【正文】 //設(shè)置定時(shí)器工作模式 TH1=0xfd。 //轉(zhuǎn)換為實(shí)際的重量值 Count=Correct_wCount。i++) //依次讀 24 位轉(zhuǎn)換好的值 { 鄭州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院 2020 屆自考本科生畢 業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 31 ADSK=1。 } } } 文件： include //HX711 AD 轉(zhuǎn)換器芯片的頭文件 unsigned long Correct_w=4434。 //顯示身高值 write_(0x98)。c39。 //顯示體重值 height = sonic()。k39。039。 //發(fā)送顯示坐標(biāo)的命令 hzkdis( 【保持】 )。 TI=0。i++) //發(fā)送“ ” { SBUF=39。 TI=0。i++) //發(fā)送編號(hào)值各位發(fā)送到上位機(jī) { SBUF=Number_data[i]。 //編號(hào)加 1 Number_data[0]=Number/100+39。 //第二行顯示漢字 write_(0x88)。 //清屏 鄭州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院 2020 屆自考本科生畢 業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 28 write_(0x91)。 //顯示開(kāi)機(jī)圖畫(huà) system_init()。 //存放編號(hào)值的字符串 用于顯示 void main(void) //主函數(shù) { PSB=0。 //存放高度值的字符串用于在液晶上顯示 unsigned char weight_data[8]。而在這過(guò)程中，離不開(kāi)學(xué)校，老師和同學(xué)的幫助與支持。超聲波測(cè)距利用的是超聲波在空氣中傳播速度固定的原理，但當(dāng)系統(tǒng)工作在不同溫度、濕度、以及風(fēng)速的 環(huán)境下超聲波的傳播速度是會(huì)在一定范圍內(nèi)變化的。 本報(bào)告詳細(xì)介紹了該系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案及設(shè)計(jì)思想，涉及硬件電路的設(shè)計(jì)與制作，軟件的設(shè)計(jì)與調(diào)試等方面。 圖 542 STCISP 界面 鄭州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院 2020 屆自考本科生畢 業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 22 上位機(jī)軟件 由于本設(shè)計(jì)需要向上位機(jī)發(fā)送測(cè)量數(shù)據(jù)且在軟件調(diào)試時(shí)使用上位機(jī)軟件能 實(shí)時(shí)監(jiān)控一些想要知道的數(shù)據(jù)，上位機(jī)的使用為軟件的調(diào)試提供了很大的方便，為程序的調(diào)試節(jié)省了大量的時(shí)間。各個(gè)模塊調(diào)試成功后將各模塊的功能函數(shù)封裝到不同的 .c 文件中再將其中需要主程序調(diào)用的函數(shù)、變量、頭文件等在對(duì)應(yīng)的 .h 文件中聲明。 本次設(shè)計(jì)在原理圖和 PCB 的設(shè)計(jì)上主要使用了 Altium Designer 軟件。為確保設(shè)計(jì)電路的正確性，首先在萬(wàn)用板上焊接好各模塊電路，上電對(duì)各模塊進(jìn)行分析驗(yàn)證，各模塊電路測(cè)試無(wú)誤后用 Altium Designer 軟件將測(cè)試好的電路原理圖畫(huà)好，利用網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號(hào)將各模塊電路連接起來(lái)，然后對(duì)原理圖進(jìn)行檢查。 //RS 為指令 /數(shù)據(jù)選擇信號(hào) 寫(xiě)命令 RS=0 RW=1。 //檢查是否可以接收指令 RS=1。 //檢查是否可以接收指令 RS=0。 //減去承重板到地面距離 } return n。 //延時(shí) while( RX ==1 amp。 //將 RX(接收引腳 )置為高電平 TR0=0。 //若第一個(gè)按鍵沒(méi)有按下 返回 0 } break。 在理想情況下若單片機(jī)的 IO 口出現(xiàn)低電平即可認(rèn)為是對(duì)應(yīng)的按鍵按下，但在實(shí)際情況下由于按鍵在閉合和斷開(kāi)的瞬間觸點(diǎn)會(huì)存在抖動(dòng)現(xiàn)象，所以按鍵所連接的 IO 口上就會(huì)出現(xiàn)一些雜波信號(hào)造成單片機(jī)的檢測(cè)錯(cuò)誤，如圖 44 所示。 //最低位置一 } } ADSK=1。 //先將 時(shí)鐘線拉低 Count=0。當(dāng) DT 變?yōu)榈碗娖胶?，表?AD 轉(zhuǎn)換器準(zhǔn)備好輸出數(shù)據(jù)，這時(shí) SCK 應(yīng)輸入 25 到 27 個(gè)不等的時(shí)鐘脈沖。 } } } 鄭州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院 2020 屆自考本科生畢 業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 13 系統(tǒng)初始化函數(shù)的編寫(xiě) 本設(shè)計(jì)中因?yàn)槌暡K需要用定時(shí)器來(lái)測(cè)量超聲波脈沖的傳播時(shí)間，另外系統(tǒng)工作時(shí)需要向上位機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)，所以在程序開(kāi)始時(shí)需先初始化單片機(jī)定時(shí)器和串行端口相應(yīng)的寄存器 [12]。 //狀態(tài)變量變?yōu)楸３譅顟B(tài) weight = Read_Count()。 //開(kāi)蜂鳴器提示 Number++。在正常測(cè)量狀態(tài)下若沒(méi)有按鍵按下那么系統(tǒng)則一直測(cè)量并顯示當(dāng)前的重量和高度值。通過(guò)檢測(cè)單片機(jī)引腳的電平可以檢測(cè)按鍵是否按下從而實(shí)現(xiàn)發(fā)送、保持、校準(zhǔn)等功能，當(dāng)按鍵按下時(shí)由單片機(jī)控制的蜂鳴器也會(huì)發(fā)出對(duì)應(yīng)的提示音。 如圖 391 為全橋電路實(shí)物連 接圖， E+ 和 E 為差分電壓的輸入端，接在 HX711 AD轉(zhuǎn)換器模塊的電源輸出上。這些增益所對(duì)應(yīng)的滿量程差分輸入電壓分別是177。 圖 36 液晶屏模塊 電路 鄭州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院 2020 屆自考本科生畢 業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 8 蜂鳴器電路 蜂鳴器是一種電子訊響器，本設(shè)計(jì)采用蜂鳴器作為提示設(shè)備，用于在按鍵按下或進(jìn)行其他操作時(shí)發(fā)出提示音。第 5 腳 RW 為并行的讀寫(xiě)選擇端，串行模式下為數(shù)據(jù)端口。 本設(shè)計(jì)的按鍵接口如圖 35 所示，在正常情況下按鍵所接的引腳均為高電平，當(dāng)按鍵按下時(shí)單片機(jī)的引腳與電源地相連即其輸入變?yōu)榈碗娖?，單片機(jī)通過(guò)檢測(cè)引腳上的電平變化即可以檢測(cè)按鍵是否按下 [9]。8 腳（ R2in）、 9 腳（ R2out）、 10 腳（ T2in）、 7 腳（ T2out）構(gòu)成第二數(shù)據(jù)通道。 VCC 引腳為單片機(jī)的電源正極接 5V 電源電壓， GND 為單片機(jī)的電源地。