超市智能電子秤設(shè)計

超市智能電子秤設(shè)計摘要隨著社會科學(xué)的不斷發(fā)展，我國電子產(chǎn)業(yè)正在蓬勃的發(fā)展，單片機的各種應(yīng)用已經(jīng)走進了千家萬戶，本設(shè)計的目的在于利用單片機技術(shù)，實現(xiàn)低成本高性能的智能電子秤設(shè)計，能在此產(chǎn)品在實際生活中的可用性和提高方向。本設(shè)計在單片機設(shè)計中使用控制方法較簡單的STC89C52芯片為內(nèi)核，搭配專為高精度電子稱而設(shè)計的HX711式A/D轉(zhuǎn)換器芯片，利用壓力導(dǎo)致的電壓、電流等模擬量的變化以及數(shù)字信號和模擬信號之間相互轉(zhuǎn)換的經(jīng)典傳感器原理，實現(xiàn)高精度的稱重功能，這個工藝制作的單片機不僅精度高，還具有極強的抗干擾功能。硬件方面包括數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，最小電路系統(tǒng)以及輸入和顯示系統(tǒng)。稱重傳感器和HX711的數(shù)據(jù)采集模塊實現(xiàn)了高精度的電壓信號變化測量（與壓力相關(guān)），并通過放大電路實現(xiàn)信號放大，最小系統(tǒng)在確保本設(shè)計在最低耗能下處理采集的信號并且能平穩(wěn)運行的同時，也減少了硬件手工操作的難度。此外，人機交互功能和各類人性化設(shè)計也是本設(shè)計的重點，輸入和顯示系統(tǒng)讓這個系統(tǒng)顯得更加智能化并具有實時性。為了實現(xiàn)單價輸入，金額計算，去皮（去除稱重玻璃板或其他物品的重量）等功能，本設(shè)計使用了經(jīng)典4乘4薄膜鍵盤實現(xiàn)人為控制電子秤基本功能，并對各個按鍵通過軟件設(shè)定具體的控制功能，具體的實時信息顯示通過LCD12864液晶顯示屏實現(xiàn)。關(guān)鍵詞：STC89C52;A/D轉(zhuǎn)換器;液晶顯示屏；薄膜鍵盤；最小系統(tǒng)；SupermarketintelligentelectronicscaledesignAbstractWiththecontinuousdevelopmentofsocialscience,China'selectronicindustryisbooming,thevariousapplicationsofsingle-chipmicrocomputerhasbeenintothousandsofhouseholds,thepurposeofthedesignistousesingle-chipmicrocomputertechnology,toachievelowcostandhighperformanceintelligentelectronicscaledesign,canintheactuallifeofthisproductintheavailabilityandimprovethedirection.Thisdesignusedinthesingle-chipmicrocomputercontrolmethodisrelativelysimpleSTC89C52chipaskernel,collocationisspeciallydesignedforhighprecisionelectronicsaidHX711typeA/Dconversionchip,usingthepressurecausedbythechangeoftheanalogquantitiessuchasvoltage,currentandclassictransformationbetweendigitalsignalandanalogsignalsensorprinciple,realizationofhighprecisionweighingfunction,thetechnologyofsinglechipmicrocomputerisnotonlyhighprecision