【正文】 發(fā)作為應(yīng)用背景，對(duì)傳感器、模數(shù)轉(zhuǎn)換、單片機(jī)及其接口 等技術(shù)進(jìn)行了分析。由于目前在設(shè)計(jì)電子秤系統(tǒng)時(shí)大量地采用集成芯片，因此電子秤系統(tǒng)已經(jīng)擺脫了以往的電子模式，正趨向智能化多元化 方向 發(fā)展。目前的電子秤有附加多種計(jì)算和數(shù)據(jù)處理功能 , 以滿足多種使用的要求。 面對(duì)目前市場上電子秤產(chǎn)品的總體質(zhì)量不高的局面，除了加強(qiáng)對(duì)電子秤產(chǎn)品的日常監(jiān)督管理之外，還要從根本上推動(dòng)技術(shù)的發(fā)展，促進(jìn)電子秤產(chǎn)品質(zhì)量的提高，更好地保護(hù)消費(fèi)者的合法權(quán)益。 產(chǎn)品質(zhì)量 目前市場上主流的電子秤根據(jù)使用功能的不同包括以下幾個(gè)類型：電子天平、電子計(jì)數(shù)秤、電子計(jì)價(jià)秤、電子臺(tái)秤、電子吊鉤秤、定量包裝秤以及條形碼電子秤等。影響其精度的因素主要有 : 機(jī)械結(jié)構(gòu)、傳感器和數(shù)顯儀表。 目前市場上使用的稱量工具，或者是結(jié)構(gòu)復(fù)雜，或者運(yùn)行不可靠，且成本高，精度穩(wěn)定性不好，調(diào)正時(shí)間長，易損件多，維修困難，裝機(jī)容量大，能源消耗大，生產(chǎn)成本高。相比傳統(tǒng)的機(jī)械式稱量工具，電子秤具有稱量精度高、裝機(jī)體積小、應(yīng)用范圍廣、易于操作使用等優(yōu)點(diǎn)，在外形布局、工作原理、結(jié)構(gòu)和材料 上 都是全新的計(jì)量衡器。 在超市里的一臺(tái)電子秤，它能很精確的稱出商品的重量，還能去除皮重，更主要的是，它其中預(yù)存了超市里商品的單價(jià)，當(dāng)稱出商品的重量后，電子秤馬上就能算出價(jià)格，不管幾種商品都能 一一累加，最后列出清單，可以說非常的智能化，而且非常的精確。秤是最普遍、最普及的計(jì)量設(shè)備，電子秤取代機(jī)械秤是科 學(xué)技術(shù)發(fā)展的必然規(guī)律。 關(guān)鍵詞： 單片機(jī)； 采樣電路 ； A/D 轉(zhuǎn)換器 ； 液晶顯示 第一章 緒 論 ： 質(zhì)量是測量領(lǐng)域中的一個(gè)重要參數(shù)，稱重技術(shù)自古以來就被人們所重視。軟件部分應(yīng)用單片機(jī) C 語言進(jìn)行編程，實(shí)現(xiàn)了該設(shè)計(jì)的全部控制功能。 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 目 錄 摘 要 ............................................................ 1 第一章 緒 論 ...................................................... 1 引言： ....................................................... 1 選題背景與意義 .............................................. 1 研究現(xiàn)狀 .................................................... 2 影響因素 ............................................... 2 產(chǎn)品質(zhì)量 ............................................... 2 發(fā)展方向 ............................................. 3 電子秤的智能化 ......................................... 3 本文的結(jié)構(gòu) .................................................. 3 第二章 系統(tǒng)方案的設(shè)計(jì) ............................................... 4 電子秤的設(shè)計(jì)要求 ........................................... 4 基本要求 .............................................. 4 特色與創(chuàng)新 ............................................ 4 設(shè)計(jì)原理及設(shè)計(jì)基本思路： .................................... 4 系統(tǒng)的原理： ........................................... 4 系統(tǒng)的基本設(shè)計(jì)思路： ................................... 4 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案比較與論證 ................................. 5 單片機(jī)的選型： ............................................... 7 輸入輸出設(shè)備指派 :............................................ 8 鍵盤輸入 ............................................... 8 輸出顯示 ............................................... 