單片機(jī)課程設(shè)計電子秤

一、設(shè)計任務(wù)及要求：設(shè)計任務(wù)：達(dá)成一個簡單的使用數(shù)字電子秤的硬件與軟件部分的設(shè)計。設(shè)計要求：利用單片機(jī)實現(xiàn)對所設(shè)計的電子秤的各項功能的控制。電子秤能夠LCD液晶顯示出商品的名稱、價錢，重量、總價等信息。電子秤擁有儲藏幾種簡單商品價錢的功能。電子秤的丈量范圍要求達(dá)到5KG，丈量精度要求達(dá)到。電子秤能夠自動達(dá)成商品的價錢計算。指導(dǎo)教師署名：2010年6月16日二、指導(dǎo)教師考語：指導(dǎo)教師署名：2010年7月3日三、成績查收蓋印2010年7月日鑒于單片機(jī)的適用電子秤的設(shè)計設(shè)計目的單片機(jī)以其功能強(qiáng)，體積小，功耗低，易開發(fā)等好多優(yōu)勢被寬泛應(yīng)用。本次數(shù)字電子秤的設(shè)計就是需要經(jīng)過選擇適合的單片機(jī)來進(jìn)行主控，再聯(lián)合A/D變換、鍵盤、液晶顯示、復(fù)位電路和蜂鳴器報警驅(qū)動電路的知識，同時在軟件的設(shè)計過程頂用到鍵盤掃描、液晶顯示驅(qū)動、模數(shù)變換程序及漢字庫的的設(shè)計，做到對我們所學(xué)數(shù)電、模電、單片機(jī)等知識的綜合應(yīng)用，最后實現(xiàn)所設(shè)計數(shù)字電子秤的各項功能，達(dá)到“穩(wěn)固知識，培育技術(shù)，學(xué)而用之”的實踐目的。經(jīng)過此次課程設(shè)計，不只要提升我們在工作中的學(xué)習(xí)能力、研究能力、應(yīng)用能力和著手能力，還要歷練我們不畏困難、不懂便學(xué)、有漏必補(bǔ)的仔細(xì)謹(jǐn)慎的工作態(tài)度，加強(qiáng)我們的社會適應(yīng)力和社會競爭力，為走向社會提早試水，完美自我。設(shè)計的主要內(nèi)容及要求本設(shè)計主要達(dá)成一個簡單適用數(shù)字電子秤的硬件電路部分和軟件部分的設(shè)計。硬件部分包含數(shù)據(jù)采集、最小系統(tǒng)板、人機(jī)交互界面三大多數(shù)。此中，數(shù)據(jù)采集部分由壓力傳感器和A/D變換部分構(gòu)成；人機(jī)界面部分為鍵盤輸入、液晶顯示。軟件部分應(yīng)用單片機(jī)C語言實現(xiàn)了本設(shè)計的所有控制功能。本設(shè)計的數(shù)字電子秤要求能夠顯示商品的名稱、價錢、總量、總價等；能夠自動達(dá)成商品的價錢計算；能夠儲藏幾種簡單商品的價錢；能夠擁有超重提示功能，一旦重量超出了自己重量的丈量的范圍，發(fā)出警報；同時對數(shù)字電子秤的丈量范圍要達(dá)到5KG，丈量精度要求達(dá)到。整體設(shè)計方案整個數(shù)字電子秤電路由壓力傳感電路(ADC0832采樣）、模數(shù)變換系統(tǒng)、單片機(jī)主控制電路、LM4229顯示電路、蜂鳴器報警電路和4*4鍵盤電路6個部分構(gòu)成。如下圖。LCD顯示電路報警電路AT89C51A/D變換器鍵盤電路壓力傳感電路圖鑒于單片機(jī)的適用電子秤構(gòu)成框圖電子秤的丈量過程實質(zhì)是經(jīng)過電阻應(yīng)變傳感器將被測物體的重量變換成電壓信號輸出，電壓信號經(jīng)過模數(shù)變換把模擬信號變換成數(shù)字量，數(shù)字量經(jīng)過顯示器顯示重量。翻開電源，數(shù)字電子秤開始工作。接通電源時，數(shù)字電子秤進(jìn)入歡迎界面“歡迎使用電子秤設(shè)計······”。數(shù)字電子秤上MCU開始工作，鍵盤不停進(jìn)行掃描，同時經(jīng)過ADC0832也不停進(jìn)行外面稱量數(shù)據(jù)采樣，LCD上顯示“適用電子秤名稱單價······”。當(dāng)載物臺上放有物體時，ADC0832立刻將數(shù)據(jù)采集送給單片機(jī)辦理。在鍵盤輸入對應(yīng)商品的代碼編號，在240*128的LCD上能夠看到相應(yīng)商品的名稱，單價，總重，總價錢等信息。在稱量的過程中，一旦物體自己的重量高出電子秤的稱量范圍，蜂鳴器立刻會發(fā)出“滴滴····”警報聲告訴工作人員，所稱量物件超重。硬件電路設(shè)計整體電路圖數(shù)字電子秤采納AT89C51單片機(jī)作為微辦理器，接口電路由晶振、LM4229顯示電路、4*4按鍵電路、ADC0832電路、報警電路、儲存器等構(gòu)成。控制器系統(tǒng)的硬件電路如下圖?？刂破飨到y(tǒng)硬件電路的工作過程是：翻開電源時，MCU及各個部分電路開始工作，MCU調(diào)用內(nèi)部儲存數(shù)據(jù)對各部分接口電路初始化。