口通訊串口通訊線由管腳PD-SCK和DOUT組成，用來輸出數(shù)據(jù)，選擇輸入通道和增益。當數(shù)據(jù)輸出管腳DOUT為高電平，說明A/D轉(zhuǎn)換器還未準備好輸出數(shù)據(jù)，此時串口時鐘輸入信號PD-SCK應(yīng)為低電平。當DOUT從高電平變低電平后，PD-SCK應(yīng)輸入25至27個不等的時鐘脈沖〔圖二〕。其中第一個時鐘脈沖的上升沿將讀出輸出24位數(shù)據(jù)的最高位〔MSB〕，直至第24個時鐘脈沖用來選擇下一個A/D轉(zhuǎn)換的輸入通道和增益，輸入通道和增益說明如表2-3所示。表22主要電氣參數(shù)參數(shù)條件及說明最小值典型值最大值單位滿額度差分輸入范圍V〔inp〕-V(inn)±0.5(AVDD/GAIN)V輸入共模電壓范圍AGND+0.6AVDD-0.6V輸出數(shù)據(jù)速率使用片內(nèi)振蕩器，RATE=010Hz使用片內(nèi)振蕩器，RATE=DVDD80外部時鐘或晶振，RATE=0fclk/1,105,920外部時鐘或晶振，RATE=DVDDfclk/138，240輸出數(shù)據(jù)編碼二進制補碼8000007FFFFF(HEX)輸出穩(wěn)定時間〔1〕RATE=0400mvRATE=DVDD50輸入零點漂移增益=1280.2增益=640.8輸入噪聲增益=128，RATE=050nV(rms)增益=128，RATE=DVDD90溫度系數(shù)輸入零點漂移〔增益=128〕±7nV/℃增益漂移〔增益=128〕±3ppm/℃輸入共模信號抑制比增益=128，RATE=0100dB電源干擾抑制比增益=128，RATE=0100dB輸出參考電壓〔VBG〕1.25V外部時鐘或晶振頻率111.059230MHz電源電壓DVDD2.65.5VAVDD,VSUP2.65.5模擬電源電路〔含穩(wěn)壓電路〕正常工作1600uA斷電0.3數(shù)字電源電路正常工作100uA斷電0.2表23輸入通道和增益選擇PD-SCK脈沖數(shù)輸入通道增益25A12826B6427A64PD-SCK的輸入時鐘脈沖數(shù)不應(yīng)少于25或多于27，否那么會造成串口通訊錯誤。當A/D轉(zhuǎn)換器的輸入通道或增益改變時，A/D轉(zhuǎn)換器需要4個數(shù)據(jù)輸出周期才能穩(wěn)定。DOUT在4個數(shù)據(jù)輸出周期后才會從高電平變低電平，輸出有效數(shù)據(jù)。如圖2-4所示。圖2-4數(shù)據(jù)輸入，輸出通道和增益選擇時序圖表24四個周期選擇說明符號說明最小值最大值單位T1DOUT下降沿到PD-SCK脈沖上升沿0.1usT2PD-SCK脈沖上升沿到DOUT數(shù)據(jù)有效0.1usT3PD-SCK正脈沖電平時間0.250usT4PD-SCK負脈沖電平時間0.2us復(fù)位和斷電當芯片上電時，芯片內(nèi)的上電自動復(fù)位電路會使芯片自動復(fù)位。管腳PD-SCK輸入來控制HX711的斷電。當PD-SCK為低電平時，芯片處于正常工作狀態(tài)。圖2-5斷電控制如果PD-SCK從低電平變高電平并保持在高電平超過60us，HX711即進入斷電狀態(tài)。如果使用片內(nèi)穩(wěn)壓電源電路，斷電時，外部傳感器和片內(nèi)A/D轉(zhuǎn)換器會被同時斷電。當PD-SCK重新回到低電平時，芯片會自動復(fù)位后進入正常工作狀態(tài)。芯片從復(fù)位或斷電狀態(tài)后，通道A和增益128會被自動選擇為作為第一次A/D轉(zhuǎn)換的輸入通道和增益。隨后的輸入通道和增益選擇由PD-SCK的脈沖數(shù)決定，參見串口通訊一節(jié)。芯片從復(fù)位或斷電狀態(tài)進入正常工作狀態(tài)后，A/D轉(zhuǎn)換器需要4個數(shù)據(jù)輸出周期才能穩(wěn)定。DOUT在4個數(shù)據(jù)輸出周期后才會從高電平變?yōu)榈碗娖?，輸出有效?shù)據(jù)。2.3壓電傳感器的設(shè)計2.3.1應(yīng)變式電阻傳感器應(yīng)變片式電阻傳感器是以應(yīng)變片為傳感器元件的傳感器。它具有以下優(yōu)點：1.精度高，測量范圍廣；2.使用壽命長，性能穩(wěn)定可靠。3.結(jié)構(gòu)簡單、尺寸小、重量輕，因此在測量時，對工件工作狀態(tài)及應(yīng)力分布影響小；4.頻率響應(yīng)特性好。應(yīng)變片響應(yīng)時間約為100ns；5.可在上下溫、高速、高溫、強烈振動、強磁場、核輻射和化學(xué)腐蝕等惡劣環(huán)境條件下工作；6.應(yīng)變片種類繁多，價格廉價。