,butalsohasstronganti-interferencecapability.Hardwareaspectsincludedataacquisitionsystems,minimumcircuitsystems,andinputanddisplaysystems.TheweighingsensorandthedataacquisitionmoduleofHX711realizethehigh-precisionmeasurementofvoltagesignalchange(relatedtopressure),andthesignalamplificationisrealizedthroughtheamplificationcircuit.Theminimumsystemnotonlyensuresthatthecollectedsignalcanbeprocessedunderthelowestenergyconsumptionandrunsmoothly,butalsoreducesthedifficultyofhardwaremanualoperation.Inaddition,man-machineinteractionfunctionandallkindsofhumanizeddesignarealsothefocusofthisdesign,theinputanddisplaysystemmakesthesystemappearmoreintelligentandreal-time.Inputinordertoachievetheunitprice,amountofcomputation,peel(removalofweighingtheweightoftheglassorotheritems),andotherfunctions,thisdesignUSEStheclassic4x4membranekeyboardartificialcontrolelectronicscalebasicfunctions,andthevariousbuttonscontrolfunctionissetbythesoftware,theconcretethroughreal-timeinformationdisplayLCD12864LCDscreen.Keywords:STC89C52;A/Dconverter;Liquidcrystaldisplay;Filmkeyboard;Minimumsystem;目錄1前言 11.1本設(shè)計的目的與意義和應(yīng)該實現(xiàn)的技術(shù)要求 11.2本設(shè)計在國內(nèi)外的發(fā)展趨勢以及目前存在的問題 21.3設(shè)計目標 22整體設(shè)計方案選擇 32.1硬件選擇及其功能設(shè)計思路 32.1.1單片機主控芯片的選擇 32.1.2稱重傳感器A/D轉(zhuǎn)換使用芯片選擇 42.1.3LCD液晶顯示屏幕的選擇 52.1.4壓力傳感器的選擇 62.1.5外接擴展鍵盤的選擇 63系統(tǒng)硬件電路設(shè)計 73.1STC89C52單片機最小系統(tǒng)設(shè)計 73.2LCD12864液晶顯示電路設(shè)計 93.3信號采集電路設(shè)計 103.3.1稱重傳感器的電路設(shè)計 103.3.2信號放大整形電路 103.3.324位A/D轉(zhuǎn)換器HX711電路設(shè)計 113.4外接擴展矩陣鍵盤的電路設(shè)計 123.6本設(shè)計硬件整體電路圖與PCB圖的介紹說明 124系統(tǒng)軟件部分設(shè)計 134.1軟件開發(fā)環(huán)境和開發(fā)軟件的介紹 134.2系統(tǒng)軟件的具體設(shè)計 144.2.1主函數(shù)的設(shè)計思路 144.2.2LCD12864液晶顯示屏的軟件設(shè)計思路 144.2.3擴展鍵盤的軟件設(shè)計思路 154.2.4稱重傳感器相關(guān)的A/D軟件設(shè)計思路 