200ms后LM4229進(jìn)入歡迎界面，ADC0832不停對外面數(shù)據(jù)進(jìn)行采樣交給MCU進(jìn)行辦理，一旦有物件放入載物臺，ADC0832立刻發(fā)送中止懇求，并將本次采集數(shù)據(jù)交給MCU辦理，以后LM4229顯示相應(yīng)數(shù)據(jù)量。在此過程中，鍵盤也在不停進(jìn)行掃描，一旦有鍵按下，單片機(jī)也會對其數(shù)據(jù)進(jìn)行相應(yīng)辦理，而后將對LM4229進(jìn)行寫操作。圖?適用數(shù)字電子稱的硬件電路圖壓力傳感器本設(shè)計要求稱量不超出5KG，偏差不大于0.001KG?？紤]到秤臺自重、振動和沖擊重量，還要防止超重破壞傳感器，所以傳感度量程一定大于額定稱重—。我們選擇的是L-PSIII型傳感器，量程20Kg，精度為%，滿量程時偏差±0.002Kg，能夠知足本系統(tǒng)的精度要求。其原理如下圖。圖?傳感器電路工作原理稱重傳感器主要由彈性體、電阻應(yīng)變片電纜線等構(gòu)成，內(nèi)部線路采納惠更斯電橋，當(dāng)彈性體承受載荷產(chǎn)生變形時，輸出信號電壓可由下式給出：數(shù)模變換系統(tǒng)第一考慮用常用的模數(shù)變換芯片adc0809,因為本設(shè)計只要采集一路數(shù)據(jù)，adc0809為并行的8路數(shù)據(jù)采集芯片，且接線較復(fù)雜，所以考慮采納串行的AD變換芯片adc0832達(dá)成設(shè)計。ADC0832與MCS-51單片機(jī)接口構(gòu)成了串行的8位通道。微辦理器經(jīng)過軟件寫入3位串行控制命令決定ADC0832的工作方式。CH0單端輸入，輸入范圍0-5V。非調(diào)整偏差為±1LSB。電路僅使用微辦理器的兩根控制線，兩根數(shù)據(jù)線可方便進(jìn)行光電隔絕加強(qiáng)抗擾亂能力。合用于智能化信號檢測儀器、儀表。鍵盤顯示電路的設(shè)計本設(shè)計中采納4*4矩陣是鍵盤，又稱隊列式鍵盤。它有4條I/O線作為行線，用4條作為列線。用AT89S51的并行口P1接4×4矩陣鍵盤，行線接口，列線接口。內(nèi)行線與列線每一個交錯點設(shè)置一個鍵，鍵盤設(shè)置了“0~15個”按鍵，此中的“0鍵”表示撤消，其余鍵代表可供選擇商品品種及價錢。液晶顯示器電路的設(shè)計LM4229經(jīng)過CDWRITEREAD三個引腳的電平來確立是讀數(shù)據(jù)仍是讀狀態(tài)，或許是寫數(shù)據(jù)仍是寫命令。數(shù)據(jù)D0-D7連結(jié)到單片機(jī)的P0口，能夠和單片機(jī)進(jìn)行直接的數(shù)據(jù)互換，P2口為液晶顯示的控制端。軟件設(shè)計本設(shè)計中的程序由主控制程序、LM4229液晶顯示驅(qū)動程序、ADC0832采樣程序和4*4鍵盤程序構(gòu)成。主控制程序整個設(shè)計中采納由下向上的設(shè)計思路。主程序中主要達(dá)成對LCM4229、ADC0832、及鍵盤掃描程序的調(diào)用。在編寫程序的過程中，各變量一致采納全局變量方式命名，同時考慮到電子秤對精度的要求，本設(shè)計中的價錢及總量有關(guān)的變量所有采納浮點數(shù)。主程序流程圖如下圖。開始MCU初始化、LM4229進(jìn)入歡迎界面、ADC0832初始化載物臺有N物體否YMCU儲存ADC0832采樣值能否輸入商品N代碼按鍵YMCU履行計算，并將結(jié)果送LM4229顯示N丈量結(jié)束鍵能否按下Y結(jié)束圖主程序流程圖LM4229液晶顯示驅(qū)動程序write_data(place&0xff);89CEX文件導(dǎo)入到AT89C51中,可在開始開始開始,能清楚地察看到芯片上每一Proteus中單擊全速仿真運轉(zhuǎn)按鈕，進(jìn)行現(xiàn)象的查察個引腳的電平變化，紅色代表高電平，寫藍(lán)入色控代制表字低電平。發(fā)送別掃描碼拉低CS、拉高CLK適用電子秤初始化仿真寫入初始行N發(fā)送列掃描碼導(dǎo)入文件此后，進(jìn)入仿真頁面DATA，先按右移開始8位，此時數(shù)字電子秤進(jìn)入歡迎界面。YLM4229上顯示"歡迎使用電子秤能否換行左移一位YNNN拉高CS、拉低CLK，列掃描完成所有數(shù)據(jù)已右移一位返回數(shù)據(jù)DAT寫完YNY結(jié)束行掃描完成結(jié)束Y返回鍵值結(jié)束圖適用電子秤初始化仿真圖適用電子秤進(jìn)入稱重界面仿真接下來調(diào)理壓力傳感模擬電路電壓，將電壓設(shè)為表示此時載物臺上沒有物體。此時LM4229切換到稱量畫面，顯示指示“適用電子秤單價：元/千克總重量：0.000千克總價：元”。如下圖圖適用電子秤進(jìn)入稱重界面仿真圖適用電子秤模擬商品選擇及最大稱量仿真而后，上浮壓力傳感電壓表示已載有商品，同時按下“6號”鍵，表示選擇6號商品“蘋果”。