本設(shè)計(jì)采用 LM2940 三端穩(wěn)壓芯片， LM2940是一款三端低壓型穩(wěn)壓器，最大輸出電流為 1A，最大輸入電壓 26V, 內(nèi)部含靜態(tài)電流降低電路、電流限制、過(guò)熱保護(hù)、電池反接和反插入保護(hù)電路 [4]，輸出電壓為 5v。 （ 5）身高的測(cè)量采用超聲波傳感器，傳感器的發(fā)射器發(fā)出的超聲波以固定速度υ在空氣中傳播，到達(dá)地面時(shí)被反射返回，由接收器接收，其往返時(shí)間為 t，可由單片機(jī)的定時(shí)器測(cè)量，由 s=vt/2 即可算出傳輸距離即身高 [3]。 。 上世紀(jì) 50 年代中期電子技術(shù)的發(fā)展推動(dòng) 身高體重測(cè)量?jī)x制造業(yè) 的飛速發(fā)展，經(jīng) 過(guò) 50余年的不斷改進(jìn)與完善，我國(guó)的身高體重測(cè)量?jī)x從最初的全機(jī)械型到機(jī)電結(jié)合型再發(fā)展到現(xiàn)在的全電子型和數(shù)字智能型，計(jì)量方法從模擬測(cè)量向數(shù)字測(cè)量發(fā)展 [1]。本設(shè)計(jì) 硬件電路包括 電源電路、單片機(jī)最小系統(tǒng)電路、 液晶屏電路 、 串口通信電路、 獨(dú)立按鍵電路、 蜂鳴器 電路 、超聲波模塊電路、 AD 轉(zhuǎn)換器電路和全橋電路。軟件部分包括主程序、系統(tǒng)初始化程序、 AD 轉(zhuǎn)換器通信程序、按鍵檢測(cè)程序、超聲波信號(hào)發(fā)射及接收程序、液晶屏驅(qū)動(dòng)程序。 未來(lái)的 身高體重測(cè)量?jī)x 將與智能化接軌，與 其他測(cè)量?jī)x器 集成 在一起 ，形成多 功能的測(cè)量?jī)x 。測(cè)量數(shù)據(jù)能夠顯示在液晶屏幕上還可以通過(guò)串口傳輸?shù)缴衔粰C(jī)通過(guò)電腦進(jìn)行顯示和數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)。 （ 6）由于設(shè)計(jì)要求將測(cè)量信息發(fā)送到上位機(jī)上顯示 和保存，且 STC89C52 單片機(jī)在燒錄程序時(shí)也使用串口，所以本設(shè)計(jì)中選用了 MAX232 芯片作為 TTL 電平與 RS232 電平轉(zhuǎn)換的器件構(gòu)成串口通信電路。由于其電路簡(jiǎn)單且在本設(shè)計(jì)中單片機(jī)以及其他器件的工作電壓均是 5V，所以本設(shè)計(jì)的電源部分采用 LM2940 芯片作為穩(wěn)壓芯片，電源電路如圖 31 所示。由上拉電阻、時(shí)鐘電路、電源電路構(gòu)成了單片機(jī)的最小系統(tǒng)。 TTL 電平數(shù)據(jù)從 T1in、 T2in 輸入經(jīng) MAX232 芯片轉(zhuǎn)換成 RS232 電平數(shù)據(jù)后從 T1out、 T2out 輸出。獨(dú)立按鍵電路如圖 35所示。第 6 腳 E 為并行的使能信號(hào)，在串行模式下做為同步時(shí)鐘。蜂鳴器由單片機(jī)的普通 IO 端口控制，驅(qū)動(dòng)電路主要是一個(gè) PNP型三極管對(duì)電流進(jìn)行放大來(lái)驅(qū)動(dòng)蜂鳴器工作 [10]。 20mV 或177。 A+ 和 A 為全橋電路差分信號(hào)輸出端，接在 HX711 AD 轉(zhuǎn)換器模塊的 A 通道的差分信號(hào)輸入端。當(dāng)“發(fā)送”按鍵按下時(shí)單片機(jī)會(huì)通過(guò) MAX232 電路將電平轉(zhuǎn)換，再將數(shù)據(jù)傳送到上位機(jī)上。主程序的流程圖如圖 41 所示。 //編號(hào)加 1 for(i=0。 //讀取體重值 hzkdis(p)。系統(tǒng)的初始化程序如下： void system_init(void) { SM0=0。第一個(gè)時(shí)鐘脈沖的上升沿后可讀取輸出 24 位數(shù)據(jù)的最高位，直至第 24 個(gè)時(shí)鐘脈 沖完成，24 位輸出數(shù)據(jù)從最高位至最低位逐位輸出完成。 //將存儲(chǔ)轉(zhuǎn)換值的中間變量清零 while(ADDO)。 //時(shí)鐘線拉高 Count=Count^0x800000。另外主程序中對(duì)按鍵的檢測(cè)是循環(huán)進(jìn)行的，若按鍵按下的時(shí)間較長(zhǎng)會(huì)造成單片機(jī)多次檢測(cè)到按鍵按下的情況從而造成程序的混亂 [13]。 default: break。 //定時(shí)器 0 關(guān)閉 TH0=TL0=0。amp。 //返回高度值 } 液晶屏驅(qū)動(dòng)函數(shù)的編寫(xiě) 單片機(jī)與液晶間的通信 主要有三種情況即寫(xiě)數(shù)據(jù)、寫(xiě)命令、讀狀態(tài)。 //RS 為指令 /數(shù)據(jù)選擇信號(hào)，寫(xiě)命令 RS=0 RW=0。 //RS 為指令 /數(shù)據(jù)選擇信號(hào) 寫(xiě)數(shù)據(jù) RS=1 RW=0。 //RW 為讀寫(xiě)選擇信號(hào) 讀狀態(tài) RW=1 E=1。檢查無(wú)誤后即可導(dǎo)入到 PCB，然后手動(dòng)布線、覆銅。它 是 Altium 公司推出的一體化的電子產(chǎn)品開(kāi)發(fā)系統(tǒng)，主要運(yùn)行在 Windows 操作系統(tǒng) 下 。完成這些工作后即可建立本設(shè)計(jì)的工程。本設(shè)計(jì)使用的上位機(jī)軟件是 Serial Hunter。本章將主要介紹本設(shè)計(jì)的一些特點(diǎn)和設(shè)計(jì)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)的一些不足之處。另外超聲波模塊的安裝必須與地面垂直，稍有誤差就會(huì)增加傳播距離 [17]，所以高度測(cè)量部分存在較大的誤差。在這里首先要特別感謝我的指導(dǎo)教師齊曉 華老師一直以來(lái)對(duì)我的悉心指導(dǎo)，老師淵博的學(xué)識(shí)、豐富的經(jīng)驗(yàn)、以及嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度和高尚的人格都深深的影響著我，并將永遠(yuǎn)激勵(lì)我在以后的學(xué)習(xí)生活中不斷奮斗。 //存放重量值的字符串用于 在液晶上顯示 extern unsigned long Correct_w。 //液晶 PSB 引腳置零 delay(300)。 //初始化串口 定時(shí)器 clrscreen()。 //發(fā)送顯示坐標(biāo)的命令 第二行 hzkdis(基于單片機(jī)的 )。 //發(fā)送顯示坐標(biāo)的命令 第三行 hzkdis(指導(dǎo)教師：孫雪 )。039。 //將編號(hào)值寫(xiě)入發(fā)送緩沖寄存器 while(!TI)。 } for(i=0。39。 } SBUF=39。 //顯示當(dāng)前處于“保持”狀態(tài) pattern=2。 weight_data[2]=weight%100/10+39。 weight_data[6]=39。 //讀身高 值到 height 變量 height_data[0]=height/100+39。 height_data[4]=39。 //發(fā)送顯示坐標(biāo)的命令 hzkdis(發(fā)送 + 保持 )。 //校準(zhǔn)調(diào)零用 unsigned long Read_Count(void) //AD 轉(zhuǎn)換器讀取函數(shù) { unsigned long Count。 //時(shí)鐘線拉高 Count=Count1。 //調(diào)零 return(Count)。 //設(shè)置波特率為 9600 TR1=1。 TMOD = 0x21。 //時(shí)鐘線拉低 Count=Count*。i24。 default: break。 //發(fā)送顯示坐標(biāo)的命令 hzkdis(p)。 height_data[3]=39。 //發(fā)送顯示坐標(biāo)的命令 hzkdis(p)。 weight_data[5]=39。