165測試與總結(jié) 16參考文獻 22謝辭 23附錄 24系統(tǒng)設(shè)計電路原理圖 24系統(tǒng)PCB圖 24代碼 25本設(shè)計元器件清單 401前言1.1本設(shè)計的目的與意義和應(yīng)該實現(xiàn)的技術(shù)要求當(dāng)今世界的發(fā)展，已經(jīng)離不開電子，離不開電子信息化帶來的智能生活，在日常的生產(chǎn)活動之中，有許許多多需要使用重量測量工具的商品，因此，一個高性能低成本，智能化程度高的智能電子稱在市場顯得尤為重要，此次畢業(yè)設(shè)計的目的就在于研究如何生產(chǎn)出物美價廉的智能電子稱。大學(xué)生對于此類研究具有深遠的影響，能在研究中發(fā)現(xiàn)問題并進行改進和創(chuàng)新。本次設(shè)計中以實現(xiàn)盡可能的高效和低成本設(shè)計智能電子秤，研究電子秤具有很強的現(xiàn)實意義，在本次設(shè)計中，可以了解社會產(chǎn)品的實現(xiàn)原理，能利用自己所學(xué)的專業(yè)技能對這些電子產(chǎn)品進行定向的功能設(shè)計，了解當(dāng)下社會產(chǎn)品有哪些缺陷和技術(shù)難點，思考改進的方向，這不僅僅是在本設(shè)計，所有的大學(xué)生設(shè)計都應(yīng)該有這樣的效能，這既是提高自己的專業(yè)水平，也是在為國家的創(chuàng)新政策做貢獻。在本次設(shè)計中我對設(shè)計提出了幾點技術(shù)要求，第一、用較為便宜的元器件完成畢業(yè)設(shè)計，模擬市場中產(chǎn)品的成本控制。第二：具有一定高度智能化的功能，比如：輸入物品單價，計算總價，能夠?qū)崟r顯示數(shù)據(jù)等。第三：具有高精度的測量，能夠手動去除物體容器重量等，第四：在設(shè)計完成之后，根據(jù)自身設(shè)計能力，盡量實現(xiàn)更多智能化，人性化的設(shè)計功能。圖1.1一般超市智能電子秤1.2本設(shè)計在國內(nèi)外的發(fā)展趨勢以及目前存在的問題智能電子稱無論是在國內(nèi)還是國外都發(fā)展的相當(dāng)好，國內(nèi)的電子秤設(shè)計水平逐漸追趕上國外的水平，在某些領(lǐng)域中國甚至進行了改良，使其部分功能強于國際平均水平。國內(nèi)外都在積極進行智能電子秤的發(fā)展和改良，主要在于它的精確度和抗干擾能力上，總而言之，此項產(chǎn)品的技術(shù)功能都在進步，適用的工作環(huán)境也越來也多，甚至能在許多大型工廠使用一般電子秤[1]?，F(xiàn)在智能電子稱還存在許許多多的問題，比如：很多時候電子秤過于巨大，不便于攜帶模塊有時候還不分明，不利于添加和移植此類產(chǎn)品的功能在低成本的狀態(tài)下，人機交互功能往往很難達到人們心里的期待功能過于單在日常生活中，此類設(shè)備常常面臨很多綜合性的難題模塊的不分明也導(dǎo)致了硬件之間難以組合，不利于對新功能的研發(fā)1.3設(shè)計目標綜合上文的分析，要解決的問題也十分明顯，綜上所述，本設(shè)計的目標應(yīng)該達到以下要求：使用價格低廉，本設(shè)計應(yīng)該市場上大量生產(chǎn)的元器件實現(xiàn)基本功能，這樣能使自己的設(shè)計更加和社會接軌，存在大量生產(chǎn)的可能。要具有很強的組合性，什么叫組合性，就是把本設(shè)計的某一方面功能盡量獨立起來，讓自己的作品便于別人利用和改造，可以隨時去掉某一功能或添加某一功能，而在硬件方面并不受到太大制約，有利于開發(fā)出一款使用簡單，改造簡單，相對獨立的高性能電子秤作為電子秤，精確度和強穩(wěn)定性是必不可少的，如果沒有這些，這個設(shè)計無疑是失敗的，因為它失去了最基本的功能此外，人機交互功能也是本設(shè)計非常重要的一點，智能化離不開人機交互，設(shè)計要讓機器和人之間順利交流，讓機器能讀懂人讓他干的事，顯示部分也必須十分的清晰，這樣使用者才能清楚快速的獲得實時信息，這同樣也是人機交互功能的重要部分。