此時LM4229上顯示“名稱：蘋果單價：元/千克總重量：3.496千克總價：“元”（實質(zhì)*=元）。達(dá)到基本要求。如下圖。圖模擬商品選擇考證性稱量仿真圖最后，上浮壓力傳感電壓使載重達(dá)到最大，同時按下“5號”鍵，表示選擇5號商品“西瓜”。液晶顯示“名稱：西瓜單價：元/千克總重量：4.980千克總價：“元”達(dá).到基本要求，最大稱量重量4.980KG,如圖。圖適用電子秤模擬商品最大稱量仿真圖使用說明利用51系列單片機(jī)設(shè)計的電子秤不只能夠知足并解決現(xiàn)實生活中提出的“迅速、正確、連續(xù)、自動”稱量要求，同時有效地防止人為偏差。當(dāng)載物臺上放有物體時，在鍵盤輸入對應(yīng)商品的代碼編號，LCD液晶上能夠看到相應(yīng)商品的名稱，單價，總重，總價錢等信息。在稱量的過程中，一旦物體自己的重量高出電子秤的稱量范圍，蜂鳴器立刻警報，告訴工作人員，所稱量物件超重。在稱量過程中還能夠經(jīng)過鍵盤選擇商品不一樣的價位。設(shè)計總結(jié)此次課程設(shè)計是對前面所學(xué)知識特別系統(tǒng)全面的一次查驗。經(jīng)過此次課程設(shè)計與仿真，讓我更明確的認(rèn)識了一些芯片的用途功能，也嫻熟了對它們的運用。在這個設(shè)計的過程中，我需要不停地思慮，不停地討教，不停地找尋資料以借鑒，不停的用對知識的深入掌握去解決設(shè)計中存在的一些問題和調(diào)試時出現(xiàn)的一些故障。固然說這樣的設(shè)計很難很煩很累人，可是的確是充分的，是讓人感覺存心義的。此次課程設(shè)計，不只讓我認(rèn)識了一個數(shù)字電子秤，更讓我收獲了專業(yè)知識之外的東西，那就是學(xué)會了深信、堅持，同時也磨礪了我的意志和耐心。真的，作為一個原來對這個專業(yè)不是很感興趣的學(xué)生，讓我收獲了一份素來沒有過的成就感。固然到此刻我對這個設(shè)計的部分原理仍是不可以用很專業(yè)的語言敘述出來，可是當(dāng)我最先做成功這個設(shè)計的時候，我有一種說不出的激動，我寫下一句話：“人很怪，上天賜予每一個人的都是公正的，沒有誰沒能力去做事，不過在于那個人愿不肯意去做，敢不敢去做，能不可以堅持去做！”是的，這就是我此次課程設(shè)計以后最大的收獲！固然對這個專業(yè)仍舊不是很感興趣，可是我仍是想經(jīng)過這份設(shè)計報告來建議老師，希望此后能多搞一些像這樣很實質(zhì)的實踐課程，我們作為學(xué)生，的確需要好的成績，但更需要用這類對知識特別全面一致的查驗來觀察自己，證明自己，堅持自己。參照文件[1]郭天祥.51單片機(jī)C語言教程[M].北京：電子工業(yè)第一版社，2009：342-354.[2]李建忠.單片機(jī)原理及應(yīng)用[M].西安：西安電子科技大學(xué)第一版，2002：63-80.[3]張俊謨.單片機(jī)中級教程[M].北京：北京航空航天大學(xué)第一版，2000：36-44.陳東云,杜敬倉.單片機(jī)原理與開發(fā)指導(dǎo)[M].北京:機(jī)械工業(yè)第一版社，2006:122-156.[5]彭偉.單片機(jī)C語言程序設(shè)計實訓(xùn)100例[M].北京：電子工業(yè)第一版社，2009：160-167.附錄A:#include<>#include<>#include<>#include<>#include<>#defineucharunsignedchar#defineuintunsignedintsbitADCS=P3^5;sbitADDI=P3^7;sbitADDO=P3^7;sbitADCLK=P3^6;uintx1,y1,z1=0,w1;ucharad_data,k,n,m,e,num,s;//采樣值儲存uinttemp1;sbitbeep=P3^0;charpress_data;//標(biāo)度變換儲存單元floatpress;unsignedcharad_alarm,temp;//報警值儲存單元unsignedcharabc[5]={48,46,48,48,48};unsignedcharprice_all[6]={48,48,46,48,48,48};floatprice_unit[10]={,,,,,,,,,0};//商品初始單價ucharprice_danjia[5]={48,46,48,48,48};floatprice;uintprice_temp1,price_temp2;//商品總價ucharAdc0832(unsignedcharchannel);voidalarm(void);voiddata_pro(void);voiddelay(uintk);voidkeyscan( );voiddisp_init( );voidprice_jisuan( );/************主函數(shù)************/voidmain(void){delay(500);//ad_data=0;

