【正文】 思路技巧的掌握方面都能向前邁了一人步，為日后成為合格的應(yīng)用型人才打下良好的基礎(chǔ)?？刂葡到y(tǒng)的開發(fā)設(shè)計(jì)是一項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，必須嚴(yán)格按照系統(tǒng)分析、系統(tǒng)設(shè)計(jì)、系統(tǒng)實(shí)施、系統(tǒng)運(yùn)行與調(diào)試的過程來進(jìn)行。 3 附加特殊的數(shù)據(jù)處理功能。 隨著現(xiàn)代數(shù)字電子技術(shù)的發(fā)展，電子秤不僅要向高精度、高可靠方向發(fā)展，而且更需向多種功能的方向發(fā)展。具有如下的功能： 能 用簡(jiǎn)易鍵盤設(shè)置單價(jià)，能夠同時(shí)顯示重量和金額； 重量顯示：?jiǎn)挝粸榍Э?；最大稱重為 千克，重量誤差不大于 177。DJKHJKFDSFJK HJDSKH FJDH JKFDHSJK FDSJK JKDHFJKH JFHDSJKFHJKDS HFJKDSHF DSJKFHDSJK 檢查完畢，可用萬(wàn)用表檢測(cè)儀下電路板正負(fù)電源之間的電阻，排除電源短路的可能。然后進(jìn)行各硬件模塊調(diào)試，主要針對(duì)有問題的硬件模塊及其程序進(jìn)行調(diào)試，以便準(zhǔn)確地查出問題的原因并解決問題。 在編出完整的程序并確保無誤后進(jìn)行綜合調(diào)試。在編譯方面，它也支持 IAR、 Keil 和 MATLAB 等多種編譯 . DJKHJKFDSFJK HJDSKH FJDH JKFDHSJK FDSJK JKDHFJKH JFHDSJKFHJKDS HFJKDSHF DSJKFHDSJK 在設(shè)計(jì)電子秤的過程中，先在軟件中仿真，仿真成功后，再制作出實(shí)物。并且它是目前最好的仿真 單片機(jī) 的工具。新版本還支持更多最新的 ARM芯片，是應(yīng)用范圍更廣。 Keil 的網(wǎng)站盡管暫時(shí)沒有中文版本，但是卻不影響 Keil 軟件被中國(guó) 80%的硬件工程師使用。 圖 46 報(bào)警子程序流程圖 DJKHJKFDSFJK HJDSKH FJDH JKFDHSJK FDSJK JKDHFJKH JFHDSJKFHJKDS HFJKDSHF DSJKFHDSJK 5 系統(tǒng)調(diào)試 軟件 設(shè)計(jì) 調(diào)試 程序編寫軟件 本次程序 編寫運(yùn)用的軟件是 Keil uv4. Keil C51 是 美國(guó) Keil Software 公司出品的基于 51 系列 單片機(jī) 的 C 語(yǔ)言軟件開發(fā)系統(tǒng)，運(yùn) 用接近于傳統(tǒng) c 語(yǔ)言 的語(yǔ)法來開發(fā)，與匯編相比， C 語(yǔ)言簡(jiǎn)單易學(xué)容易上手 ,而 且可以提高工作效率和縮短項(xiàng)目開發(fā)周期 ,同時(shí)此軟件還能嵌入 匯編 [21]。 DJKHJKFDSFJK HJDSKH FJDH JKFDHSJK FDSJK JKDHFJKH JFHDSJKFHJKDS HFJKDSHF DSJKFHDSJK 圖 45 價(jià)格程序流程圖 報(bào)警子程序的設(shè)計(jì) 因?yàn)閴毫鞲衅鞯乃軌毫τ袠O限，所以稱重量必須有在一 定范圍內(nèi)，超過重量時(shí)必須有報(bào)警程序 [20]。其中包括人對(duì)應(yīng)用系統(tǒng)的狀態(tài)干預(yù)與數(shù)據(jù)輸入，應(yīng)用系統(tǒng)必須向操作者顯示狀態(tài)與運(yùn)行結(jié)果等信息。 DJKHJKFDSFJK HJDSKH FJDH JKFDHSJK FDSJK JKDHFJKH JFHDSJKFHJKDS HFJKDSHF DSJKFHDSJK 圖 42 A/D 轉(zhuǎn)換啟動(dòng)及數(shù)據(jù)讀取程序流程圖 鍵盤掃描子程序的設(shè)計(jì) 鍵盤掃描子程序主要是掃描鍵盤的輸入，調(diào)用顯示子程序顯示，輸出輸入的參數(shù)，計(jì)算總價(jià)是調(diào)用價(jià)格計(jì)算子程序計(jì)算總價(jià)格。