電阻應(yīng)變片的工作原理是基于電阻應(yīng)變效應(yīng)，即在導(dǎo)體產(chǎn)生機械形變時，它的電阻值相應(yīng)發(fā)生變化。應(yīng)變片式電阻傳感器應(yīng)用很廣。本設(shè)計采用的是梁式力傳感器，該傳感器結(jié)構(gòu)簡單、靈敏度高。適用于小壓力測量。2.3.2應(yīng)變片式電阻傳感器的結(jié)構(gòu)和原理電阻應(yīng)變式傳感器是將被測量的力，通過它產(chǎn)生的金屬彈性變形轉(zhuǎn)換成電阻變化的原件。由電阻應(yīng)變片和測量電路兩局部組成。常用的電阻應(yīng)變片有兩種：電阻應(yīng)變片和半導(dǎo)體應(yīng)變片，本設(shè)計采用的是電阻應(yīng)變片，為獲得高電阻值，電阻絲排成網(wǎng)狀，并貼在絕緣的基片上，電阻絲兩端引出導(dǎo)線，線珊上面有覆蓋層，起保護作用。電阻應(yīng)變片也有誤差，產(chǎn)生的因素很多，所以在測量時我們一定要注意。其中的溫度的影響最重要，環(huán)境溫度影響電阻值變化的原因主要是：A:電阻絲溫度系數(shù)引起的。B：電阻絲與被測原件對橋接零點和輸出，靈敏度的影響，即使采用同一批應(yīng)變也會因應(yīng)變片之間稍有溫度特性之差而引起誤差，所以對要求精度較高的傳感器，必須進行溫度補償，解決的方法是在被粘貼的基片上采用適當及溫度系數(shù)的自動補償，并從外部對它加以適當?shù)难a償。非線性誤差是傳感器特性中最重要的一點。產(chǎn)生非線性誤差的原因很多，一般來說主要由結(jié)構(gòu)設(shè)計決定，通過線性補償，也可以得到改善。滯后和蠕變是關(guān)于應(yīng)變片及粘合劑的誤差。由于粘合劑為高分子材料，其特性隨溫度變化較大，所以稱重傳感器必須在規(guī)定的溫度范圍內(nèi)使用。電阻應(yīng)變片的工作原理是基于電阻應(yīng)變效應(yīng)，即在導(dǎo)體產(chǎn)生機械形變時，它的電阻值相應(yīng)發(fā)生變化。設(shè)有一根電阻絲，如下圖。它在未受力時的原始電阻值為式中:——電阻絲的電阻率；——電阻絲的長度；——電阻絲的面積。電阻絲在外力的作用下，將引起電阻變化，且有令電阻絲的軸向效應(yīng)為，由材料力學(xué)可知，為電阻絲材料的泊松系數(shù)，經(jīng)整理可得通常把單位應(yīng)變所引起的電阻相對變化稱作電阻線的靈敏系數(shù)，其表達式為從上式可以明顯看出，電阻絲靈敏系數(shù)由兩局部組成：表示受力后由材料的幾何尺寸變化引起的；表示由材料電阻變化所引起的。對于金屬材料，項的阻值要比小得多，可以忽略，故=。大量實驗證明，在電阻絲拉伸比例極限內(nèi)，電阻的相對變化與應(yīng)變成正比，即=1.7～3.6。上式可寫成。2.3.3全橋測量電路應(yīng)變式傳感器常用的測量電路有單臂電橋、差動半橋和差動全橋，其中差動全橋可提高電橋的靈敏度，消除電橋的非線性誤差，并可消除溫度誤差等共模干擾。一般在測量中都使用4片應(yīng)變片組成差動全橋，本設(shè)計所采用的傳感器就是全橋測量電路。其電路圖如圖3-6所示。橋式測量電路有四個電阻，其中任何一個都可以是電阻應(yīng)變片電阻，電橋的一個對角線接入工作電壓U，另一個對角線位輸出電壓Uo。其特點是：當四個橋臂電阻到達相應(yīng)關(guān)系時，電橋輸出為零，或那么就有電壓輸出，可用靈敏檢流計來測量，所以電橋能夠精確地測量微小的電阻變化。應(yīng)變電阻作為橋臂電阻接在電橋電路中。無壓力時，電橋平衡，輸出電壓為零；有壓力時，電橋的橋臂電阻值發(fā)生變化，電橋失去平衡。全橋測量電路中，將受力性質(zhì)相同的兩片應(yīng)變片接入電橋?qū)?。其輸出靈敏度比半橋提高了一倍，非線性誤差和溫度誤差均得到了改善。圖2-6全橋測量電路2.4顯示電路設(shè)計方案一：LED顯示LED就是lightemittingdiode，發(fā)光二極管的英文縮寫，簡稱LED。它是一種通過控制半導(dǎo)體發(fā)光二極管的顯示方式，用來顯示文字、圖形、圖像、動畫、行情、視頻、錄像信號等各種信息的顯示屏幕。LED顯示器結(jié)構(gòu)：根本的半導(dǎo)體數(shù)碼管是由七個條狀發(fā)光二極管芯片排列而成的?？蓪崿F(xiàn)0～9的顯示。其具體結(jié)構(gòu)有“反射罩式〞、“條形七段式〞及“單片集成式多位數(shù)字式〞等LED顯示器與顯示方式:LED顯示塊是由發(fā)光二極管顯示字段的顯示器件。通常使用的是七段LED。這種顯示塊有共陰極與共陽極兩種。共陰極LED顯示塊的發(fā)光二極管陰極共地。