在保證設(shè)計合理的情況下，本設(shè)計必然要進行大膽的創(chuàng)新，創(chuàng)新的主要方面在于實現(xiàn)更多智能化功能，尤其是人機交互方面，切不可認為這是普通的產(chǎn)品設(shè)計，要認為自己在研究新事物。2整體設(shè)計方案選擇根據(jù)1.3中的設(shè)計目標，本電子秤包含有主控模塊，重量測試模塊，顯示模塊，鍵盤輸入模塊，以及可能有的報警檢測模塊等，系統(tǒng)的工作原理如下圖所示：圖2.1系統(tǒng)簡易工作原理圖2.1硬件選擇及其功能設(shè)計思路2.1.1單片機主控芯片的選擇在單片機的主控芯片使用上我選擇的是STC89C52，這是一款STC公司出產(chǎn)的芯片，以8051為內(nèi)核，內(nèi)部含有FlashEPROM存儲器,是一種非常出色的CMOS產(chǎn)品，內(nèi)部存儲空間達到2KB,價格和存儲空間都處在相對適中的區(qū)間內(nèi)，符合一般市場使用的情況[2]，，它的低耗能是這款芯片的大優(yōu)勢，具有很多普通單片機所不具有的特殊附加功能，這款芯片能讓我們靈活的處理問題，創(chuàng)造各種行之有效的處理方法。除了這款芯片優(yōu)秀的性能之外，選擇它的原因還在于熟悉度，本人在大學(xué)的學(xué)過郭天祥先生寫的51單片機C語言教程一書，這本書配套的51單片機開發(fā)實驗板用的正是我在本次設(shè)計中選擇的來自STC公司生產(chǎn)的89C52芯片，較長時間的使用讓我對于這款芯片的引腳功能已經(jīng)相當(dāng)了解，非常有利于本次設(shè)計的順利進行。圖2.2STC89C52實物圖2.1.2稱重傳感器A/D轉(zhuǎn)換使用芯片選擇稱重傳感器是智能電子秤的靈魂，稱重傳感器使用的原理是對于不同重量的物體，它能測試出不同的壓力，把壓力代表的非電量用測量模擬量的方法收集起來，用模擬量和數(shù)字量相互轉(zhuǎn)換的方法，把模擬量分成若干個區(qū)間，每一個區(qū)間壓力數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化而來的平均值，就近似的看作此次測量物體的重量，所以稱重傳感器A/D轉(zhuǎn)換器芯片的位數(shù)越多，把最大量程分的區(qū)間越多，測量也就相對更準確。在本設(shè)計之中，我們使用了HX711為我們的稱重傳感器轉(zhuǎn)換芯片，這是一款專門為高精度電子秤而設(shè)計的24位AD轉(zhuǎn)換芯片。選擇它的原因主要有以下幾個。精度高：他是24位A/D轉(zhuǎn)換器，精度達最大量程的幾百萬分之一成本低廉，很符合日常設(shè)計中使用集成度高：在極小的芯片內(nèi)聚集了所有需要的外圍電路具有強大的穩(wěn)定性和反應(yīng)速度圖2.3HX711實物圖2.1.3LCD液晶顯示屏幕的選擇液晶屏幕的使用也多種多樣，在選擇本次設(shè)計的LCD液晶顯示屏之中，主要考慮國1602，12864和12232[2]三種類型的液晶顯示屏，最終選擇了12864這款，這款液晶對比其他兩款顯示屏最大的外觀區(qū)別在于，其他兩款液晶屏幕是扁長型，而12864是近似于長方形，跟適合用于需要顯示多種液晶屏幕的智能電子秤。而在三款操縱難度類似，功能上各有千秋的液晶顯示屏中，自然選擇了這款。12864是也是一款圖形型液晶，它名字的意思是由128列64行組成，利用行線與列線之間復(fù)雜交錯的高低電平來顯示復(fù)雜的字體，雖然對比其它類液晶不算小，但已十分輕便，而且操作較為簡單，對能耗的需求也不高。圖2.4LCD12864實物圖2.1.4壓力傳感器的選擇稱重傳感器的選擇重在抗穩(wěn)定性強，并且能準確感受壓力，在市面上的壓力傳感器都比較能符合要求，小的有量程為1kg，5kg以及10kg的壓力傳感器，大的能達到800kg甚至更大，但是考慮到成本和樣本性，我們在本次智能電子秤的設(shè)計之中使用10kg量程的壓力傳感器。