8 系統(tǒng)電源 ..................................................... 9 第三章 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) ................................................ 12 基于 AT89S52 的主控電路 ..................................... 13 芯 片介紹 .............................................. 13 主控電路 .............................................. 17 基于 ICL7135 的前端信號(hào)處理電路 ............................. 17 芯片介紹 .............................................. 17 信號(hào)處理電路 .......................................... 22 人機(jī)交互界面 ............................................... 24 鍵盤控制電路 .......................................... 24 液晶顯示電路 ......................................... 26 系統(tǒng)電源 .................................................. 29 芯片介紹 ............................................. 29 電源電路 ............................................. 30 報(bào)警電路 ................................................... 31 第四章 軟件流程 ................................................... 32 主程序流程圖 .............................................. 32 主要中斷程序流程圖 ........................................ 33 參 考 文 獻(xiàn) ........................................................ 35 附錄 1：原理圖 ..................................................... 35 附錄 2： Pcb板圖 .................................................... 36 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 1 摘 要 該設(shè)計(jì)以 51系列單片機(jī) AT89S52 為控制核心，實(shí)現(xiàn)電子秤的基本控制功能。系統(tǒng)電源 以 LM317 和 LM337 為核心設(shè)計(jì)電路以提供系統(tǒng)正常工作電源。整個(gè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，使用方便，功能齊全，精度高，具有一定的開發(fā)價(jià)值。據(jù)考證，世界上最古老的計(jì)量器具出土于中東和埃及，最古老的衡器和砝碼出自于埃及。大大小小的市場電子秤能夠完成許多工作，為人們節(jié)省了時(shí)間，提高了工作效率。電 子秤在結(jié)構(gòu)和原理上取代了以杠桿平衡為原理的傳統(tǒng)機(jī)械式稱量工畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 2 具。放大后的模擬電壓信號(hào)經(jīng) A/D 轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換成數(shù)字量 被送入到主控電路的單片機(jī)中， 再經(jīng)過 單片機(jī)控制 譯碼顯示器 ，從而 顯示出被測物體的重量 。 研究現(xiàn)狀 影響因素 隨著科技的進(jìn)步 , 對(duì)電子秤的要求也越來越高。此外 ， 為了保證準(zhǔn)確、穩(wěn)定地顯示 , 儀器內(nèi)部分辨率 (主要是 ADC 的分辨率 ) 一般要比外 部顯示分辨率高 4 倍以上 , 這就要求所采用的 ADC 具有足夠的轉(zhuǎn)換位數(shù) ， 而采用高精度的 ADC， 自然增加了系統(tǒng)的成本。 造成產(chǎn) 品不合格的原因主要有以下幾個(gè)方面： 稱重傳感器的質(zhì)量不達(dá)標(biāo)，制約了電子秤產(chǎn)品整體質(zhì)量的提高 ； 關(guān)鍵元器件未進(jìn)行篩選和通電老化，造成電子計(jì)價(jià)秤質(zhì)量失控 ； 部分產(chǎn)品設(shè)計(jì)上抗干擾能力不強(qiáng) ； 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 3 產(chǎn)品檢驗(yàn)把關(guān)不嚴(yán)。電子秤有些已具備了動(dòng) 態(tài) 稱量模式 , 即通過進(jìn)行算術(shù)平均、積分處理和自動(dòng)調(diào)零等方法 , 消除上述的誤差 ； 附加特殊的數(shù)據(jù)處理功能。 電子秤 的智能化 電子秤的稱重功能是基于微電腦控制芯片處理器這一核心技術(shù)來實(shí)現(xiàn)的。