當某個發(fā)光二極管的陽極為高電平時，發(fā)光二極管點亮；共陽極LED顯示塊的發(fā)光二極管陽極并接。在設(shè)計中使用LED顯示塊構(gòu)成N位LED顯示器。N位LED顯示器有N根位選線和8*N根段選線。根據(jù)顯示方式不同，位選線與段選線的連接方法不同。段選線控制字符選擇，位選線控制顯示位的亮、暗。LED顯示器有靜態(tài)顯示與動態(tài)顯示兩種方式。我們使用的為動態(tài)顯示方式。在多位LED顯示時，為了簡化電路，降低本錢，將所有位的段選線并聯(lián)在一起，由一個8位I/O口控制，而共陰極點或共陽極點分別由響應(yīng)的I/O口線控制。其中兩片74LS244分別用于段信號和位信號的驅(qū)動，74LS273用于段信號的鎖存，其鎖存地址為7FFFH。圖2.7LED數(shù)碼管顯示方式方案二：LCD顯示LCD液晶顯示器是LiquidCrystalDisplay的簡稱，LCD的構(gòu)造是在兩片平行的玻璃當中放置液態(tài)的晶體，兩片玻璃中間有許多垂直和水平的細小電線，透過通電與否來控制桿狀水晶分子改變方向，將光線折射出來產(chǎn)生畫面。比LED要好的多，但是價錢較其貴。在日常生活中，我們對液晶顯示器并不陌生。液晶顯示模塊已作為很多電子產(chǎn)品的通過器件，如在計算器、萬用表、電子表及很多家用電子產(chǎn)品中都可以看到，顯示的主要是數(shù)字、專用符號和圖形。在單片機的人機交流界面中，一般的輸出方式有以下幾種：發(fā)光管、LED數(shù)碼管、液晶顯示器。發(fā)光管和LED數(shù)碼管比擬常用，軟硬件都比擬簡單，在前面章節(jié)已經(jīng)介紹過，在此不作介紹，本章重點介紹字符型液晶顯示器的應(yīng)用。在單片機系統(tǒng)中應(yīng)用晶液顯示器作為輸出器件有以下幾個優(yōu)點：〔1〕顯示質(zhì)量高：由于液晶顯示器每一個點在收到信號后就一直保持那種色彩和亮度，恒定發(fā)光，而不像陰極射線管顯示器〔CRT〕那樣需要不斷刷新新亮點。因此，液晶顯示器畫質(zhì)高且不會閃爍?！?〕數(shù)字式接口：液晶顯示器都是數(shù)字式的，和單片機系統(tǒng)的接口更加簡單可靠，操作更加方便?！?〕體積小、重量輕：液晶顯示器通過顯示屏上的電極控制液晶分子狀態(tài)來到達顯示的目的，在重量上比相同顯示面積的傳統(tǒng)顯示器要輕得多?！?〕功耗低：相對而言，液晶顯示器的功耗主要消耗在其內(nèi)部的電極和驅(qū)動IC上，因而耗電量比其它顯示器要少得多。液晶顯示的原理是利用液晶的物理特性，通過電壓對其顯示區(qū)域進行控制，有電就有顯示，這樣即可以顯示出圖形。液晶顯示器具有厚度薄、適用于大規(guī)模集成電路直接驅(qū)動、易于實現(xiàn)全彩色顯示的特點，目前已經(jīng)被廣泛應(yīng)用在便攜式電腦、數(shù)字攝像機、PDA移動通信工具等眾多領(lǐng)域。液晶顯示器各種圖形的顯示原理〔1〕線段的顯示：點陣圖形式液晶由M×N個顯示單元組成，假設(shè)LCD顯示屏有64行，每行有128列，每8列對應(yīng)1字節(jié)的8位，即每行由16字節(jié)，共16×8=128個點組成，屏上64×16個顯示單元與顯示RAM區(qū)1024字節(jié)相對應(yīng)，每一字節(jié)的內(nèi)容和顯示屏上相應(yīng)位置的亮暗對應(yīng)。例如屏的第一行的亮暗由RAM區(qū)的000H——00FH的16字節(jié)的內(nèi)容決定，當〔000H〕=FFH時，那么屏幕的左上角顯示一條短亮線，長度為8個點；當〔3FFH〕=FFH時，那么屏幕的右下角顯示一條短亮線；當〔000H〕=FFH，〔001H〕=00H，〔002H〕=00H，……〔00EH〕=00H，〔00FH〕=00H時，那么在屏幕的頂部顯示一條由8段亮線和8條暗線組成的虛線。這就是LCD顯示的根本原理。〔2〕字符的顯示：用LCD顯示一個字符時比擬復(fù)雜，因為一個字符由6×8或8×8點陣組成，既要找到和顯示屏幕上某幾個位置對應(yīng)的顯示RAM區(qū)的8字節(jié)，還要使每字節(jié)的不同位為“1〞，其它的為“0〞，為“1〞的點亮，為“0〞的不亮。這樣一來就組成某個字符。但由于內(nèi)帶字符發(fā)生器的控制器來說，顯示字符就比擬簡單了，可以讓控制器工作在文本方式，根據(jù)在LCD上開始顯示的行列號及每行的列數(shù)找出顯示RAM對應(yīng)的地址，設(shè)立光標，在此送上該字符對應(yīng)的代碼即可。