直到第 11 個(gè)脈沖時(shí)發(fā)出最低位數(shù)據(jù) DATA0，一個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)輸出 完成。芯片開始轉(zhuǎn)換工作，同時(shí)由處理器向芯片時(shí)鐘輸入端 CLK 輸入 時(shí)鐘脈沖 ， DO 和 DI 端則使用 DI 端輸入通 道功能選擇的數(shù)據(jù)信號(hào)。 圖 41 電子秤系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)流程圖 DJKHJKFDSFJK HJDSKH FJDH JKFDHSJK FDSJK JKDHFJKH JFHDSJKFHJKDS HFJKDSHF DSJKFHDSJK 子程序的設(shè)計(jì) 主程序按需要調(diào)用各子程序。本文采用 C 語(yǔ)言進(jìn)行編寫．因?yàn)榇讼到y(tǒng)軟件比較，其存儲(chǔ)量較大，因此必須應(yīng)用 C 語(yǔ)言編程了。 C 語(yǔ)言是當(dāng)前最流行的程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言，它像其它高級(jí)語(yǔ)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(jì)算機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)和指令； C 語(yǔ)言又像匯編語(yǔ)言一樣，可以對(duì)機(jī)器硬件進(jìn)行操作。根據(jù)系統(tǒng)的控制任務(wù)，本系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)主要由主函數(shù)程序、 A/D 轉(zhuǎn)換啟動(dòng)及數(shù)據(jù)讀取程序設(shè)計(jì)、顯示子程序設(shè)計(jì)、鍵盤掃描子的程序設(shè)計(jì)、價(jià)格計(jì)算子程序設(shè)計(jì)、以及報(bào)警子程序設(shè)計(jì) 等。 （ 2）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(cuò)的可能性。如果是機(jī)電一體化的設(shè)計(jì)人員，往往需要同時(shí)考慮單片機(jī)的軟硬件資源分配。使報(bào)警電路報(bào)警從而提醒工作人員注意， 超限報(bào)警電路如下圖所示 [17]。鍵盤為 34 鍵盤，包括 0、 十個(gè)數(shù)字及確認(rèn)和清除鍵。其方法 是：依次將行線置為低電平，即在置某根行線為低電平時(shí)，其它線為高電平。判斷鍵盤中有無鍵按下 ， 將全部行線 Y0Y3 置低電平，然后檢測(cè)列線的狀態(tài)。這樣，一個(gè)端口（如 P1 口）就可以構(gòu)成 34=12個(gè)按鍵，比之直接將端口線用于鍵盤多出了一倍，而且線數(shù)越多，區(qū)別越明顯，比如再多加一條線就可以構(gòu)成 16 鍵的鍵盤，而直接用端口線則只能多出一鍵。調(diào)試歡動(dòng)變阻器的值可以改變 LCD 的對(duì)比度。 1602 采用標(biāo)準(zhǔn)的 16 腳接口，其中 1 和 2 腳為電源正負(fù)極， 3 腳為對(duì)比度調(diào)整端，4 腳 RS 為寄存器選擇， 5 腳 RW 為讀寫信號(hào)線， 6 腳為使能端， 7 到 14 腳為 8 為雙向數(shù)據(jù)端。 DJKHJKFDSFJK HJDSKH FJDH JKFDHSJK FDSJK JKDHFJKH JFHDSJKFHJKDS HFJKDSHF DSJKFHDSJK T115RD17WR16CS1CH02CH13GND4DI5DO6CLK7VCC8ADC0832VCC 圖 34 ADC0832 與單片機(jī)的接口電路圖 顯示電路與單片機(jī)接口電路 本設(shè)計(jì)采用的是 LCD1602 顯示， LCD1602 液晶也叫 1602 字符型液晶它是一種專門用來顯示字母、數(shù)字、符號(hào)等的點(diǎn)陣型液晶模塊 [13]。 