【正文】 6 方案三：采用專用儀表放大器，如 INA126， INA121等 承諾人（鋼筆填寫）： 胡振江 2021 年 9 月 15 日 目 錄 摘 要 1 1 2 第 2章 系統(tǒng)的主要功能與分析 4 方案選擇與方案論證 7 A/D轉(zhuǎn)換及其接口電路 12 62256簡介 13 ZLG7289鍵盤控制芯片簡介 14 ZLG7289鍵盤控制電路 15 MGLS－ 12864 LCD顯示電路 15 MGLS－ 12864簡介 18 主程序流程圖 20 結(jié) 束 語 21 致 謝 22 參考文獻(xiàn) 23 附 錄 25 電子秤的信號采集、處理、顯示的程序 . 軟件部分應(yīng)用單片機(jī) C 語言實現(xiàn)了本設(shè)計的全部控制功能，包括基本的稱重功能，去皮和發(fā)揮部分的顯示購物清單的功能，可以設(shè)置日期和重新設(shè)定 10 種商品的單價，同時具有超重報警功能，由于系統(tǒng)資源豐富，還可以方便的擴(kuò)展其應(yīng)用 . 電子秤的發(fā)展與現(xiàn)狀 電 子衡器一般是指裝有電子裝置的衡器。 國際稱重技術(shù)的發(fā)展動向 國際稱重傳感器技術(shù)的發(fā)展動向是，把稱重傳感器的準(zhǔn)確度、穩(wěn)定性和可靠性作為極其重要的質(zhì)量指標(biāo)，把制造技術(shù)和制造工藝作為核心競爭力，緊緊抓住稱重傳感器的特性問題、生產(chǎn)問題和應(yīng)用問題進(jìn)行基礎(chǔ)研究、工藝研究和應(yīng)用研究，其研究方向和特點是： （ 1）在產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計與制造工藝中，吸取了工程化產(chǎn)品設(shè)計中的計算 機(jī)擬實技術(shù)和虛擬技術(shù)，加快開發(fā)速度，減少開發(fā)風(fēng)險。 （ 1）設(shè)計技術(shù)虛擬化：包括彈性體結(jié)構(gòu)設(shè)計的擬實技術(shù)和工藝設(shè)計的虛擬技術(shù)。 （ 4）企業(yè)管理信息化：是指按計算機(jī)處理的要求，依據(jù)結(jié)構(gòu)化系統(tǒng)分析和設(shè)計方法，建立企業(yè)信息系統(tǒng)，實現(xiàn)企業(yè)管理全面現(xiàn)代化。 分 析近年來電子衡器對稱重傳感器的新要求，不難得出小型化，集成化，多功能化和智能化將是稱重傳感器的重要特點和發(fā)展趨勢。 （ 4）智能化：是由于模擬式稱重傳感器輸出信號小，抗干擾能力差，傳輸距離短，稱重顯 示控制儀復(fù)雜，組秤調(diào)試周期長，根本不適應(yīng)數(shù)字式智能電子衡器的發(fā)展。 （ d）各數(shù)字式智能稱重傳感器的地址可調(diào)，便于應(yīng)用與互換。 （ d）可設(shè)置物品單價，直接計算出總價，并打印顯示結(jié)果，運行中通過鍵盤進(jìn)行設(shè)定和修改、查看等操作。結(jié)果也可以轉(zhuǎn) 為 4~20mA 的 DC標(biāo)準(zhǔn)電流和 0~5VDC 標(biāo)準(zhǔn)電壓信號輸出。因此我們選擇了 LPSIII 型稱重傳感器。 ATMEL 公司通過技術(shù)交換取得了 8031 內(nèi)核的使用權(quán)生產(chǎn)出 AT89C 系列單片機(jī)。 總體結(jié)構(gòu) 框圖 要實現(xiàn)系統(tǒng)的功能，系統(tǒng)電路部分主要包括稱重傳感器及前端信號放大電路、 A/D 轉(zhuǎn)換采樣電路、 LCD 顯示及峰鳴器報警電路、外部存儲器擴(kuò)展電路、鍵盤電路、打印機(jī)接口電路。 本系統(tǒng)所用傳感器應(yīng)用的是惠更斯電橋， LPSIII 其原理如下： 壓力傳感 器 前端信號處理 A/D 轉(zhuǎn)換器 總體方案的設(shè)計 MCU AT 89S52 鍵盤控制 LCD 顯示 打印機(jī) 西南交通大學(xué) 網(wǎng)絡(luò)教育 畢業(yè)設(shè)計 （ 論文 ） 6 圖 41 LPSIII 傳感器原理 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)彈性體受載荷產(chǎn)生變形時，輸出信號電壓可由下式給出： E i nRRRRRRRRRR RRE out ???????????? )4 43 32 21 1(42 42 （ 41） LPSIII 其參數(shù)如下： 綜合誤差 %FS 蠕變 %FS/30min 177。 