圖2.510kg壓力傳感器實物圖2.1.5外接擴展鍵盤的選擇在人機交互功能以及智能化的實現(xiàn)之中，鍵盤是必不可少的，他是人機交流的橋梁，在一開始的選擇之中我們有以下兩種選擇。傳統(tǒng)鑲嵌式按鍵式鍵盤薄膜鍵盤最終我們選擇了后者，一個4乘4的薄膜鍵盤，其實兩者的實現(xiàn)原理非常相似，都是用四條行線和四條列線配合管腳的功能，通過一定的軟件功能設(shè)置，最終能通過按鍵讓鍵盤執(zhí)行固定的命令。而薄膜鍵盤擁有焊接簡單，結(jié)構(gòu)性強，在電路設(shè)計中添加和去除都是非常簡便的，這對于我們把整個單片機系統(tǒng)進行高分離度的模塊化是非常有利的，有助于在設(shè)計中添加或者移除硬件，輔助設(shè)計者設(shè)計和改良設(shè)計功能。圖2.64乘4薄膜鍵盤實物圖2.2系統(tǒng)總體方案有了硬件的選擇，系統(tǒng)總體方案也十分清晰，首先以STC89C52為內(nèi)核設(shè)計一個單片機最小系統(tǒng)，讓整個單片機能夠順利的運行，再加上設(shè)計來專門為智能電子秤服務(wù)的HX711通過A/D轉(zhuǎn)換測量出經(jīng)過運行放大電路處理過的電信號配合主芯片轉(zhuǎn)換為高精度的物體重量數(shù)據(jù)。人機交互和智能化的處理方面主要使用薄膜鍵盤來連接，通過軟件設(shè)計和按鍵實現(xiàn)一些智能化的功能，讓使用者隨時隨地可以讓這個產(chǎn)品執(zhí)行希望的功能，最后把想要得到的結(jié)果及時用液晶顯示屏。最后，在合理的情況下擴展一些有希望實現(xiàn)的添加功能：比如語音報警，去皮功能等，實現(xiàn)一定的創(chuàng)新，增加非基本任務(wù)功能。3系統(tǒng)硬件電路設(shè)計3.1STC89C52單片機最小系統(tǒng)設(shè)計單片機擁有很高的性價比，使用這款芯片設(shè)計一個最小系統(tǒng)既方便又實惠，能以極低的能耗，支持單片機系統(tǒng)的實現(xiàn)，單片機的最小系統(tǒng)需要的部分包括復(fù)位電路，晶振，洞洞板，電容，電阻，時鐘（振蕩電路的輸入和輸出端等等）[3]首先將STC89C52系統(tǒng)運行所需最基本的元件焊接好備用，此單片機系統(tǒng)的的管腳如下：圖3.1本設(shè)計所需單片機部分電路圖首先是電源的部分VCC，在此我們接入5V的電源，在第十九和第二十個管腳分別連接晶振的輸入端和輸出端，單片機的其他控制功能，如復(fù)位引腳，內(nèi)外部存儲器的選通信號，連接復(fù)位功能的引腳等等不一一介紹，連接即可。最小系統(tǒng)最終會把所有的管腳全部向外連接，首先最重要的是電源部分，從第四十的管腳流入，他供電部分的內(nèi)部原理圖如下：圖3.2單片機最小系統(tǒng)電源部分電路圖雙電容的設(shè)置，使電壓穩(wěn)定之后才向前供給，再加上一個電源指示燈，在有外接電源的時候，能讓LED燈亮起，方便我們判斷焊接之后整個電路是不是處于一個導(dǎo)通的狀態(tài)。除此之外單片機最小系統(tǒng)還需要一個復(fù)位電路，通過設(shè)置把電路的整體狀態(tài)確定到一個空狀態(tài)，相當(dāng)于恢復(fù)出廠設(shè)置，本電路系統(tǒng)采取的按鍵復(fù)位，原理是通過連接開關(guān)，控制開關(guān)相控制的電容，讓RST成高電平，并保持一段時間，由于此系統(tǒng)的特性，電路自然恢復(fù)了原來的配置，按鍵復(fù)位電路如下圖所示。圖3.3按鍵復(fù)位電路電路圖其他由單片機外擴的功能，在下面分別一一介紹。3.2LCD12864液晶顯示電路設(shè)計數(shù)據(jù)打開口RW，狀態(tài)口RS和的讀讀出口E分別接在P2.5,P2.6和P2.7，控制具體顯示內(nèi)容的DB0到DB7在本設(shè)計之中連接至單片機芯片管腳的P0的8個口，具體的液晶顯示屏電路原理圖如下圖所示。