【文章內(nèi)容簡介】 能來保證電源電壓不跌落。 LED0 用作電源指示，其亮滅代表電源工作與否， R0 用來限流，以保證 LED不被燒壞 [13]。 系統(tǒng)單片機主控電路設計 晶振全稱為晶體振蕩 器 ，其作用在于產(chǎn)生原始的時鐘頻率，這個頻 率 經(jīng)過頻率發(fā)生器的放大或縮小后就成了電腦中各種不同的總線頻率。晶振一般叫做晶體諧振器，是一種機電器件，是用電損耗很小的石英晶體經(jīng)精密切割磨削并鍍上電極焊上引線做成。這種晶體有一個很重要的特性，如果給它通電，它就會產(chǎn)生機械振蕩，反之，如果給它機械力，它又會產(chǎn)生電，這種特性叫機電效應。他們有一個很重要的特點，其振蕩頻率與他們的形狀，材料，切割方向等密切相關(guān)。由于石英晶體化學性能非常穩(wěn)定，熱膨脹系數(shù)非常小，其振蕩頻率也非常穩(wěn)定，由于控制幾何尺寸可以做到很 精密，因此，其諧振頻率也很準確。根據(jù)石英晶體 17 的機電效應，我們可以把它等效為一個電磁振蕩回路，即諧振回路。他們的機電效應是機 電 機 電 ..的不斷轉(zhuǎn)換，由電感和電容組成的諧振回路是電場 磁場的不斷轉(zhuǎn)換。在電路中的應用實際上是把它當作一個高 Q值的電磁諧振回路。由于石英晶體的損耗非常小，即 Q值非常高，做振蕩器用時，可以產(chǎn)生非常穩(wěn)定的振蕩，作濾波器用，可以獲得非常穩(wěn)定和陡削的帶通或帶阻曲線 [10]。 復位電路采用按鍵復位加上電復位來實現(xiàn)， S1為復位按鍵，復位按鍵按下后，復位端通過 1K 的小電阻與電源接通 ,迅速放電 ,使 RST 引腳為高電平 ,復位按鍵彈起后 ,電源通過 10KΩ的電阻對 10μ F 的電容 C1 重新充電 ,RST 引腳端出現(xiàn)復位正脈沖。 AT89S52 內(nèi)部有一個高增益反相放大器 ,用于構(gòu)成振蕩器 ,但要形成時鐘脈沖 ,外部還需附加電路 ,本設計采用內(nèi)部時鐘方式 ,利用芯片內(nèi)部的振蕩器 ,然后在引腳 XTAL1 和 XTAL2 兩端跨接晶體振蕩器 ,就構(gòu)成了穩(wěn)定的自激振蕩器 ,發(fā)出的脈沖直接送入內(nèi)部時鐘電路 ,C2和 C3的值通常選擇為 30pF左右 ,晶振 Y1選擇 12MHz.為了減小寄生電容 ,更好地保證振蕩器穩(wěn)定、可靠地工作，振蕩器電容應盡可能安裝得與單片機 引腳 XTAL1 和 XTAL2 靠近 ?7?。 單片機的 31腳（ EA）接 +5V 電源，表示允許使用片內(nèi) ROM。 系統(tǒng)顯示部分電路設計 顯示部分采用 LCD1602 液晶顯示模塊，液晶板上排列著若干 5 7 或 5 10點陣的字符顯示位 ,每個顯示位可顯示 1個字符，從規(guī)格上分為每行 1 2 3 40 位，有一行、兩行及四行三類。其與單片機的連接電路如圖 28所示 圖 28 液晶顯示接口電路 1腳和 2 腳為液晶 1602 地和電源引腳， 3 腳為背光調(diào)節(jié)引腳，通過 10K 電位器接地，背光可通過電位器來調(diào) 節(jié)亮度； 4 腳、 5腳、 6 腳為液晶片選控制引腳， 18 分別連接到單片機的 、 、 P2,2 端口， 7~14 腳為數(shù)據(jù)接口，與單片機的P0口相連實現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳輸， 1 1腳為液晶的背光控制腳，分別接到電源和地[9]。 系統(tǒng)超重報警指示電路設計 超重報警指示電路用來在稱重測量超出最高值時報警提示，以免重量太高的情況下?lián)p壞傳感器。報警指示電路由 PNP 三極管 9012 驅(qū)動蜂鳴器來實現(xiàn)，單片機IO 口控制三極管的基極，當單片機的 IO 口輸出為低電平時，三極管導通，蜂鳴器的正極與電源接通，蜂鳴器通電發(fā)出報警聲，當單片 機 IO 口輸出高電平時，三極管截止，蜂鳴器停止報警。報警指示電路如圖 29所示。 圖 29 報警指示電路 系統(tǒng)按鍵輸入電路設計 按鍵輸入電路用來在電子稱測量過程中輸入單價值，按鍵輸入電路采用 4*4矩陣鍵盤實現(xiàn)，矩陣鍵盤電路如圖 210所示。 19 圖 210按鍵輸入電路 電子稱按鍵功能分配如表 22所示： 表 22系統(tǒng)按鍵配置表 7 8 9 去皮 4 5 6 清零 1 2 3 累計 0 ? 計算 此電子秤是開機檢測托盤重量，并將托盤重量清零（即電子秤每次開機后檢測托盤重量，并程序 中自動將托盤重量保存在一個變量中，稱量過程中每次都將獲得的重量減去托盤重量，而得到所要稱量物體的真正的重量）。 