在具體開發(fā)電子秤的系統(tǒng)時(shí)應(yīng)該根據(jù)用戶的客觀需要，再結(jié)合系統(tǒng)硬件和 軟件，從而可以開發(fā)出一套實(shí)際使用價(jià)值極大的電子秤系統(tǒng)。硬件指單片機(jī)、擴(kuò)展的存儲(chǔ)器、擴(kuò)展的輸入輸出設(shè)備等部分；軟件是各種工作程序的總稱。 特色與創(chuàng)新 使用單片機(jī)為控制核心，大大簡化了系統(tǒng)的組成構(gòu)造，且單片機(jī)可拓展性強(qiáng)，可以很方便的對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行拓展和應(yīng)用。 當(dāng)物品重量超過電子秤量程，即過載情況或者是物品重量小于 A/D 轉(zhuǎn)換器所能轉(zhuǎn)換的最小精度，即欠量程的時(shí)候， 具有超重報(bào)警功能。放大后的模擬電壓信號(hào)經(jīng) A/D 轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換成數(shù)字量 被 送 入到 主控電路的 單片機(jī)中， 再經(jīng)過 單片機(jī)控制 譯碼顯示器 ，從而 顯示出被測物體的重量。 轉(zhuǎn)換后的 數(shù)字信號(hào)送給控制器處理，由控制器完成 對(duì) 該數(shù)字量的處畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 5 理 ， 驅(qū)動(dòng)顯示 模塊 完成人機(jī)間的信息交換 。 由此 設(shè)計(jì)出的電子秤系統(tǒng)，硬件部分簡單，接口電路易于實(shí)現(xiàn)，并且在編程時(shí)大大減少程序量，在電路結(jié)構(gòu)上只有簡單的輸出輸入關(guān)系。 方案二 在前一種方案的基礎(chǔ)上進(jìn)行擴(kuò)展，增加一鍵盤輸入裝置，增加外界對(duì)單片機(jī)內(nèi)部的數(shù)據(jù)設(shè)定，使電子秤實(shí)現(xiàn)稱重計(jì)價(jià)的功能。 方案三 前端信號(hào)處理時(shí)，選用放大、 A/D 轉(zhuǎn)換等措施，尤其在顯示方面采用具有字符圖文顯示功能的 LCD 顯示器。 單片機(jī)控制適合于功能比較簡單的控制系統(tǒng) ,而且其具有成本低 ,功耗低 ,體積小算術(shù)運(yùn)算功能強(qiáng) ,技術(shù)成熟等優(yōu)點(diǎn) 。系統(tǒng)集成于一片 Xilinx 公司的 SpartanⅡ 系列 XC2S100E 芯片上，體積大大減小、邏輯單元靈活、集成度高以及適用范圍廣等特點(diǎn)，可實(shí)現(xiàn)大規(guī)模和超大規(guī)模的集成電路。 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 7 圖 電子 秤 系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)圖 FPGA 的邏輯容量密度大，集成度高，可大大減少印刷電路板的空間，減低系統(tǒng)功耗，同時(shí)還可以提高設(shè)計(jì)的工藝性和產(chǎn)品的可靠性。 ： 選擇單片機(jī)型號(hào)的出發(fā)點(diǎn)有以下幾個(gè)方面： 市場貨源 系統(tǒng)設(shè)計(jì)者只能在市場上能夠提供的單片機(jī)中選擇，特別是作為產(chǎn)品大批量 生產(chǎn)的應(yīng)用系統(tǒng)， 所選的單片機(jī)型號(hào)必須有 穩(wěn)定、充足的貨源。 研制周期 在研制任務(wù)重、時(shí)間緊的情況下，還要考慮所選的單片機(jī)型號(hào)是否熟悉，是否能馬上著手進(jìn)行系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。 AT89S52 單片機(jī)是 AT89S 系列中的增強(qiáng)型高檔機(jī)產(chǎn)品，它片內(nèi)存儲(chǔ)器容量是 AT89S51 的一倍，即片內(nèi) 8KB 的 Flash 程序存儲(chǔ)器和 256B 的 RAM。 由此， 通過對(duì)目前主流型號(hào)的比較，我們最終選擇了 AT89S52 通用的普通單片機(jī)來實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)。 鍵盤是由若干個(gè)按鍵開關(guān)組成，鍵的多少根據(jù)單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的用途而定。 方案一 Intel8279 是一種 為 8 位微處理器設(shè)計(jì)的 比較成熟的 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。 因此，我們選擇功能更好的 專用鍵盤顯示芯片 ZLG7289 作為鍵盤掃描顯示芯片。 方案二 采用 可以設(shè)置顯示單 價(jià) ，金額，中文，購物日期等 的 LCD，它 具有低功耗、可視面大、畫面友好 及 抗干擾能力強(qiáng)等功能， 其 顯示技術(shù)已得到廣泛應(yīng)用。 雖然 ZLG7289 具有控制數(shù)碼管顯示的功能，但考慮到本題目要求中文顯示，數(shù)碼管無法滿足，只能考慮用帶有中文字庫的液晶顯示器。 穩(wěn)壓電源的技術(shù)指標(biāo)分為兩種：一種是特性指標(biāo)，包括允許的輸入電壓、輸出電壓、輸出 電流及輸出電壓調(diào)節(jié)范圍等；另一種是質(zhì)量指標(biāo)，用來衡量輸出直流電壓的穩(wěn)定程度，包括穩(wěn)壓系數(shù)、輸出電阻、溫度系數(shù)及紋波電壓等。 78 系列是輸出電壓固定的三端集成穩(wěn)壓器，輸出為正電壓，輸出電流可達(dá) 1A。它的內(nèi)部電路有