//系統(tǒng)延時500ms啟動//采樣值儲存單元初始化為

0lcd_init( );

//顯示初始化disp_init( );delay(1000);

//開始進(jìn)入歡迎界面//延時進(jìn)入稱量畫面clear_lcd(0,4,40);clear_lcd(16,0,100);clear_lcd(28,0,40);clear_lcd(44,0,100);clear_lcd(56,0,40);clear_lcd(72,0,100);clear_lcd(84,0,40);clear_lcd(100,0,100);clear_lcd(112,0,40);write_lcd(0,8,"適用電子秤");while(1){ad_data=Adc0832(0);//采樣值儲存單元初始化為0alarm( );data_pro( );//讀取重量keyscan( );//查問商品種類write_lcd(40,0,"------------------------------");write_lcd(56,0,"單價:");write_lcd(56,11,price_danjia);write_lcd(56,20,"元/千克");write_lcd(72,0,"總重量:");write_lcd(72,11,abc);write_lcd(72,20,"千克");write_lcd(88,0,"總價:");price_jisuan( );//計算出價錢write_lcd(88,10,price_all);write_lcd(88,20,"元");write_lcd(112,0,"設(shè)計學(xué)生:0712201-23王超");}}/************讀ADC0832函數(shù)************///采集并返回ucharAdc0832(unsignedcharchannel)

//AD

變換，返回結(jié)果{uchari=0;ucharj;uintdat=0;ucharndat=0;if(channel==0)channel=2;if(channel==1)channel=3;ADDI=1;_nop_( );_nop_( );ADCS=0;//拉低CS端_nop_( );_nop_( );ADCLK=1;//拉高CLK_nop_( );_nop_( );ADCLK=0;//拉低CLK_nop_( );_nop_( );ADCLK=1;//拉高CLKADDI=channel&0x1;_nop_( );_nop_( );ADCLK=0;//拉低CLK_nop_( );_nop_( );

