【正文】 摘 要 ........................................................................1 ABSTRACT .....................................................................2 1 緒論 .........................................................................2 2 系統(tǒng)方案論證與選型 .......................................................6 控制器部分 ..........................................................7 數(shù)據(jù)采集部分 .......................................................7 傳感器的選擇 .....................................................7 放大電路選擇 ....................................................10 鍵盤處理部分方案論證 ...........................................14 顯示電路部分的選擇 ...............................................15 超量程報(bào)警部分選擇 ...............................................15 3 硬件電路設(shè)計(jì) .............................................................16 AT89S52 的最小系統(tǒng)電路 ..........................................17 單片機(jī)芯片 AT89S52 介紹 ........................................17 ........................................... 18 AT89S52 的最小系統(tǒng)電路構(gòu)成 ....................................20 電源電路設(shè)計(jì) ......................................................20 數(shù)據(jù)采集部分電路設(shè)計(jì) ............................................21 傳感器和其外圍以及放大電路設(shè)計(jì) ...............................21 A/D 轉(zhuǎn)換芯片與 AT89S52 單片機(jī)接口電路設(shè)計(jì) ....................24 測(cè)量算法 ......................................................27 顯示電路與 AT89S52 單片機(jī)接口電路設(shè)計(jì) ........................27 鍵盤電路與 AT89S52 單片機(jī)接口電路設(shè)計(jì) ........................29 基于單片機(jī)的電子秤設(shè)計(jì) 1 報(bào)警電路的設(shè)計(jì) ....................................................31 4 系 統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) .............................................................31 主程序設(shè)計(jì) .........................................................32 子程序設(shè)計(jì) .........................................................33 A/D 轉(zhuǎn)換啟動(dòng)及數(shù)據(jù)讀取程序設(shè)計(jì) ................................33 數(shù)制轉(zhuǎn)換子程序設(shè)計(jì) .............................................33 顯示子程序設(shè)計(jì) .................................................35 鍵盤掃描子程序的設(shè)計(jì) ..........................................35 報(bào)警子程序的設(shè)計(jì) ...............................................37 設(shè)計(jì)總結(jié) ....................................................................38 致 謝 .......................................................................38 參 考文獻(xiàn) ..................................................... 