圖3.4LCD12864電路圖在圖中我們可以清楚的看到，數(shù)據(jù)的輸入輸出控制和點陣式圖形顯示器能通過計算機軟件的的燒錄輕松實現(xiàn)功能控制，圖形的顯示主要通過DB0到DB7八個管腳高低電平的改變實現(xiàn)圖形的顯示。3.3信號采集電路設(shè)計3.3.1稱重傳感器的電路設(shè)計稱重傳感器主要的的原理是，電子金屬應(yīng)變片的受到壓力變大時，電阻絲會變短，電阻橫截面積會變大，最終讓壓力和電阻阻值成線性變化，這就是稱重傳感器實現(xiàn)稱重功能的的基本原理[4]。圖3.5稱重傳感器原理圖如圖可示四個金屬變電阻需要四條外接線控制，由于稱重傳感器需要的工業(yè)流程比較復(fù)雜，所以在本設(shè)計中選擇了一款性價比較高，功能較為齊全的稱重傳感器，它的四條控制線，已經(jīng)提前封裝好，在我們的視覺狀態(tài)上呈現(xiàn)出呈現(xiàn)出黑，白，紅，綠四種顏色的線，在本次設(shè)計中這四條線依次接入HX711的A-，A+，E-和E+四個接口，由于稱重傳感器經(jīng)過統(tǒng)一的設(shè)計，四條線連成同一個插口，我們只需要在底座對應(yīng)焊接之后，直接插入即可。3.3.2信號放大整形電路將采集到的信號連接運行放大電路，放大電路自行已經(jīng)連接在hx711芯片上的，hx711內(nèi)部的放大器會自動把采集到的電信號放大128倍或64倍（取決于所選擇的通道，本設(shè)計選擇了128倍的通道），計算出的重量數(shù)據(jù)通過24位的高精度A/D轉(zhuǎn)換器，經(jīng)過單片機進行處理得出準確的結(jié)果，放大器使用差分電路放大器，它的芯片內(nèi)部差分放大電路圖如下。圖3.6差分電路放大器電路圖3.3.324位A/D轉(zhuǎn)換器HX711電路設(shè)計在連接好hx711的其中一邊之后，開始連接另一邊，首先先正面朝上進行操作方便焊接，在9腳和10腳分別連接100微F電容的，起到一種過濾電波和去耦的作用，另一邊的四個角，需要連接電源正極和地線，DK和SCK分別連接3腳和4腳這兩個管腳和設(shè)計者編譯的燒錄軟件共同作用，對整個電路起到一定功能方面的監(jiān)控作用，和連接主單片機時鐘的作用，最終hx711需要進行的電路連接如下圖所示。圖3.7HX711電路圖3.4外接擴展矩陣鍵盤的電路設(shè)計4乘4矩陣鍵盤需要由八條線控制，在本設(shè)計中我們把它連接送至單片機的主控的p1.0腳到p1.7腳，配合軟件設(shè)計燒錄至單片機主控芯片實現(xiàn)具體薄膜鍵盤各個按鍵中所需要的功能，矩陣鍵盤的電路圖如下。圖3.8薄膜鍵盤電路圖3.5原理圖繪制軟件的介紹我們的原理圖繪制軟件用的是proteldxp2004這款十分經(jīng)典的原理圖繪制軟件，歷經(jīng)十幾年，依然十分流行，是一款讓單片機綜合設(shè)計完全合于同一個軟件的綜合性電子設(shè)計開發(fā)環(huán)境。3.6本設(shè)計硬件整體電路圖與PCB圖的介紹說明圖3.9硬件整體電路原理圖依照前面所描述的所有的組成的總原理圖如上圖所示，圖中未出現(xiàn)的蜂鳴器報警功能的電路圖部分是開題報告中提到的力所能及能添加的情況，現(xiàn)在首先預(yù)留第21管腳給蜂鳴報警器，力爭在實際設(shè)計中實現(xiàn)。根據(jù)上述電路圖，并根據(jù)電路圖使用protelDXP2004軟件設(shè)計生成一個PCB圖，并依據(jù)所設(shè)計出的PCB圖通過洞洞板經(jīng)過仿真模擬之后完成所有焊接，制作完成之后的PCB圖如下圖所示。圖3.10本設(shè)計PCB圖4系統(tǒng)軟件部分設(shè)計軟件開發(fā)環(huán)境和開發(fā)軟件的介紹軟件的主要用keil4軟件在C語言下的開發(fā)環(huán)境下進行軟件開發(fā)，通過軟件改變硬件的運行方式從而實現(xiàn)的特定的設(shè)計功能，keil是單片機開發(fā)中最為成熟的開發(fā)軟件，在開發(fā)完成后HEX軟件并燒錄進單片機芯片，燒錄使用的是STC燒錄軟件，該軟件簡潔實用，功能龐大。