【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 微弱信號(hào)等方面。 圖 33 OP07 管腳圖 OP07 芯片引腳功能說明： 1 和 8 為偏置平衡 (調(diào)零端 )， 2 為反向輸入端， 3為正向輸入端， 4 接地， 5 空腳 6 為輸出， 7 接電源 + A/D 轉(zhuǎn)換器的選擇 由于本次設(shè)計(jì)所選用的單片機(jī)自帶 10 位 A/D 轉(zhuǎn)換模塊，能達(dá)到設(shè)計(jì)的精度要求，故電路中不再添加 A/D 轉(zhuǎn)換器。 顯示電路部分 顯示的種類很多，從液晶顯示、發(fā)光二極管顯示到 CRT 顯示器等，都可以與微機(jī)連接。其中單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)最常用的顯示是發(fā)光二極管數(shù)碼顯示器（簡(jiǎn)稱 LED 顯示器）。液晶顯示器簡(jiǎn) LCD。 LED 顯示器價(jià)廉，配置靈活，與單片接口方便， LCD 可顯示圖形，但接口較復(fù)雜成本也較高 [6]。 LED 數(shù)碼根據(jù) LED 的接法的不同分為共陰極和共陽極兩類，了解 LED 的這些特性，對(duì)編程很是重要，因?yàn)椴煌愋偷臄?shù)碼管，除了他們的硬件電路有差異以外，編程的方法也是不同的。在本設(shè)計(jì)中我們采用的是共陰極數(shù)碼管其內(nèi)部結(jié)構(gòu)及管教配置如圖所示： 圖 34 共陰極數(shù)碼管及其內(nèi)部結(jié)構(gòu) 8 使用 LED 顯示器時(shí)，要注意區(qū)分兩種不同的接法，為了顯示數(shù)字或字符，必須對(duì)數(shù)字或字符進(jìn)行編碼。七段數(shù)碼管加上小數(shù)點(diǎn)共計(jì)八段。因此為 LED 提供編碼正好是一個(gè)字節(jié)。實(shí)際上要顯示各種數(shù)字和字符，只需在各段二極管的陰極上加不同的電平，就可以得到不同的代碼。這些用來控制 LED 顯示的不同電平代碼稱為字段碼（也稱段選碼）。 根據(jù)電路連接圖顯示 16 進(jìn)制數(shù)的編碼列表如下圖所示： 表 32 共陰極數(shù)碼管表 0x3f 0x06 0x5b 0x4f 0x66 0x6d 0 1 2 3 4 5 0x7d 0x07 0x7f 0x6f 0x77 0x7c 6 7 8 9 A B 0x39 0x5c 0x79 0x71 0x00 C D E F 無顯示 STC12C5A60S2 的最小系統(tǒng)電路 根據(jù)設(shè)計(jì)要求與設(shè)計(jì)思路，此電路由一塊 STC12C5A60S 按鍵輸入電路、 4 位 LED顯示器電路、 LED 燈顯示電路組成。 圖 34 硬件電路設(shè)計(jì)框圖 在本系統(tǒng)中用于稱量的主要器件是稱重傳感器（一次變換組件），稱重傳感器在受到壓力或拉力時(shí)會(huì)產(chǎn)生電信號(hào)，受到不同壓力或拉力是產(chǎn)生的電信號(hào)也隨著變化，而且力與電信號(hào)的關(guān)系一般為線性關(guān)系。 由于稱重傳感器一般的輸出范圍為 0～ 20mV，對(duì) A/D 轉(zhuǎn)換或單片機(jī)的工作參數(shù)來說不能使 A/D 轉(zhuǎn)換和單片機(jī)正常工作，所以需要對(duì)輸出的信號(hào)進(jìn)行放大。由于傳感器輸出的為模擬信號(hào)，所以需要對(duì)其進(jìn) 行 A/D 轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)以便單片機(jī)接收。單片機(jī)根據(jù)稱重傳感器輸出的電信號(hào)和速度傳感器輸出的速度信號(hào)計(jì)算出人體的重量。 在本系統(tǒng)中，硬件電路的構(gòu)成主要有以下幾部分： STC12C5A60S2 的最小系統(tǒng)構(gòu)成、電源電路、數(shù)據(jù)采集、人 機(jī)交換電路等。 按鍵電路 單 片 機(jī) LED 顯示器電路 LED 燈電路 9 單片機(jī)芯片 STC12 管腳圖 圖 35 單片機(jī)管腳圖 單片機(jī)的基本連接電路 單片機(jī)正常工作時(shí)，都需要一個(gè)時(shí)鐘電路和一個(gè)復(fù)位電路來構(gòu)成單片機(jī)的最小系統(tǒng)。