錯(cuò)誤 !未定義書簽。s control system with intelligence and automation. This system is mainly controlled by microcontroller, the section of height measurement acplish by supersonic sensor, the section of weight measurement acplish by weight sensor and A/D transformer, this apparatus have many characteristic such as having more function, consume less energy, small and move easily, low price, measure precisely, the speed is quick, automatic work without people and so on. The system is mainly controlled by the microcontroller AT89S52, the periphery is consist of the circuit of clock and calendar, the circuit of measure height and weight, the circuit of display and print, all of these prise the circuit board of the intelligent apparatus of height and weight. It can achieve all function of the apparatus. KEYWORDS:SP20CG501， AT89S52， ponderation – sensor， A / D converter， LCDDisplay 第一章 緒論 稱重技術(shù)和衡器的發(fā)展 基于單片機(jī)的電子秤設(shè)計(jì) 3 稱重技術(shù)自古以來就被人們所重視，作為一種計(jì)量手段，廣泛應(yīng)用于工農(nóng)業(yè)、科研、交通、內(nèi)外貿(mào)易等各個(gè)領(lǐng)域，與人民的生活緊密相連。電子稱重技術(shù)從靜態(tài)稱重向動(dòng)態(tài)稱重發(fā)展：計(jì)量方法從模擬測(cè)量向數(shù)字測(cè)量發(fā)展；測(cè)量特點(diǎn)從單參數(shù)測(cè)量向多參數(shù)測(cè)量發(fā)展，特別是對(duì)快速稱重和動(dòng)態(tài)稱重的研究與應(yīng)用。 (3)測(cè)量顯示和數(shù)據(jù)輸出的載荷測(cè)量裝置 即處理稱重傳感器信號(hào)的電子線路（包括放大器、模數(shù)轉(zhuǎn)換、電流源或電壓源、調(diào)節(jié)器、補(bǔ)嘗元件、保護(hù)線路等）和指示部件（如顯示、打印、數(shù)據(jù)傳輸和存貯器件等）。 （ 1）量程：電子衡器的最大稱量 Max，即電子秤在正常工作情況下，所能稱量的最大值。本系統(tǒng)在設(shè)計(jì)過程中，除了能實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的基本功能外，還增加了打印 和通訊功能，可以實(shí)現(xiàn)和其他機(jī)器或設(shè)備（包括上位 PC機(jī)和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)設(shè)備）交換數(shù)據(jù) .除此之外，系統(tǒng)的微控制器部分選擇了兼容性比較好的 AT89系列單片機(jī)，在系統(tǒng)更新?lián)Q代的時(shí)候，只需要增加很少的硬件電路，甚至僅僅刪改系統(tǒng)控制程序就能夠?qū)崿F(xiàn) 。電源 （一節(jié) 5號(hào)電池供電）。這種新型的智能儀表在測(cè)量過程自動(dòng)化、測(cè)量結(jié)果的數(shù)據(jù)處理以及功能的多樣化方面，都取得了巨大的進(jìn)展。一般來說，傳感器的量程越接近分配到每個(gè)傳感器的載荷，其稱量的準(zhǔn)確度就越高。 ，又考慮到秤臺(tái)自重、振動(dòng)和沖擊分量，還要避免超重?fù)p壞傳感器，根據(jù)式 的計(jì)算結(jié)果，所以我們確定傳感器的額定載荷為 ，允許過載為 150%，精度為 %，最大量程時(shí)誤差 ? ，可以滿足本系統(tǒng)的精度要求 . 綜合考慮 ,本設(shè)計(jì)采用 SP20CG501 電阻應(yīng)變式傳感器 ,其最大量程為 傳感器由組合式 S型梁結(jié)構(gòu)及金屬箔式應(yīng)變計(jì)構(gòu)成，具有過載保護(hù)裝置。當(dāng)彈性體受力變形時(shí)，應(yīng)變片的敏感柵也隨同變形，其電阻值發(fā)生相應(yīng)變化，通過轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換為電壓或電流的變化。V），從而保證了放大環(huán)節(jié)對(duì)零點(diǎn)漂移的要求。