4.2系統(tǒng)軟件的具體設(shè)計4.2.1主函數(shù)的設(shè)計思路首先，需要將在軟件中設(shè)置硬件，軟件單片機各個管腳，薄膜鍵盤和的初始狀態(tài)，其次，使用單片機定時器實現(xiàn)普通物體稱重，輸入，顯示，以及按鍵中對應(yīng)特殊功能的作用，按鍵采用無限循環(huán)檢測的方式檢測是否有按鍵按下，當(dāng)有按鍵按下時，實現(xiàn)按鍵對應(yīng)的功能，按鍵檢測的方法使用查詢檢測來完成，主程序所有內(nèi)容詳見附錄。圖4.1設(shè)計主函數(shù)的流程圖4.2.2LCD12864液晶顯示屏的軟件設(shè)計思路LCD液晶顯示屏的設(shè)計通過8加3條線，控制液晶顯示屏幕數(shù)據(jù)的讀入和讀出，通過查詢該方式，檢查三個鍵控制屏幕數(shù)據(jù)的輸入和輸出，控制屏幕的8個接口無限循環(huán)檢測高低電平，依照高低電平顯示已計算的數(shù)字和中文字符。圖4.2LCD12864軟件設(shè)計流程圖4.2.3擴展鍵盤的軟件設(shè)計思路擴展鍵盤首要是判斷是否接通允許輸入輸出，然后分別判斷對應(yīng)被按下的行線和列線，他們之間的交叉點正是被按下的按鈕，然后設(shè)計不同的按鍵對應(yīng)的要實現(xiàn)的功能，同樣的，判斷行線和列線的方法依舊是查詢方式，然后用設(shè)計中斷的方法進入實際功能。圖4.3鍵盤輸入軟件流程圖4.2.4稱重傳感器相關(guān)的A/D軟件設(shè)計思路設(shè)計的軟件功能能感受放入重物和沒放入重物兩種不同的情況，首先用中斷來設(shè)計當(dāng)感受到重量時，對于物體重量的計算，當(dāng)放開重物的時候回歸原來的狀態(tài)，此方面的軟件設(shè)計流程圖如下。圖4.4稱重傳感器軟件設(shè)計流程圖[5]5測試與總結(jié)設(shè)計了所有的硬件和軟件，下面開始具體的操作，首先具體設(shè)計的第一步是設(shè)計需要燒錄的軟件，首先打開keil4軟件，開始設(shè)計主控芯片的軟件，我們首先把燒錄的軟件部分編寫出來，首先我們編寫的主程序分成兩部分，一部分是主控連接hx711傳感器的部分，一部分是傳感器的部分，程序構(gòu)造如下。圖5.1軟件代碼結(jié)構(gòu)構(gòu)造其中A51是啟動代碼，REG52.H和intrins.h是為了編寫單片機自帶的配置以及循環(huán)移位功能和空指令空指令功能導(dǎo)入軟件中自帶的頭文件。其中hx711的編寫較為簡單，已無需編寫內(nèi)部的程序，只需聲明這個AD轉(zhuǎn)換器與主芯片引腳的關(guān)系即可。主程序中12864的書寫之中，編寫12864的方法很簡單，采用串行驅(qū)動方法定義好管腳的對應(yīng)和行列，以及顯示功能，編寫發(fā)送字符串的功能，然后開始編寫發(fā)送接收數(shù)據(jù)并實時顯示的功能。將不同模塊編寫到主函數(shù)里面，鍵盤自動掃描模塊，稱重模塊，特殊功能模塊（去皮功能和報警功能等），鍵盤輸入功能悉數(shù)寫入主函數(shù)之中，功能對應(yīng)輸入值悉數(shù)輸入，具體思路在上文已經(jīng)一一介紹。本文不再說明。最后通過使用keil4軟件的編譯功能，把寫好的軟件編譯成HEX，在安裝了下載驅(qū)動之后，使用STC軟件，調(diào)整好參數(shù)之后把文件燒錄進去。圖5.2STC軟件燒錄環(huán)境圖經(jīng)過人工檢查和軟件仿真，在燒入之后發(fā)現(xiàn)和硬件并不產(chǎn)生誤差，現(xiàn)在要將硬件完全焊接完成，檢查是否存在功能錯誤。首先要把電路焊接好，在洞洞板上由小到大，由橫放的原件到豎放的原件一一焊接好，焊接好的實物圖如下所示。首先是最簡單的液晶顯示屏，底線和數(shù)據(jù)允許口等都是固定好的，只需要在電路板上焊接好底座，以及行列線對應(yīng)的管腳就好。