方案一：利用普通低溫漂運算放大器構(gòu)成多級放大器 普通低溫漂運算放大器構(gòu)成多級放大器會引入大量噪聲。實際測量，每一級運放都會引入較大噪聲，對精度影響較大。傳感器的輸出電壓信號在 0～ 20mv 左右，因此放大器的放大倍數(shù)在 200~300 左右。對 P0 端口寫 “1”時，引腳用作高阻抗輸入。此外， 和 分別作定時器 /計數(shù)器 2的外部計數(shù)輸入（ ）和時器 /計數(shù)器 2的觸發(fā)輸入（ ），具體如下表所示。在 flash 編程和校驗時，P2 口也接收高 8 位地址字節(jié)和一些控制信號?？撮T狗計時 完成后， RST 腳輸出 96 個晶振周期的高電平。這一位置 “1” ， ALE 僅在執(zhí)行 MOVX 或 MOVC指令時有效。在 flash 編程期間， EA 也接受 12 伏 VPP 電壓。 OE：讀允許信號線，可與單片機(jī)的讀命令信號 RD 連接，當(dāng) OE 為低電平時，單片機(jī)可以從 62256 讀出數(shù)據(jù)。 ZLG7289 可廣泛地應(yīng)用于儀器儀表，工業(yè)控制器，條形顯示器， 控制面板等領(lǐng)域。 （ 7） CLK SPI：總線時鐘輸入信號，上升沿有效。 （ 15） SB/KR5：數(shù)碼管 b 段／鍵盤行信號 5。 （ 23） DIG5/KC5：數(shù)碼管字選信號 5／鍵盤列信號 5。其主要技術(shù)參數(shù)和性能如下： （ a） 電源 VDD +5V 模塊內(nèi)自帶 － 10V 負(fù)壓 用于 LCD的驅(qū)動電壓 （ b） 顯示內(nèi)容 128（ 列 ） 64（ 行 ） 點 （ c） 全屏幕點陣 （ d） 七種指令 （ e） 與 CPU 接口采用 8位數(shù)據(jù)總線并行輸入輸出和 8 條控制線 （ f） 占空比 1/64 （ g） 工作溫度 － 10 +55 存儲溫度 － 20 +60 西南交通大學(xué) 網(wǎng)絡(luò)教育 畢業(yè)設(shè)計 （ 論文 ） 16 MGLS－ 12864 引腳及簡介 圖 412 MGLS12864 引腳圖 （ 1） VDD：電源正極，通常接＋ 5V電源。 （ 8） RST：復(fù)位信號，低電平有效，當(dāng)其有效時，關(guān)閉液晶顯示，使顯示起始為 0， RST可與 MCU 相連，由 MCU 控制，也可直接接 VDD，使之 不起作用。系統(tǒng)以 AT89S52 單片機(jī)為核心 ， 通過串口經(jīng) MAX232 轉(zhuǎn)換成 RS232電平向微型打印機(jī)傳送。 當(dāng)滿足 RI = 0 且 SM2 = 0 或接收到的 9位數(shù)據(jù)為 1 時 ， 前 8 位數(shù)據(jù)送入 SUBF， 第 9 位數(shù)據(jù)送入 SCON 中的 RB8， 置 RI 為 1； 否則 ， 此次接收無效 ， 不置位 RI。 （ e） 購物清單鍵：當(dāng)需要顯示當(dāng)前顧客的總的購物清單時，可以連續(xù)按下購物清單鍵，分頁顯示所 購買的商品信息，并且若以達(dá)到最后一頁，則顯示總計金額。本設(shè)計在 C程序中對數(shù)據(jù)進(jìn)行線性化 。因此，只有充分了解有關(guān)智能儀器、單片機(jī)、傳感器以及各部分之間的關(guān)系才能達(dá)到要求。 最后是結(jié)果的顯示。本著鍛煉我們，培養(yǎng)我們和更好的達(dá)到畢業(yè)設(shè)計目的，徐 老師給了我們很大的自由空間，要求我們最大限度的去獨立完成。課設(shè)時由于傳感器發(fā)出的信號不是很穩(wěn)定，所以稱重時誤差很大。 7289 鍵盤控制采用中斷方式，加快了程序的 執(zhí)行效率。