【正文】 一、 設(shè)計(jì)任務(wù)及要求： 設(shè)計(jì)任務(wù)： 完成一個(gè)簡單的使用數(shù)字電子秤的硬件與軟件部分的設(shè)計(jì)。 設(shè)計(jì)要求： 。 子秤能夠 LCD 液晶顯示出商品的名稱、價(jià)格，重量、總價(jià)等信息。 子秤具有儲(chǔ)存幾種簡單商品價(jià)格的功能。 子秤的測量范圍要求達(dá)到 5KG，測量精度要求達(dá)到 。 子秤能夠自動(dòng)完成商品的價(jià)格計(jì)算。 指導(dǎo)教師簽名： 2020 年 6 月 16 日 二、指導(dǎo)教師評語： 指導(dǎo)教師簽名： 2020 年 7 月 3 日 三、成績 驗(yàn)收蓋章 2020 年 7 月 日 1 基于單片機(jī)的實(shí)用電子秤 的 設(shè)計(jì) 1 設(shè)計(jì)目的 單片機(jī)以其功能強(qiáng)，體積小，功耗低，易開發(fā)等很多優(yōu)勢被廣泛應(yīng)用。本次數(shù)字電子秤的設(shè)計(jì)就是需要通過選擇合適的單片機(jī)來進(jìn)行主控，再結(jié)合 A/D 轉(zhuǎn)換、鍵盤、液晶顯示、復(fù)位電路和蜂鳴器報(bào)警驅(qū)動(dòng)電路 的知識(shí) ， 同時(shí)在軟件的設(shè)計(jì)過程中 用到鍵盤掃描、液晶顯示驅(qū)動(dòng)、模數(shù) 轉(zhuǎn)換程序及漢字庫的的設(shè)計(jì)， 做到對我們所學(xué)數(shù)電、模電、單片機(jī)等知識(shí)的綜合應(yīng)用，最終實(shí)現(xiàn)所設(shè)計(jì)數(shù)字電子秤的各項(xiàng)功能，達(dá)到 “鞏固知識(shí)，培養(yǎng)技能，學(xué)而用之 ”的 實(shí)踐 目的。 通過這次課程設(shè)計(jì)，不但要提高我們在工作中的學(xué)習(xí)能力、探究能力、應(yīng)用能力和動(dòng)手能力，還要?dú)v練我們不畏艱難、不懂便學(xué)、有漏必補(bǔ)的 認(rèn)真 嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ鲬B(tài)度，強(qiáng)化我們的社會(huì)適應(yīng)力和社會(huì)競爭力，為走向社會(huì)提前試水，完善自我。 2 設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容及要求 本設(shè)計(jì)主要 完成一個(gè)簡單實(shí)用數(shù)字電子秤的硬件電路部分和軟件部分的設(shè)計(jì)。 硬件部分包括數(shù)據(jù)采集、最小系統(tǒng)板、人 機(jī)交互界面三大部分。其中，數(shù)據(jù)采集部分由壓力傳感器和 A/D 轉(zhuǎn)換部分組成；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(shí)現(xiàn)了本設(shè)計(jì)的全部控制功能。本設(shè)計(jì) 的數(shù)字電子秤要求能夠顯示商品的名稱、價(jià)格、總量、總價(jià)等；能夠自動(dòng)完成商品的價(jià)格計(jì)算；能夠儲(chǔ)存幾種簡單商品的價(jià)格；能夠具有超重提醒功能，一旦重量超出了自身重量的測量的范圍，發(fā)出警報(bào)；同時(shí)對數(shù)字電子秤的測量范圍要達(dá)到5KG，測量精度要求達(dá)到 。 3 整體設(shè)計(jì)方案 整個(gè)數(shù)字電子秤電路由 壓力傳感電路 (ADC0832 采樣）、模數(shù)轉(zhuǎn)換系統(tǒng)、單片 機(jī)主控制電路、 LM4229 顯示電路、蜂鳴器報(bào)警電路和 4*4 鍵盤電路 6 個(gè)部分 2 組成。如圖 所示。 圖 基于單片機(jī)的實(shí)用電子秤 組成框圖 電子秤的測量過程實(shí)際是通過 電阻應(yīng)變傳感器 將被測物體的重量轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)輸出，電壓信號(hào)經(jīng)過模數(shù)轉(zhuǎn)換把模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字量，數(shù)字量通過顯示器顯示重量。打開電源， 數(shù)字電子秤開始工作。接通電源時(shí)，數(shù)字電子秤進(jìn)入歡迎界面 “歡迎使用電子秤 設(shè)計(jì) ”。 