〔3〕漢字的顯示：漢字的顯示一般采用圖形的方式，事先從微機中提取要顯示的漢字的點陣碼〔一般用字模提取軟件〕，每個漢字占32B，分左右兩半，各占16B，左邊為1、3、5……右邊為2、4、6……根據(jù)在LCD上開始顯示的行列號及每行的列數(shù)可找出顯示RAM對應(yīng)的地址，設(shè)立光標，送上要顯示的漢字的第一字節(jié)，光標位置加1，送第二個字節(jié)，換行按列對齊，送第三個字節(jié)……直到32B顯示完就可以LCD上得到一個完整漢字。1602字符型LCD簡介字符型液晶顯示模塊是一種專門用于顯示字母、數(shù)字、符號等點陣式LCD，目前常用16*1，16*2，20*2和40*2行等的模塊。我們以1602LCD字符型液晶顯示器為例。1602LCD分為帶背光和不帶背光兩種，基控制器大局部為HD44780，帶背光的比不帶背光的厚，是否帶背光在應(yīng)用中并無差異，1602LCD主要技術(shù)參數(shù)：顯示容量:16×2個字符，芯片工作電壓:4.5—5.5V，工作電流:2.0mA(5.0V)，模塊最正確工作電壓:5.0V，字符尺寸:2.95×4.35(W×H)mm[19]。由于本次設(shè)計的顯示模塊需要顯示多位數(shù)字，如果采用數(shù)碼管顯示的話將會占用多個單片機I/O口,使得電路變得更為復(fù)雜。所以選用液晶顯示，1602LCD符合根本條件，能夠采用。2.4.1LCD1602命令及時序1602液晶模塊的引腳連線如圖2-8。其中，第1、2腳為液晶的驅(qū)動電源；第三腳VL為液晶的比照度調(diào)節(jié)，通過在VCC和GND之間接一個10K多圈可調(diào)電阻，中間抽頭接VL，可實現(xiàn)液晶比照度的調(diào)節(jié)；液晶的控制線RS、R/W、E分別接單片機的P0.5、P0.6、P0.7；數(shù)據(jù)口接在單片機的P2口；BL+、BL-為液晶背光電源。圖2-81602液晶模塊的接線圖1602液晶模塊的初始化過程：延遲15ms寫指令38H〔不檢測忙信號〕延遲5ms寫指令38H〔不檢測忙信號〕延遲5ms寫指令38H〔不檢測忙信號〕〔以后每次寫指令、讀/寫數(shù)據(jù)操作之前均需檢測忙信號〕寫指令38H：顯示模式設(shè)置寫指令08H：顯示關(guān)閉寫指令01H：顯示清屏寫指令06H：顯示光標移動設(shè)置寫指令0CH：顯示開及光標設(shè)置1602液晶模塊的讀操作時序如圖2-9所示。圖2-91602液晶模塊的讀操作時序1602液晶模塊的寫操作時序如圖2-10所示。圖2-101602液晶模塊的寫操作時序2.5鍵盤輸入鍵盤輸入是人機交互界面中重要的組成局部，它是系統(tǒng)接受用戶指令的直接途徑。操作者通過鍵盤向系統(tǒng)發(fā)送各種指令或置入必要的數(shù)據(jù)信息。因此鍵盤模塊設(shè)計的好壞，直接關(guān)系到系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性。鍵盤是由假設(shè)干個按鍵開關(guān)組成，鍵的多少根據(jù)單片機應(yīng)用系統(tǒng)的用途而定。鍵盤由許多鍵組成，每一個鍵相當于一個機械開關(guān)觸點，當鍵按下時，觸點閉合，當鍵松開時，觸點斷開。單片機接收到按鍵的觸點信號后作相應(yīng)的功能處理。因此，相對于單片機系統(tǒng)來說鍵盤接口信號是輸入信號。方案一：專用芯片式設(shè)計專用鍵盤處理芯片一般功能比擬完善，芯片本身能完成對按鍵的編碼、掃描、消抖和重鍵等問題的處理，甚至還集成了顯示接口功能。列如Intel8279是一種為8位微處理器設(shè)計的比擬成熟的通用鍵盤/顯示器接口芯片，其功能有：接收來自鍵盤的輸入數(shù)據(jù)，并作預(yù)處理；數(shù)據(jù)顯示的管理和數(shù)據(jù)顯示器的控制。專用鍵盤處理芯片的優(yōu)點很明顯，可靠性高，口簡單，使用方便，適合處理按鍵較多的情況。但在很多應(yīng)用場合，考慮本錢因素，可能并不是最正確選擇。方案二：矩陣式鍵盤設(shè)計矩陣式鍵盤又叫行列式鍵盤。用I/O口線組成行、列結(jié)構(gòu)，按鍵設(shè)置在行列的交點上。例如，用2×2的行列結(jié)構(gòu)可構(gòu)成4個鍵的鍵盤，4×4行列結(jié)構(gòu)可構(gòu)成16個鍵的鍵盤。因此，在按鍵數(shù)量較多時，可以節(jié)省I/O口線。相對于專用芯片式可以節(jié)省本錢，且更為靈活。缺點就是需要用軟件處理消抖、重鍵等問題。圖2-114×4矩陣鍵盤考慮到本錢方面，我決定采用矩陣鍵盤。第三章系統(tǒng)軟件設(shè)計在單片機應(yīng)用系統(tǒng)的開發(fā)中，軟件的設(shè)計是最復(fù)雜和困難的，大局部情況下工作量都較大，特別是對那些控制系統(tǒng)比擬復(fù)雜的情況。