作為單通道模擬信號(hào)輸入時(shí) ADC0832 的輸入電壓是 0~5V 且 8 位分辨率時(shí)的電壓精度為 。當(dāng)要進(jìn)行 A/D 轉(zhuǎn)換時(shí)，須先將 CS 使能端置于低電平并且保持低電平直到轉(zhuǎn)換完全結(jié)束。通過 DI 數(shù)據(jù)輸入端，可以輕易的實(shí)現(xiàn)通道功能的選擇 [21]。 模數(shù)轉(zhuǎn)換器與單片機(jī)接口電路 ADC0832 為 8 位分辨率 A/D 轉(zhuǎn)換芯片，其最高分辨可達(dá) 256 級(jí)，可以適應(yīng)一般的模擬量轉(zhuǎn)換要求。微弱信號(hào)放大后從Rd RaRc RbVCC10K10K200pF 100pF200pF 100pFV4IN+3IN2OUT6REF5RG1RG8+V7INA128VCC1KDJKHJKFDSFJK HJDSKH FJDH JKFDHSJK FDSJK JKDHFJKH JFHDSJKFHJKDS HFJKDSHF DSJKFHDSJK INA128 的第 6 腳輸出。這兩個(gè)腳分別接地和 +5V 直流電源， 31 腳 EA 為內(nèi)外存儲(chǔ)器的控制端，接 +5V允許訪問外部存儲(chǔ)器。復(fù)位電路通常采用上電自動(dòng)復(fù)位和按鍵復(fù)位兩種方式。電容取值對(duì)振蕩頻率輸出的穩(wěn)定性、大小、振蕩電路起振速度有少許影響，可在 20pF 到 100pF 之間取值。 STC89C52單片機(jī)的時(shí)鐘產(chǎn)生方法有兩種。微處理器根據(jù)鍵盤命令以及程序?qū)⒔Y(jié)果輸出到顯示器，直到顯示結(jié)果。 圖 211 液晶顯示器 LCD1602 過載報(bào)警部分的方案 智能儀器一般都具有報(bào)警和通訊功能，報(bào)警主要用于系統(tǒng)運(yùn)行出錯(cuò)、當(dāng)測(cè)量的數(shù)據(jù)超過儀表量程或者是超過用戶設(shè)置的上下限時(shí)為提醒用戶而設(shè)置。數(shù)據(jù)顯示部分可以有以下兩種方案供選擇：一是 LED 數(shù)碼管顯示，二是 LCD 液晶。 34 矩陣式鍵盤的特點(diǎn)是把檢測(cè)線分成兩組，一組為行線，一組列線，按鍵放在行線和列 線的交叉點(diǎn)上。因此，相對(duì)于單片機(jī)系統(tǒng)來說鍵盤接口信號(hào)是輸入信號(hào)。 鍵盤部分的方案 鍵盤輸入是人機(jī)交互界面中重要的組成部分，它是系統(tǒng)接受用戶指令的直接途徑。其內(nèi)部電源輸入與參考電壓的復(fù)用，使得芯片的模擬電壓輸入在0~5V 之間。 CLK 芯片時(shí)鐘輸入。 DI 數(shù)據(jù)信號(hào)輸入，選擇通道控制。 CH1 模擬輸入通道 1，或作為 IN+/使用。 CS_ 片選 使能，低電平芯片使能。C to +70176。 工作頻率為 250KHZ，轉(zhuǎn)換時(shí)間為 32μS； ADC0832 特點(diǎn) ： 8 位分辨率 ； 這就需要在單片機(jī)前段加上模數(shù)轉(zhuǎn)換器，模數(shù)轉(zhuǎn)換器就是將輸入的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換 成數(shù)字信號(hào) [9]。A 8 引腳塑料 DIP 和 SO8 封裝 放大器增益 G=1+50k/Rg，通過改變 Rg 的大小來改變放大器的增益。C 低輸入偏置電流 最大 5nA 高共模抵制 CMR 最小 120dB 輸入保護(hù)至 177。 方案二：采用專用儀表放大器 [12]，如： INA128， INA129 等。 DJKHJKFDSFJK HJDSKH FJDH JKFDHSJK FDSJK JKDHFJKH JFHDSJKFHJKDS HFJKDSHF DSJKFHDSJK 優(yōu)點(diǎn)：輸入級(jí)加入射隨放大器，增大了輸入阻抗，中間級(jí)為差動(dòng)放大電路，滑動(dòng)變阻器 R6 可以調(diào)節(jié)輸出零點(diǎn)，最后一級(jí)可以用于微調(diào)放大倍數(shù)，使輸出滿足滿量程要求。根據(jù)本設(shè)計(jì)的實(shí)際情況增列出了兩種方案。為此，測(cè)量電路中需要模擬放大環(huán)節(jié)。 