計算功能：在正確輸入了單價之后，按下計算按鍵，將會計算出金額，并在液晶顯示器上顯示出重量、單價、總價。 電子日歷時鐘鍵盤面板 ： 20 對應矩陣鍵盤按鍵 通過設置按鍵可以切換日期、星期、時間的設置，通過加減鍵來進行各個狀態(tài)的調(diào)節(jié)。 系統(tǒng)硬件電路的繪制與 PCB 線路板制作 Protell 99 SE 軟件介紹 本文在 硬件電路的設計過程中，原理圖和 PCB的繪制采用 Protel99SE 軟件，Protel99SE 是應用于 Windows9X/2021/NT 操作系統(tǒng)下的 EDA 設計軟件 ，該軟件以其簡單易操作的優(yōu)勢一直以來備受電子工程師的喜愛，因而也成了很多高校電子相關(guān)專業(yè) EDA工具的必選課程。 系統(tǒng)原理圖繪制與 PCB 印刷線路板制作 采用 Protel99SE 軟件繪制原理圖和 PCB 的主要步驟如下所述： 1. 建立系統(tǒng)所需原件庫； 2. 加載所建原件庫到工程項目中； 3. 在原理圖頁面中放置所需元器件并按照電氣性能連接各元件； 4. 建立原件封裝庫 并加載到工程文件中； 5. 繪制好電路后進行 ERC 電氣檢測，并生成網(wǎng)絡表； 6. 在工程中建立 PCB 文件，導入生成的網(wǎng)絡表； 7. 按照網(wǎng)絡飛線提示繪制 PCB，最后完成 DRC檢測 [13]。 設置 ＋ — S1 S2 S3 21 按照如上步驟最終完成繪制的電路圖與 PCB 圖分別如圖 21 212所示。 圖 211 系統(tǒng)電路原理圖 22 圖 212 系統(tǒng) PCB印刷線路板圖 23 第 3 章 系統(tǒng)軟件設計 系統(tǒng)主程序流程圖 系統(tǒng)軟件部分主程序流程圖如圖 31所示 圖 31 系統(tǒng)主程序流程圖 系統(tǒng) 顯示部分流程圖 系統(tǒng) 示子程序主要是來判斷是否需要顯示 ,以及如何去顯示 ,也是十分重要的程序之一。設計流程圖如圖 32所示。 24 圖 32系統(tǒng)顯示部分流程圖 系統(tǒng) 按鍵調(diào)整部分流程圖 鍵盤電路設計成 4X4 矩陣式，在程序中可以先判斷按鍵編碼，然后根據(jù)編碼將鍵盤代表的數(shù)值送到相應的存儲單元，再進行功能選擇或數(shù)據(jù)處理。設計流程圖如圖 33所示。 圖 33 按鍵調(diào)整程序流程圖 25 第四章 系統(tǒng)的制作、安裝與調(diào)試 系統(tǒng)的調(diào)試 電路板實物做完以后，接下來的工作就是調(diào)試。這是理論指導實踐最重要的一步。調(diào)試工作需要耐心 與恒心。所以在調(diào)試過程中必須保持冷靜的頭腦，較強的電路分析能力。一個系統(tǒng)的調(diào)試 需要軟硬件結(jié)合調(diào)試。 在軟硬件結(jié)合調(diào)試的過程中所遇到的問題： 電子電路的設計中對各種影響因素的考慮不夠完全，比如在對過電壓情況的處理中未作防范措施。 系統(tǒng)設計不夠優(yōu)化，有待改善。比如系統(tǒng)的超量程信號直接由單片機送入報警電路，沒有設計保護電路再入單片機處理后送入報警電路。 沒有擴展更多電路， 如溫度顯示功能， 通訊接口電路與上位機（ PC機）進行通訊 ，上位機顯示功能 從而將大量的商品數(shù)據(jù)存于上位機，然后通過串口或并口通訊與電子稱 相連，達到遠距離控制的目的。 對各種實用芯片價格了解不夠，選擇上任有欠缺，如所選的稱重傳感器價格較貴。 這些都為我 今后的學習和工作留下了積極的影響 。 實物效果顯示 26 參考文獻 [1] 薛均義 ,張彥斌 .《 MCS516 系列單片微型計算機及應用》 [M].西安交通大學出版社 ,1999 [2] 中國機械工業(yè)教育協(xié)會 組編 .《單片機原理與應用》 .機械工業(yè)出版社 .2021 [3] 黃繼昌． 《 傳感器工作原理及應用實例 》 [A]， 人民郵電出版社， 1998 [4] 郭永貞， 《數(shù)字電子技術(shù)》 [M] 西安電子科技大學出版社 2021 [5] 楊金巖等 .《 8051 單片機數(shù)據(jù)傳輸接口擴展技術(shù)與應用實例》 [M]人民郵電出版社， 2021． [6] 張齊，杜群貴 .《單片機應用系統(tǒng)設計技術(shù)》 [M].電子工業(yè)出版社， 2021 [7] 李廣弟 《單片機基礎》 [M],北京航空航天大學出版社 ,2021 [8] 于京 《 51系列單片機 C程序設計與應用方案》 [M] 中國電力出版社 2021. 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