端端,形成降落沿端端,形成降落沿

12ADCLK=1;//拉高CLK端ADDI=(channel>>1)&0x1;_nop_( );_nop_( );ADCLK=0;//拉低CLK端,形成降落沿3ADDI=1;//控制命令結(jié)束_nop_( );_nop_( );dat=0;for(i=0;i<8;i++){dat|=ADDO;//收數(shù)據(jù)ADCLK=1;_nop_( );_nop_( );ADCLK=0;//形成一次時鐘脈沖_nop_( );_nop_( );dat<<=1;if(i==7)dat|=ADDO;}for(i=0;i<8;i++){j=0;j=j|ADDO;//收數(shù)據(jù)ADCLK=1;_nop_( );_nop_( );ADCLK=0;//形成一次時鐘脈沖_nop_( );_nop_( );j=j<<7;ndat=ndat|j;if(i<7)ndat>>=1;}ADCS=1;//拉搞CS端ADCLK=0;//拉低CLK端ADDO=1;//拉高數(shù)據(jù)端,回到初始狀態(tài)dat<<=8;dat|=ndat;return(dat);//returnadk}voiddata_pro(void){unsignedint;if(0<ad_data<256){intvary=ad_data;press=*vary);temp1=(int)(press*1000);

//放大

1000

倍，便于后邊的計算abc[0]=temp1/1000+48;

//取壓力值百位abc[1]=46;abc[2]=(temp1%1000)/100+48;abc[3]=((temp1%1000)%100)/10+48;abc[4]=((temp1%1000)%100)%10+48;

//取壓力值十位//取壓力值個位//取壓力值十分位}}/*****************

報警子函數(shù)

*******************/voidalarm(void){if(ad_data>=256)beep=0;

//則啟動報警elsebeep=1;}voiddelay(uintk){uinti,j;for(i=0;i<k;i++)for(j=0;j<100;j++);}開機(jī)歡迎界面voiddisp_init( ){write_lcd(0,8,"歡迎使用電子秤");write_lcd(16,0,"------------------------------");write_lcd(28,0,"設(shè)計學(xué)生:王超");write_lcd(44,0,"------------------------------");write_lcd(56,0,"班級學(xué)號:0712201-23");write_lcd(72,0,"------------------------------");write_lcd(84,0,"指導(dǎo)老師:譚躍");write_lcd(100,0,"------------------------------");write_lcd(112,0,"設(shè)計日期:2010年6月29日");}//鍵盤服務(wù)程序voidkeyscan( ){P1=0xfe;temp=P1;temp=temp&0xf0;while(temp!=0xf0){delay(5);temp=P1;temp=temp&0xf0;while(temp!=0xf0){temp=P1;switch(temp){case0xee:num=1,price=price_unit[0],write_lcd(24,0,"

名

稱:

杏

仁");break;case0xde:num=2,price=price_unit[1],write_lcd(24,0,"

名

稱:

李

子");break;case0xbe:num=3,price=price_unit[2],write_lcd(24,0,"

名

稱:

草

莓");break;case0x7e:num=4,price=price_unit[3],write_lcd(24,0,"名稱:葡萄");break;}while(temp!=0xf0){temp=P1;temp=temp&0xf0;}}}P1=0xfd;temp=P1;temp=temp&0xf0;while(temp!=0xf0){delay(5);temp=P1;temp=temp&0xf0;while(temp!=0xf0){temp=P1;switch(temp){case0xed:num=5,price=price_unit[4],write_lcd(24,0,"名稱:西瓜");break;case0xdd:num=6,price=price_unit[5],write_lcd(24,0,"名稱:蘋果");break;case0xbd:num=7,price=price_unit[6],write_lcd(24,0,"名稱:雪梨");break;case0x7d:num=8,price=price_unit[7],write_lcd(24,0,"名稱:核桃");break;}while(temp!=0xf0){temp=P1;temp=temp&0xf0;}}}P1=0xfb;temp=P1;temp=temp&0xf0;while(temp!=0xf0){delay(5);temp=P1;temp=temp&0xf0;while(temp!=0xf0){temp=P1;switch(temp){case0xeb:num=9,price=price_unit[8],write_lcd(24,0,"

名

稱:

香

蕉");break;case0xdb:num=10,price=price_unit[9],write_lcd(24,0,"

名

稱:

商品代碼

");break;case0xbb:num=11,price=price_unit[1];