mV/V 輸入阻抗 1115177。由于內(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 ： DJKHJKFDSFJK HJDSKH FJDH JKFDHSJK FDSJK JKDHFJKH JFHDSJKFHJKDS HFJKDSHF DSJKFHDSJK 2 4 R 1 R 2 R 3 R 4E E in( 2 4 ) R 1 R 2 R 3 R 4RRout ? ? ? ? ???? ? ? ? ? ???? ?? （ 22） 本文的目的是設(shè)計(jì)一簡(jiǎn)易電子秤，最大稱重約為 千克，重量誤差不大于 177。 為供橋電源電壓，當(dāng)初始有 錯(cuò)誤 !未找到引用源。電阻應(yīng)變片把機(jī)械應(yīng)變信號(hào)轉(zhuǎn)換為 △R/R 后，由于應(yīng)變量及相應(yīng)電阻變化一般都很微小，難以直接精確測(cè)量，且不便處理。 ④ 可編程輸入 /輸出引腳（ 32 根） STC89C52 單片機(jī)有 4 組 8 位的可編程 I/O 口，分別位 P0、 P P P3 口，每個(gè)口有 8 位（ 8 根引腳），共 32 根。 STC89C52 參數(shù)： 1. 增強(qiáng)型 8051 單片機(jī)， 6 時(shí)鐘 /機(jī)器周期和 12 時(shí)鐘 /機(jī)器周期可以任意選擇，指令代碼完全兼容傳統(tǒng) 8051. 2. 工作電壓： ～ （ 5V 單片機(jī)）/～ （ 3V 單片機(jī)） 3. 工作頻率范圍： 0～ 40MHz，相當(dāng)于普通 8051 的 0～ 80MHz，實(shí)際工作 頻率可達(dá)48MHz 4. 用戶 應(yīng)用程序 空間為 8K 字節(jié) 5. 片上集成 512 字節(jié) RAM 圖 23 STC89C52實(shí)物圖 6. 通用 I/O 口（ 32 個(gè)），復(fù)位后為： P0/P1/P2/P3 是準(zhǔn)雙向口 /弱上拉， P0 口是漏極開路輸出，作為總線擴(kuò)展用時(shí)，不用加上拉電阻，作為 I/O 口用時(shí)，需加上拉電阻。另外 STC89X52 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。STC89C52[1]是 STC 公司生產(chǎn)的一種低功耗、高性能CMOS8 位微控制器，具有 8K 在系統(tǒng)可編程 Flash 存儲(chǔ)器。 該電子秤具體實(shí)現(xiàn) 的功能是能夠測(cè)量一定質(zhì)量?jī)?nèi)物體的質(zhì)量，能夠利用鍵盤輸入價(jià)格，具有清零，可以計(jì)算總價(jià)，并能通過 LCD 直接顯示出來，超過所測(cè)重量時(shí)能夠報(bào)警。目前的電子秤有附加多種計(jì)算和數(shù)據(jù)處理功能 ,可以滿足多種使用的要求。目前電子秤的附加功能主要有以下幾種 : ,可以進(jìn)行自診斷、自校正和多種補(bǔ)償計(jì)算和處理。電子秤在結(jié)構(gòu)及原理上取代了以杠桿平衡為原理的傳統(tǒng)機(jī)械式稱量工具。本課題為基于單片機(jī)的電 子秤設(shè)計(jì)， 硬件上采用 STC89C52 單片機(jī)作為主控制芯片，使用應(yīng)變式壓力傳感器進(jìn)行信號(hào)采集，然后以 INA128 專用放大器進(jìn)行信號(hào)放大，然后進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，并經(jīng)由單片機(jī)結(jié)合鍵盤輸入電路，最終將運(yùn)算結(jié)果顯示在 LCD1602 液晶屏上。選用顯示方案，設(shè)計(jì)顯示系統(tǒng)及鍵盤電路，完成人機(jī)交互界面；選用合適的傳感器，設(shè)計(jì)采樣網(wǎng)絡(luò)；設(shè)計(jì)合適的 算法，對(duì)采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行噪聲過濾，加入調(diào)零功能，校準(zhǔn)電子稱。本課題要求采用 STC89C52 單片機(jī)，設(shè)計(jì)制作一款電子秤。