所以，此種方案不宜采用。 為了實(shí)現(xiàn)信號(hào)的放大，設(shè)計(jì)電路如下： 基于單片機(jī)的電子秤設(shè)計(jì) 12 圖 采用 INA128設(shè)計(jì)的放大電路 1. 前級(jí)采用運(yùn)放 A1 和 A2 組成并聯(lián)型差動(dòng)放大器。 經(jīng)過實(shí)際測(cè)量，圖 ，電路的共模抑制比在120dB 以上。 缺點(diǎn)是：并行比較 式A/D轉(zhuǎn)換的抗干擾能力差，由于工藝限制，其分辨率一般不高于 8 位，因此并行比較式A/D只適合于數(shù)字示波器等轉(zhuǎn)換速度較快的儀器中，不適合本系統(tǒng)。積分 型 ADC 兩次積分的時(shí)間都是利用同一個(gè)時(shí)鐘發(fā)生器和計(jì)數(shù)器來確定，因此所得到的表達(dá)式與時(shí)鐘頻率無關(guān)，其轉(zhuǎn)換精度只取決于參考電壓 VR。 考慮到本系統(tǒng)中對(duì)物 體重量的測(cè)量和使用的場(chǎng)合，精度要求不是很苛刻，轉(zhuǎn)換速率要求也不高，而雙積分型 A/D 轉(zhuǎn)換器精度高，具有精確的差分輸入，重要的是輸入阻抗高（大于 ?M310 ） ，可自動(dòng)調(diào)零，有超 量程信號(hào)輸出，全部輸出于 TTL 電平兼容。 4 4 矩陣式鍵盤共可以安裝 16 個(gè)鍵，但只 需要 8 條測(cè)試線。 超限報(bào)警電路是由單片機(jī)的 I/O口來控制的，當(dāng)稱重物體重量超過系統(tǒng)設(shè)計(jì)所允許的重量時(shí)，通過程序使單片機(jī)的 I/O值為高電平，從而三極管導(dǎo)通，使蜂鳴器 SPEAKER發(fā)出報(bào)警聲，同時(shí)使報(bào)警燈 D1發(fā)光。由 ATMEL公司生產(chǎn)的 AT89S52是一種低功耗、高性能 CMOS8位微控制器，具有 8K 在系統(tǒng)可編程 Flash 存儲(chǔ)器。其將通用的微處理器和 Flash存儲(chǔ)器結(jié)合在一起，特別是可反復(fù)擦寫的 Flash存儲(chǔ)器可有效地降低開發(fā)成本。 P1口： P1口是一個(gè)內(nèi)部提供上拉電阻的 8位雙向 I/O口， P1口緩沖器能接收輸出 4TTL門電流。 P2口在 FLASH編程和校驗(yàn)時(shí)接收高八位地址信號(hào)和控制信號(hào)。在 FLASH編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。 /PSEN：外部程序存儲(chǔ)器的選通信號(hào)。 AT89S52 的最小系統(tǒng)電路構(gòu)成 AT89S52 單片機(jī)的最小系統(tǒng)由時(shí)鐘電路、復(fù)位電路、電源電路及單片機(jī)構(gòu)成。上電復(fù)位要求接通電源后，自動(dòng)實(shí)現(xiàn)復(fù)位操作。 數(shù)據(jù)采集部分電路設(shè)計(jì) 數(shù)據(jù)采集部分電路包括傳感器輸出信號(hào)放大電路、 A/D 轉(zhuǎn)換器與單片機(jī)接口電路。電阻應(yīng)變片實(shí)心軸沿軸向線應(yīng)變?yōu)椋? lll ??? （ 31） 實(shí)心軸沿圓周向線應(yīng)變?yōu)椋? rrr ??? （ 32） 金屬材料的電阻相對(duì)變化公式為： ? ?? ? ???? KERdRRR ?????? 21 (33) 把 3 31代入 33可以得到其輸出電壓為： ? ? AEFU ??? 12kU0 (34) 基于單片機(jī)的電子秤設(shè)計(jì) 23 其中 F為壓力（即重物重量） A為受力面積 E為彈性材料的彈性模量。 R13和 R14為失調(diào)電壓的溫度補(bǔ)償電阻，阻值選擇 500k? ? 。 CE：片啟動(dòng)信號(hào)。 基于單片機(jī)的電子秤設(shè)計(jì) 25 輸出信號(hào)有： STS：工作狀態(tài)信號(hào)線。 DGND：接數(shù)字地。轉(zhuǎn)換結(jié)束后，單片機(jī)通過分兩次讀外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器操作，讀取 12 位的轉(zhuǎn)換結(jié)果數(shù)據(jù)。它適合于簡(jiǎn)單控制的 LCD。 對(duì)于多灰度和彩色顯示的控制方法，通常采用幀頻控制 (FRC）和脈寬調(diào)制 (PWM)方法。 矩陣式鍵盤的按鍵識(shí)別方法 ： 確定矩陣式鍵盤上何鍵被按下介紹一種 “ 行掃描法 ” 。若某列為低，則該列線與置為低電平的行線交叉處的按鍵就是閉合的按鍵。 它是有 89S52 的 口來控制的，當(dāng)超過設(shè)置的重量時(shí)（ 5Kg），通過程序使 口值為高電平，從而使三極管導(dǎo)通，報(bào)警電路接通，使蜂鳴器 SPEAKER 發(fā)出報(bào)警聲，同時(shí)使報(bào)警燈 LED 發(fā)光。 程序數(shù)據(jù)的一種理想方法是結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)方法。設(shè)計(jì)流程圖如圖 42所示。否則，加零。 開 始A / D 高 位 大 ？與 閾 值 相 等 ？A / D 低 位 大 ？與 閾 值 相 等 ？報(bào) 警返 回YNY