時(shí)鐘電路用于產(chǎn)生單片機(jī)工作時(shí)所需的時(shí)鐘信號(hào)，其有兩種時(shí)鐘方式：外部時(shí)鐘和內(nèi)部時(shí)鐘。外部始終是使用外 部振蕩脈沖信號(hào)，常用于多片單片機(jī)同時(shí)工作，以便于同步。本設(shè)計(jì)只有一片單片機(jī)，采用內(nèi)部時(shí)鐘方式。引腳 XTAL1 和 XTAL2 分別是此放大器的輸入端和輸出端。這個(gè)放大器與回饋組件的片外石英晶體或陶瓷諧振器構(gòu)成一個(gè)自激振蕩器。外接晶體以及電容 C1 和 C2 構(gòu)成并聯(lián)諧振電路，接在放大器的反饋回路中。對(duì)外接電容值雖然沒有嚴(yán)格的要求，但是電容的大小多少會(huì)影響振蕩器頻率的高低、蕩器的穩(wěn)定性、震的快速性和溫度穩(wěn)定性。外接晶體時(shí)，兩個(gè)電容通常選擇 30PF 左右，外接陶瓷諧振器時(shí)，典型值約為 ，本設(shè)計(jì)采用 的晶體振蕩器， c1 和 c2 的電容值約為 30PF。 10 鍵盤電路 圖 36 鍵盤控制電路 在不同的系統(tǒng)中，鍵盤的數(shù)量有很大的差別。但是根據(jù)本設(shè)計(jì)的需要，采用獨(dú)立式鍵盤既能滿足系統(tǒng)需要，又節(jié)省 I/O 和鍵盤的數(shù)量。 獨(dú)立式鍵盤的各個(gè)按鍵之間彼此是獨(dú)立的，每一個(gè)按鍵均連接單片機(jī)的一根 I/O 口。獨(dú)立式鍵盤的硬件接口電路簡(jiǎn)單，軟件設(shè)計(jì)也比較方便，但由于每個(gè)按鍵均需要單片機(jī)的一根 I/O 口，因此，獨(dú)立式鍵盤值適合于按鍵較少的場(chǎng)合。獨(dú)立式按鍵是直接用 I/O口線構(gòu)成的單個(gè)按鍵電路，其特點(diǎn)是每個(gè)按鍵單獨(dú) 占用一根 I/O 口線，每個(gè)按鍵的工作不會(huì)影響其它 I/O 口線的狀態(tài)。 獨(dú)立式按鍵電路配置靈活，軟件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但每個(gè)按鍵必須占用一根 I/O 口線，因此，在按鍵較多時(shí)， I/O 口線浪費(fèi)較大，不宜采用。 4 電子體重秤實(shí)物的設(shè)計(jì)與制作 實(shí)物的設(shè)計(jì) （ 1）選取厚度合適的材料按照設(shè)計(jì)尺寸進(jìn)行切割，由于踏板底座設(shè)計(jì)需要尺寸過大無法再銑床上裝夾，在尺寸切割后手工去除毛刺和銳邊。 （ 2）為了保證孔的方便加工和減少誤差，孔的設(shè)計(jì)位置在一條直線上。 （ 3）粗糙度確定：墊塊的加工精度位 ，電子稱踏板與底座由于設(shè)計(jì)尺寸過大原 材料在銑床上無法進(jìn)行裝夾，在切割機(jī)上進(jìn)行需要的尺寸切割后只做消除毛刺、去銳邊的的粗加工處理 [8]。 （ 4）各部位尺寸： 根據(jù)各定位裝置、固定裝置、調(diào)節(jié)裝置的設(shè)計(jì)，其具體尺寸見圖 4 4 43 11 實(shí)物加工圖紙 體重秤墊塊 圖 41 體重秤墊塊 體重秤踏板 圖 42 體重秤踏板 12 體重秤底座 圖 43 體重秤底座 5 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 初始化及主程序模塊 主程序主要是完成對(duì)各個(gè)子程序的調(diào)用以及體重的顯示，流程圖如下： 圖 51 主程 序流程圖 13 按鍵模塊 身體指數(shù)計(jì)算的過程中用到按鍵程序，流程圖如下： 圖 52 按鍵程序流程圖 顯示模塊 本次設(shè)計(jì)采用的是動(dòng)態(tài)顯示，使用 P0 口作位選， P2 口作段選，并在 P2 口接 1K 的上拉電阻以驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管顯示。顯示時(shí)個(gè)、十、百、千四位依次顯示，每一位顯示時(shí)維持2 毫秒。 圖 53 顯示程序流程圖 14 AD 轉(zhuǎn)換模塊 STC12 系列單片自帶 AD 轉(zhuǎn)換模塊，放大器輸出的電壓信號(hào)要進(jìn)行 AD 轉(zhuǎn)換，流程圖如下： 圖 53 AD 轉(zhuǎn)換流程圖 6 軟硬件的調(diào)試 軟件部分 圖 61 PROTUS 仿真圖 15 由于 PROTUS 中沒有 STC12 系列單片機(jī)，仿真時(shí)由 89 系列外加 8 位 AD 轉(zhuǎn)換模塊代替。 