如果是機電一體化的設(shè)計人員，往往需要同時考慮單片機的軟硬件資源分配。本系統(tǒng)的軟件設(shè)計主要分為系統(tǒng)初始化、按鍵、顯示處理及信號頻率輸入處理。程序設(shè)計是一件復(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：⑴分析系統(tǒng)控制要求，確定算法：對復(fù)雜的問題進行具體的分析，找出合理的計算方法及適當?shù)臄?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，從而確定編寫程序的步驟。這是能否編制出高質(zhì)量程序的關(guān)鍵。⑵根據(jù)算法畫流程圖：畫程序框圖可以把算法和解題步驟逐步具體化，以減少出錯的可能性。⑶編寫程序：根據(jù)程序框圖所表示的算法和步驟，選用適當?shù)闹噶钆帕衅饋恚瑯?gòu)成一個有機的整體，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)計方法。結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計是對利用到的控制結(jié)構(gòu)類程序做適當?shù)南拗疲貏e是限制轉(zhuǎn)向語句(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)采集子程序和延時程序等組成。3.1C語言在單片機中的應(yīng)用C語言是一種通用的計算機程序設(shè)計語言，在國際上非常流行。它既可以用來編寫計算機的系統(tǒng)程序，也可以用來編寫一般的應(yīng)用程序。以前計算機的系統(tǒng)軟件主要用匯編語言編寫，單片機應(yīng)用系統(tǒng)更是如此。C語言是當前最流行的程序設(shè)計語言，它像其它高級語言一樣，面向用戶，面向解題的過程，編程者不必熟悉具體的計算機內(nèi)部結(jié)構(gòu)和指令；C語言又像匯編語言一樣，可以對機器硬件進行操作。如進行端口I，0操作、位操作、地址操作，并可內(nèi)嵌匯編指令，將匯編指令當作它的語句一樣。我們知道，匯編語言將涉及計算機硬件，所以C語言又像低級語言一樣，可以對計算機硬件進行控制，因此人們把它稱為介于高級語言與低級語言之間的一種中級語言。正是因為C語言具有這樣的特性，所以很適合編寫要對硬件進行操作的軟件程序。本文采用C語言進行編寫．因為此系統(tǒng)軟件比擬，其存儲量較大，因此必須應(yīng)用C語言編程了。3.2系統(tǒng)主程序流程圖在系統(tǒng)通電后，主程序首先完成系統(tǒng)初始化，其中包括系統(tǒng)變量定義和給系統(tǒng)變量賦初值等，然后調(diào)用A/D采集函數(shù)，將A/D采集模塊輸出的24位二進制串行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為十進制，接著進行調(diào)零和定標，最后別離出四位十進制數(shù)據(jù)的千位、百位、十位和個位，調(diào)用液晶顯示函數(shù)，將對應(yīng)的數(shù)值送到對應(yīng)的液晶上進行顯示。系統(tǒng)主函數(shù)流程圖如圖3-1所示。圖3-1主程序流程圖3.3子程序設(shè)計3.3.1A/D數(shù)據(jù)采集子程序A/D數(shù)據(jù)采集子程序主要是采集壓電傳感器的輸出小信號，前24個ADSK脈沖采集24位串行二進制數(shù)據(jù)，接下來的1～3個ADSK脈沖選擇下次A/D采集的通道和增益，本設(shè)計采用1個ADSK脈沖，選擇通道A，增益為128。其流程圖如圖3-2所示。開始開始返回輸出數(shù)據(jù)編碼采集4位串行數(shù)據(jù)A/D端口初始化選擇下次采集通道和增益返回輸出數(shù)據(jù)編碼采集4位串行數(shù)據(jù)A/D端口初始化選擇下次采集通道和增益圖3-2A/D數(shù)據(jù)采集子函數(shù)流程圖3.3.2顯示子程序顯示子程序主要是來判斷是否需要顯示,以及如何去顯示,也是十分重要的程序之一。設(shè)計流程圖如圖3-3所示。圖3-3顯示子程序流程圖3.3.3鍵盤掃描子程序鍵盤電路設(shè)計成4X4矩陣式，在程序中可以先判斷按鍵編碼，然后根據(jù)編碼將鍵盤代表的數(shù)值送到相應(yīng)的存儲單元，再進行功能選擇或數(shù)據(jù)處理。設(shè)計流程圖如圖3-4所示。圖3-4鍵盤掃描子程序流程圖第四章系統(tǒng)的調(diào)試系統(tǒng)硬件調(diào)試比擬簡單，首先檢查電路的焊接是否正確，用萬用表檢測電路板是否存在短路或者斷路。