數(shù)字電子秤上 MCU 開始工作，鍵盤不斷進(jìn)行掃描，同時(shí)通過 ADC0832 也不斷進(jìn)行外部稱量數(shù)據(jù)采樣， LCD 上顯示 “實(shí)用電子秤 名稱 單價(jià) ”。當(dāng)載物臺(tái)上放有物體時(shí)， ADC0832 立即將數(shù)據(jù)收集送給單片機(jī)處理。在鍵盤輸入對應(yīng)商品的代碼編號(hào)，在 240*128 的 LCD 上可以看到相應(yīng)商品的名稱，單價(jià)，總重，總價(jià)格等信息。 在稱量的過程中，一旦物體自身的重量超出電子秤的稱量范圍，蜂鳴器立即會(huì)發(fā)出 “滴滴 ”警報(bào)聲告訴工作人員，所稱量物品超重。 4 硬件電路設(shè)計(jì) 整體電路圖 數(shù)字電子秤采用 AT89C51 單片機(jī)作為微處理器，接口電路由晶振、 LM4229顯示電路、 4*4 按鍵電路、 ADC0832 電路、報(bào)警電路、存儲(chǔ)器等組成?？刂破飨到y(tǒng)的硬件電路如圖 所示。 控制器系統(tǒng)硬件電路的工作過程是：打開電源時(shí)， MCU 及各個(gè)部分電路開始工作， MCU 調(diào)用內(nèi)部存儲(chǔ)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 不斷對外部數(shù)據(jù)進(jìn)行采樣交給 MCU 進(jìn)行處理，一旦有物品放入載物臺(tái)， ADC0832 立即發(fā)送中斷請求，并將本次采集數(shù)據(jù)交給 MCU報(bào)警電路 鍵盤電路 A/D 轉(zhuǎn)換器 壓力傳感電路 AT89C51 LCD 顯示電路 3 處理，之后 LM4229 顯示相應(yīng)數(shù)據(jù)量。在此過程中，鍵盤也在不斷進(jìn)行掃描，一旦有鍵按下，單片機(jī)也會(huì)對其數(shù)據(jù)進(jìn)行相應(yīng)處理，然后將對 LM4229 進(jìn)行寫操作。 圖 實(shí)用數(shù)字電子稱 的硬件 電路 圖 壓力傳感器 本設(shè)計(jì)要求稱量不超過 5KG，誤差不大于 。 考慮到秤臺(tái)自重、振動(dòng)和沖擊分量，還要避免超重?fù)p壞傳感器，所以傳感器量程必須大于額定稱重 —。我們選擇的是 LPSIII 型傳感器，量程 20Kg，精度為 %，滿量程時(shí)誤差 177。 ， 可以滿足本系統(tǒng)的精度要求。 其原理如 圖 所示。 圖 傳感器電路工作原理 4 稱重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)，輸出信號(hào)電壓可由下式給出： 數(shù)模轉(zhuǎn)換系統(tǒng) 首先考慮用常用的模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片 adc0809,由于本設(shè)計(jì)只需采集一路數(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，因此考慮采用串行的 AD轉(zhuǎn)換芯片 adc0832 完成設(shè)計(jì)。 ADC0832 與 MCS 51 單片機(jī) 接口構(gòu)成了串行的 8位通道。微處理器通過軟件寫入 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)整誤差為 177。1L SB。電路僅使用微處理器的兩根控制線 ， 兩根數(shù)據(jù)線可方便進(jìn)行光電隔離增強(qiáng)抗干擾能力。適用于智能化信號(hào)檢測儀器、儀表。 鍵盤顯示電路 的設(shè)計(jì) 本設(shè)計(jì)中采用 4*4 矩陣是鍵盤，又稱行列式鍵盤。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 44 矩陣鍵盤，行線接 口，列線接 口。在行線與列線每一個(gè)交叉點(diǎn)設(shè)置一 個(gè)鍵， 鍵盤設(shè)置了“0~15”個(gè)按鍵，其中的 “0”鍵表示取消，其他鍵代表可供選擇商品品種及價(jià)格。 液晶顯示器電路 的設(shè)計(jì) LM4229 通過 CD WRITE READ 三個(gè)引腳的電平來確定是讀數(shù)據(jù)還是讀狀態(tài)，或者是寫數(shù)據(jù)還是寫命令。數(shù)據(jù) D0D7 連接到單片機(jī)的 P0 口，可以和單片機(jī)進(jìn)行直接的數(shù)據(jù)交換， P2 口為液晶顯示的控制端。 5 軟件設(shè)計(jì) 本設(shè)計(jì)中的程序由主控制程序、 LM4229 液晶顯示驅(qū)動(dòng)程序、 ADC0832 采樣