硬件部分 程序仿真運(yùn)行后把電路和傳感器進(jìn)行連接并開始進(jìn)行測(cè)試，當(dāng)人站到體重秤踏板時(shí)， LED 會(huì)自動(dòng)顯示人的體重。上電開始工作時(shí)，電源指示燈燈亮， LED 顯示示數(shù)為零。 當(dāng)被測(cè)人站上踏板，被測(cè)人體重會(huì)直接顯示在 LED 顯示上，其讀數(shù)為 ，體重精確到 。 圖 62 實(shí)物調(diào)試圖 16 結(jié)束語 通過這次實(shí)習(xí)，我們學(xué)到了很多東西。在這 段 時(shí)間里我進(jìn)行了硬件電路設(shè)計(jì)、軟件的編程實(shí)設(shè)計(jì)、 軟硬件的綜合調(diào)試以及實(shí)物的制作與裝配。最終一個(gè)完整的課程設(shè)計(jì)成果出來了。當(dāng)然，這其中也有很多問題，比如胖瘦顯示燈不能完全嚴(yán)格按編制的程序執(zhí)行，但就實(shí)現(xiàn)功能來說，設(shè)計(jì)結(jié)果能夠符合題意，成功完成了此次實(shí)習(xí)要求，我們不只在乎這一結(jié)果，更加在乎的是這個(gè)過程。 在做本次設(shè)計(jì)過程中，為了讓自己的設(shè)計(jì)更加完善，查閱這方面的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)是十分必要的。我們要對(duì)所用單片機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)有一個(gè)系統(tǒng)的了解，知道該單片機(jī)內(nèi)有哪些資源；要有一個(gè)清晰的思路和一個(gè)完整的的軟件流程圖；在設(shè)計(jì)程序時(shí)，不能妄想一次就將整個(gè)程序設(shè)計(jì)好，反復(fù)修改、不斷改進(jìn) 是程序設(shè)計(jì)的必經(jīng)之路；要養(yǎng)成注釋程序的好習(xí)慣，一個(gè)程序的完美與否不僅僅是實(shí)現(xiàn)功能，而應(yīng)該讓人一看就能明白你的思路，這樣也為數(shù)據(jù)的保存和交流提供了方便。從本次設(shè)計(jì)中學(xué)到的知識(shí)會(huì)讓我受益終身。發(fā)現(xiàn)、提出、分析、解決問題和實(shí)踐能力提高都會(huì)受益于我在以后的學(xué)習(xí)、工作和生活中。 17 參考文獻(xiàn) [1] 施漢謙，宋文敏 . 電子秤技術(shù) 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void display(unsigned int s) //顯示部分 { unsigned char a,ge,shi,bai,qian。 a=50。 19 qian=s/1000%10。 bai=s/100%10。 shi=s/10%10。 ge=s%10。 while(a) { P0=0xfe。 P2=led[ge]。 delay(2)。 P0=0xfd。 P2=led[shi]|0x80。 delay(2)。 P0=0xfb。 P2=led[bai]。 delay(2)。 P0=0xf7。 P2=led[qian]。 delay(2)。 } } unsigned int ADC() //AD 轉(zhuǎn)換部分 { P1ASF=0X01。 //設(shè)置 AD 轉(zhuǎn)換特殊功能寄存器 打開 AUXR1=0X04。 //設(shè)置數(shù)據(jù)輸出方式 ADC_CONTR=0XE0。 //P1_0 為模擬量輸入端， delay(1)。 //是輸出電壓達(dá)到穩(wěn)定 ADC_CONTR=0XE8。 // 啟動(dòng) ad 轉(zhuǎn)換 delay(2)。 20 while((ADC_CONTRamp。0X10)==0) //等待轉(zhuǎn)換結(jié)束 ADC_CONTR=0XE0。 // 關(guān)閉 ad 轉(zhuǎn)換 return ((ADC_RESamp。0x03)*256+ADC_RESL)。 //返回轉(zhuǎn)換結(jié)果 } main() //主函數(shù) { //初始化 shengao=1650。 huang=1。 lv=1。 hong=1。 while(1) { key()。 m_data=ADC()。 m_data=m_data**