經(jīng)檢測后再接上電源，用萬用表測量電源局部的各個輸出電壓值，經(jīng)調(diào)試正常前方可接到各局部電路。先按下單片機復(fù)位鍵將系統(tǒng)復(fù)位，調(diào)用液晶顯示子函數(shù)顯示1234，顯示無誤后，接上傳感器和由24位串行A/D轉(zhuǎn)換芯片構(gòu)成的調(diào)理電路和A/D轉(zhuǎn)換電路，將全部的程序燒到芯片中，觀察液晶上是否顯示0000，如果沒有顯示，即進行軟件調(diào)零工作，待調(diào)零完成后，用手給傳感器慢慢施加壓力，看數(shù)液晶的數(shù)值是否也跟隨增大，當放手后，看液晶的數(shù)值是否回到0000附近。4.1AD值反向轉(zhuǎn)換重力值的參數(shù)計算滿量程輸出電壓=鼓勵電壓*靈敏度1.0mv/v，例如：供電電壓是5v乘以靈敏度2.0mv/v=滿量程10mv。相當于有10Kg重力產(chǎn)生時候產(chǎn)生10mV的電壓。假設(shè)重力為AKg，〔x<10Kg〕,測量出來的AD值為y，10Kg傳感器輸出，發(fā)送給AD模塊兒的電壓為AKg*8.6mV/10Kg=0.86AmV經(jīng)過128倍增益后為128*0.86A=110.08AmV轉(zhuǎn)換為24bit數(shù)字信號為110.08AmV*QUOTE224/4.3V=429496.7296A所以y=429496.7296A/100=4294.967296A因此得出A=y/4294.967296Kg≈y/4.30g所以得出程序中計算公式Weight_Shiwu=(unsignedint)((float)Weight_Shiwu/4.30+0.05);4.2誤差分析由于所采用的傳感器靈敏度很高，如果傳感器在水平方向固定的不是很好，會存在一定的誤差。另外傳感器的引線也很靈敏，稍微觸動一下，也會產(chǎn)生誤差?？偨Y(jié)隨著集成電路和計算機技術(shù)的迅速開展，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，因其極高的性價比得到廣泛的應(yīng)用與開展，從而加快了智能儀器的開展。而傳感器作為測控系統(tǒng)中對象信息的入口，越來越受到人們的關(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量信息〔物理量、化學(xué)量、生物量等〕按一定規(guī)律轉(zhuǎn)換成某種可用信號輸出的器件或裝置本次設(shè)計中的全橋電子稱就是在以上儀器的根底上設(shè)計而成的。因此，只有充分了解有關(guān)智能儀器、單片機、傳感器以及各局部之間的關(guān)系才能到達要求。經(jīng)過幾個月的努力，終于按照畢業(yè)設(shè)計進度要求如期完成了實用電子秤控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計任務(wù)。在做畢業(yè)設(shè)計的過程中，雖然碰到了不少的困難，但是在老師的指導(dǎo)以及自己的努力下，終于取得了一定成果。一、主要工作及結(jié)論1、熟悉STC89C52單片機功能及工作特性，掌握其接口擴展方法。2、通過對數(shù)據(jù)采集的分析，了解了各種傳感器、放大器及A/D轉(zhuǎn)換器有了更深的認識。3、對鍵盤和顯示器進行選型比擬，得出各種型號優(yōu)劣比。4、采用面向?qū)ο蟮乃枷?，分層次、分模塊構(gòu)建設(shè)計的總體框架。二、存在的問題1、系統(tǒng)設(shè)計不夠優(yōu)化，有待改善。比方系統(tǒng)的超量程信號直接由單片機送入報警電路，沒有設(shè)計保護電路再入單片機處理后送入報警電路。2、沒有擴展更多電路，如日歷時鐘電路、通訊接口電路等。日歷時鐘電路可以顯示購貨日期，通訊接口電路可以與上位機〔PC機〕進行通訊，從而將大量的商品數(shù)據(jù)存于上位機，然后通過串口或并口通訊與電子稱相連，到達遠距離控制的目的。3、對各種實用芯片價格了解不夠，選擇上任有欠缺，如所選的稱重傳感器價格較貴。這些都為我今后的學(xué)習(xí)和工作留下了積極的影響。致謝大學(xué)生涯即將結(jié)束，臨近畢業(yè)，我感慨良多。在論文的設(shè)計過程中，我查閱了許多有關(guān)壓電傳感器、A/D轉(zhuǎn)換和C程序設(shè)計方面的文獻資料，使我對壓電傳感器的設(shè)計和使用有了更深的認識。從論文選題到完成論文，呂虹老師付出了大量心血。設(shè)計過程中，他從多方面進行指導(dǎo)，不斷對論文提出修改意見。呂虹老師淵博的知識、嚴謹?shù)闹螌W(xué)態(tài)度，求實的精神，時刻感染著我。在此，我要衷心地感謝呂虹老師！