圖5.3液晶顯示屏12864焊接圖緊接著，將設(shè)計好的電路包含的主控芯片和電路原件焊接到洞洞板上，其中包括薄膜鍵盤需要的底座，預(yù)留蜂鳴器需要的底座以及前面已經(jīng)焊接好的液晶顯示屏所需要的底座，具體效果如下。圖5.4主電路板實物正面圖圖5.5主電路板實物反面圖把薄膜鍵盤插入，把液晶顯示屏和電源插入，效果如下。圖5.6最終組合成品圖圖5.7稱重功能演示圖稱重時首先使用去皮功能，使電子秤在無重物的時候重量為零，在具體實物中由于首個圓形稱重傳感器物理構(gòu)造方面存在缺陷，本設(shè)計更換了一個同樣是10kg的稱重傳感器，由圖可以看見，放入一個100g的砝碼，稱重顯示同樣是100g，實驗結(jié)果顯示電子秤的稱重功能較為精準。下面要使用鍵盤功能的，鍵盤功能如下所示。、圖5.8鍵盤功能示意圖鍵盤不僅可以輸入數(shù)字和小數(shù)點，還帶有去皮，取消蜂鳴器響應(yīng)等功能，使用者可以隨意清除原來數(shù)據(jù)，還可以自定義單價并計算總金額即時顯示在液晶顯示屏上，鍵盤功能的使用位置和上圖的鍵盤位置是一一對應(yīng)的。圖5.9去皮功能演示圖現(xiàn)在對應(yīng)鍵盤功能一一測試，首先由上圖可以清楚的看到，當(dāng)使用去皮功能，重物的重量立即歸零，原來物體的重量被變成了容器，去皮功能圓滿實現(xiàn)。圖5.10綜合功能的演示圖在稱重后輸入單價，數(shù)字和小數(shù)點都可以使用，清除功能和重新輸入的功能也能夠?qū)崿F(xiàn)，然后點擊計算總金額，精度能達到小數(shù)點后兩位，并且經(jīng)過測試，最終可以得到一個正確的結(jié)果。最后添加了TMB12A05款式的蜂鳴器接入預(yù)留的管腳，由于只是包含聲音，圖片中不便展示聲音報警以及取消報警的功能，但經(jīng)測試上述功能都能實現(xiàn)，以下給出增加報警蜂鳴器之后的電路原理圖。圖5.11增加蜂鳴器之后的電路原理圖至此本設(shè)計所有計劃的功能都圓滿實現(xiàn)，并且根據(jù)個人的實際水平，增加了超重警告功能，兌現(xiàn)了本設(shè)計設(shè)計者期望實現(xiàn)力所能及智能化功能的承諾，作品最終達到了精度高，智能化和反應(yīng)速度快的要求。參考文獻[1]白云飛．電子秤的發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢［J］．管理觀察，2010，6：15-18．郭天祥．51單片機C語言教程［Ｍ］．北京：電子工業(yè)出版社，2009：2-3．張毅剛．新編MCS-51單片機應(yīng)用設(shè)計［Ｍ］．哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，2003.繆少勇．淺談稱重傳感器的工作原理和故障排除［J］．科學(xué)之友，2010，14：56-60.劉小海．基于單片機的數(shù)字智能電子稱設(shè)計［Ｄ］．貴州：貴州大學(xué)，2009.盛珣華．單片機原理與應(yīng)用［Ｍ］．武漢：華中科技大學(xué)出版社，2016：14-16．李全利．單片機原理及接口技術(shù)［Ｍ］．2版.北京：高等教育出版社，2010：297-300．王靜霞．單片機應(yīng)用技術(shù)（C語言版）［Ｍ］．北京：電子工業(yè)出版社，2009：127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//**************************************************** //****************************************************//獲取去皮之后的重量//可能出現(xiàn)的問題，采集回來的數(shù)據(jù)不一定比定義的毛皮小，所以他們相減的時候可能出現(xiàn)一個不為零的數(shù)//完全采集回來的數(shù)據(jù)每次都相等是不可能的，只要顯示產(chǎn)品實現(xiàn)的效果是零基本上就算合理。//采集回