另外，已存入的 10 種商品的單價均可重新設(shè)置，直接輸入其單價即可，方便實用。信號從放大器出來后輸出含有各種干擾信號，傳感器在把重量轉(zhuǎn)化為電信號時輸出與 被測量也是非線性的，這些都給單片機(jī)處理帶來不便，因此首先要進(jìn)行數(shù)字濾波以及線性化處理，本裝置都使用軟件處理以上問題。AT89S52 串行口工作方式 ， AT89S52 串行口 有多種工作方式 ， 有 8 位幀格式、 10位幀格式和 11位幀格式。 MGLS－ 12864 與 AT89S52 的連接 413 MGLS12864 與 AT89S52 的連接 D 0D 1D 2D 3D 4D 5D 6D 7D / IR / WCS 1CS 2VDDV 0V ssER STMGLS12864西南交通大學(xué) 網(wǎng)絡(luò)教育 畢業(yè)設(shè)計 （ 論文 ） 17 打印機(jī)接口電路 打印機(jī)相關(guān)芯片簡介 AT89S52 單片機(jī)是 Atmel 公司的一種低功耗、高性能、片內(nèi)含有 8 kb 閃存的 8 位 CMOS單片機(jī) ， 工作電壓范圍為 2. 7～ 6. 0 V ， 8 位數(shù)據(jù)總線。 （ 3） Vo：電源控制端，用來調(diào)節(jié)顯示灰度，通常該端的電壓可改變顯示屏 字符，圖形的顏色深淺。 （ 25） DIG7/KC7：數(shù)碼管字選信 號 7。 （ 17） DP/KR7：數(shù)碼管 dp 段／鍵盤行信號 7。 （ 9） INT：鍵盤中斷請求信號，低電平（下降沿）有效。 CS WE OE 方式 功能 0 0 0 禁止 不允許 WE 和 OE 同時為低 0 1 0 讀出 從 62256 讀 出 數(shù) 據(jù) 到D11~D0 0 0 1 寫入 把 D11~D0 的數(shù)據(jù)寫入62256 0 1 1 選通 62256 選通，但輸出高阻 1 沒選通 D11~D0 輸出高阻 西南交通大學(xué) 網(wǎng)絡(luò)教育 畢業(yè)設(shè)計 （ 論文 ） 14 ZLG7289 引腳及簡介 R T C CV C CN CG N DN CC SC L KI N TS G / K R 0S F / K R 1S E / K R 2S D / K R 3S C / K R 4D I OK R 5 / S BK R 6 / S AK R 7 / D PK C 0 / D I G 0K C 1 / D I G 1K C 2 / D I G 2K C 3 / D I G 3K C 4 / D I G 4K C 5 / D I G 5K C 6 / D I G 6K C 7 / D I G 7O S C 2O S C 1R S TZLG7289 圖 410 ZLG7289 引腳圖 引腳功能如下： （ 1） RTCC：接電源。 GND：電源地線。 （ j） XTAL2:振蕩器反相放大器的輸出端 。這個 ALE 使能標(biāo)志位（地址為 8EH的 SFR 的第 0位）的設(shè)置對微控制器處于外部執(zhí)行模式下無效。 DISRTO 默認(rèn)狀態(tài)下，復(fù)位高電平有效。對 P3 端口寫 “1” 時，內(nèi)部上拉電阻把端口拉高，此時可以作為輸入口 使用。 表 42 AT89S52 P1口功能 引腳號 第二功能 T2（定時器 /計數(shù)器 T2 外部計數(shù)輸入，時鐘輸出） T2EX（ 定時器 /計數(shù)器 T2的捕捉 \重載觸出信號和方向控制 MOSI（在系統(tǒng)編程用） MISO（在系統(tǒng)編程用） 西南交通大學(xué) 網(wǎng)絡(luò)教育 畢業(yè)設(shè)計 （ 論文 ） 11 SCK（在系統(tǒng)編程用） （ c） P2 口： P2 口是一個具有內(nèi)部上拉電阻 8位雙向 I/O 口， P2輸出緩沖器能驅(qū)動 4 個TTL 邏輯電平。在這種模式下， P0 具有內(nèi)部上拉電阻。 A/D 轉(zhuǎn)換及其接口電路 AD574 圖 45 AD574 的引腳圖 AD574 引腳簡介： 表 41 AD574 控制引腳與功能 CE CS R/C 12/8 A0 操作 0 禁止