論文的完成，不僅是我大學(xué)四年知識積累的表達，而且也是電信學(xué)院所有老師悉心教導(dǎo)的結(jié)果，感謝他們讓我掌握了一定的專業(yè)知識，專業(yè)技能和一些做人的道理。同時，我也要感謝周圍不斷鼓勵、支持、幫助我的同學(xué)們，是你們的友情、關(guān)心、愛心讓我倍感生活的精彩和溫暖。最后，我要特別感謝我的家人，他們辛勤的付出，無私的關(guān)愛讓我體會到親情的偉大，為我茁壯成長提供了良好的環(huán)境。參考文獻ChenGuang,WangYong,WuGang.Frequencydomainidentificationofflexiblestructurewiththeresistancestraingaugesensor[A].IntelligentControlandAutomation,2004.WCICA2004.FifthWorldCongress[C].2004.D.Macnamara,D.Thiel.Optimizingpiezo-resistivestraingaugecharacteristicsforintelligentstrainsensingapplications[A].Microelectronics:Design,Technology,andPackagingII[C].2006.ClarenceW.deSilva.SignalConditioningandModification:BridgeCircuits[A].VibrationandShockHandbook[C].2005.Sifuentes,E,Casas,O.Directinterfacecircuittolineariseresistivesensorbridges[J].SensorsandActuators.A,Physical,2023,147(1):52-54.M.K.Patra,K.Manzoor,M.Manoth.NanotechnologyApplicationsforChemicalandBiologicalSensors[J].DefenceScienceJournal,2023,58(5):636-649.王建華,敬大德,曹少飛.基于雙懸臂梁結(jié)構(gòu)的應(yīng)變測量傳感器研究[J].傳感技術(shù)學(xué)報,2005,18(3):5-8.陳杰,黃鴻.傳感器與檢測技術(shù)[M].北京:高等教育出版社,2002.陳杰,陳綠深.傳感器與檢測技術(shù)[M].北京：北京理工大學(xué)出版社，1987.王洪業(yè),傳感器技術(shù)[M].長沙：湖南科學(xué)出版社,1985.張毅剛.單片機原理及應(yīng)用[M].北京:高等教育出版社,2003.周荷琴.微型計算機原理與接口技術(shù)[M].合肥:中國科學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for(i=k;i>0;i--) for(j=110;j>0;j--);}voidwrite_com(ucharcom)//寫命令{lcdrs=0; P0=com; delayms(5); lcden=1; delayms(5); lcden=0;}voidwrite_date(uchardate)//寫數(shù)據(jù){lcdrs=1; P0=date; delayms(5); lcden=1; delayms(5); lcden=0;}voidinit_1602(){ lcden=0; lcdwr=0; write_com(0x38);//設(shè)置16x2顯示5x7點陣，8位數(shù)據(jù)接口write_com(0x0c);//設(shè)置開顯示，不顯示光標write_com(0x06);//寫一個字符后地址指針加1 write_com(0x01);//顯示清0，數(shù)據(jù)指針清0}voiddisplaywpm(void){ ucharnum; ucharcodetable[]="W:kgP:$Money:$"; write_com(0x80); write_date(table[0]); write_date(table[1]); write_com(0x80+0x07); write_date(table[2]); write_date(table[3]); write_com(0x80+0x0a); write_date(table[4]); write_date(table[5]); write_com(0x80+0x0f); write_date(table[6]); write_com(0x80+0x40);for(num=0;num<6;num++) write_date(table[num+7]);write_com(0x80+0x4a); write_date(table[13]);}voidweight_shuzhi(uintaaa){ ucharidataweighttable[4]={0,0,0,0}; weighttable[3]=aaa%10; weighttable[2]=aaa/10%10; weighttable[1]=aaa/100%10; weighttable[0]=aaa/1000; write_com(0x80+0x02); //設(shè)置顯示位置write_date(0x30+weighttable[0]); write_com(0x80+0x03); //設(shè)置顯示位置write_date('.'); write_com(0x80+0x04); //設(shè)置顯示位置write_date(0x30+weighttable[1]); write_com(0x80+0x05); //設(shè)置顯示位置write_date(0x30+weighttable[2]); write_com(0x80+0x06); //設(shè)置顯示位置write_date(0x30+weighttable[3]); write_com(0x0c); //不顯示光標}////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////hx711程序//////////////////////////////////////////////////voidDelay__hx711_us(void){ _nop_(); _nop_();}ulongReadCount(void) //增益128{ ulongcount; uchari; hx711_dout=1; Delay__hx711_us(); hx711_sck=0; count=0; while(hx711_dout); for(i=0;i<24;i++) { hx711_sck=1; count=count<<1; hx711_sck=0; if(hx711_dout) count++; } hx711_sck=1; Delay__hx711_us(); hx711_sck=0; return(count);}////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////皮重，獲得重量的程序////////////////////////////////////voidget_pizhong() //獲取皮重，秤盤重量{uintj; ulonghx711_dat;for(j=0;j<5;j++) delayms(); hx711_dat=ReadCount(); //HX711AD轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)處理temp=(uint)(hx711_dat/100); //縮放long數(shù)據(jù)為int型，方便處理}voidget_weight() //獲取被測物體重量{ulonghx711_data,a; uintget,aa; hx711_data=ReadCount(); //HX711AD轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)處理get=(uint)(hx711_data/100); if(get<(temp+4)) //判斷是否有正向重量 {while(1) {weight=0; weight_shuzhi(weight);//顯示重量hx711_data=ReadCount(); //HX711AD輸出數(shù)據(jù)處理get=(uint)(hx711_data/100); if(get>(temp+4))break; } } a=ReadCount(); aa=(uint)(a/100)-temp; weight=(uint)((float)aa/2.15+0.05);//重量轉(zhuǎn)換函數(shù)，傳感器型號不同此函數(shù)要適當修改}////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////鍵盤掃描程序////////////////////////////////////ucharkeyscan(){ uinttem; ucharkey='a'; P3=0xfe; tem=P3; tem=tem&0xf0; if(tem!=0xf0){delayms(10); P3=0xfe; tem=P3; tem=tem&0xf0; if(tem!=0