【文章內(nèi)容簡介】 4個TTL輸入。對端口寫入1時，通過上拉電阻把端口拉到高電位，可用作輸入口。在對Flash ROM編程或程序校驗時，P3還接收一些控制信號。P3口除作為一般I/O口外，還有其他一些復(fù)用功能，； 作為串行輸出口TXD； 0； INT 1；；；；。RST復(fù)位鍵（9腳）：當(dāng)輸入連續(xù)兩個機器周期以上高電平時為有效，用來完成單片機單片機的復(fù)位初始化操作。XTAL1（19引腳）：振蕩器反相放大器和內(nèi)部時鐘發(fā)生電路的輸入端。XTAL2（18引腳）：振蕩器反相放大器的輸入端。PSEN（29腳）：單片機對片外ROM操作時，外部程序存儲器選通信號。ALE/PROG （30腳）：地址鎖存器地址鎖存控制信號（ALE）是訪問外部程序存儲器時，鎖存低8位地址的輸出脈沖。在Flash編程時，此引腳（PROG）也用作編程輸入脈沖。EA（31腳）：訪問外部程序存儲器控制信號。高電平時取片內(nèi)程序，低電平時則取片外程序。單片機電路主要由最小系統(tǒng)及外圍電路等組成。設(shè)計時，把P0口作為1602LCD的數(shù)據(jù)端；、作為A/D轉(zhuǎn)換后的信號輸入端；； ；；RST作為按鍵復(fù)位端口；XTAL1與XTAL2管腳連接晶振。在本次設(shè)計中，： 單片機電路組成圖（1）時鐘電路單片機的時鐘電路由單片機的晶振諧振器XTAL1與XTAL2管腳外接的一只晶振和兩只起振電容電路組成，晶振的頻率越高，單片機處理數(shù)據(jù)的速度越快，系統(tǒng)功耗也會相應(yīng)增加，穩(wěn)定性也會下降。，電容選22pF或30pF均可。（2）復(fù)位電路復(fù)位電路是使單片機的CPU或系統(tǒng)中的其他部件處于某一確定的初始狀態(tài)，并從這狀態(tài)開始工作，當(dāng)由于程序運行出錯或操作錯誤使系統(tǒng)處于死鎖狀態(tài)時，為擺脫困境，也需按復(fù)位電路和上電復(fù)位以重新啟動。在本電路中用的是高電平復(fù)位，通常在單片機的復(fù)位引腳RST上連接一個電容到VCC，再連接一個電阻到地，由此形成一個RC充電回路保證單片機在上電時RST腳上有足夠時間的高電平進行復(fù)位,最后回歸到低電平進入正常工作狀態(tài)。本設(shè)計中采用上電復(fù)位和按鍵復(fù)位都有效。上電復(fù)位要求接通電源之后，單片機自動實現(xiàn)復(fù)位。開機瞬間RST引腳獲得高電平，隨著電容的充電，RST引腳的高電平將逐漸下降。RST引腳的高電平只要能保持足夠的時間（2個機器周期），單片機就可以進行復(fù)位操作。另為在單片機運行期間還可以通過按鍵完成復(fù)位工作。本設(shè)計除了硬件上的復(fù)位電路，在軟件的編程過程中，也注意置上電復(fù)位，來防止系統(tǒng)進入死循環(huán)。（3）按鍵。這一個按鍵通過編程控制，用來做切換硬幣的模式。 顯示模塊1602液晶也叫1602字符型液晶它是一種專門用來顯示字母、數(shù)字、符號等的點陣型液晶模塊。1602是指顯示的內(nèi)容為16*2，即可以顯示兩行，每行16個字符。目前市面上字符液晶絕大多數(shù)是基于HD44780液晶芯片的。內(nèi)帶字符發(fā)生器的控制器，可以讓控制器工作在文本方式，根據(jù)LCD顯示的行列號及每行的列數(shù)找出顯示RAM對應(yīng)的地址，設(shè)立光標(biāo)，在此送上該字符對應(yīng)的代碼即可顯示所需字符。 1602 LCD(1)1602 LCD的結(jié)構(gòu)字符型LCD通常有14條引腳線或16條引腳線的LCD，本次設(shè)計所用的是16個管腳的LCD。多出來的2條線是背光源線。： 1602LCD的結(jié)構(gòu)圖1腳：VSS為地電源。2腳：VDD接5V正電源。3腳：VL為液晶顯示器對比度調(diào)整端，接正電源時對比度最弱，接地時對比度最高，使用時可以通過一個10K的電位器調(diào)整對比度。4腳：RS為寄存器選擇，高電平時選擇數(shù)據(jù)寄存器，低電平時選擇指令寄存器。5腳：R/W為讀寫信號線，高電平時進行讀操作，低電平時進行寫操作。當(dāng)RS和R/W共同為低電平時可以寫入指令或者顯示地址，當(dāng)RS為低電平R/W為高電平時可以讀忙信號，當(dāng)RS為高電平R/W為低電平時可以寫入數(shù)據(jù)。6腳：E端為使能端，當(dāng)E端由高電平跳變成低電平時，液晶模塊執(zhí)行命令。7～14腳：D0～D7為8位雙向數(shù)據(jù)線。15腳：背光源正極。16腳：背光源負極(2) 1602LCD指令說明及時序1602液晶模塊的讀寫操作、屏幕和光標(biāo)的操作都是通過指令編程來實現(xiàn)的。（說明：1為高電平、0為低電平）。 1602LCD控制命令表序號指令RSR/WD7D6D5D4D3D2D1D01清顯示00000000012光標(biāo)返回000000001*3置輸入模式00000001I/DS4顯示開/關(guān)控制0000001DCB5光標(biāo)或字符移位000001S/CR/L**6置功能00001DLNF**7置字符發(fā)生存貯器地址0001字符發(fā)生存貯器地址8置數(shù)據(jù)存貯器地址001顯示數(shù)據(jù)存貯器地址9讀忙標(biāo)志或地址01BF計數(shù)器地址10寫數(shù)到CGRAM或DDRAM）10要寫的數(shù)據(jù)內(nèi)容11從CGRAM或DDRAM讀數(shù)11讀出的數(shù)據(jù)內(nèi)容指令1：清顯示，指令碼01H,光標(biāo)復(fù)位到地址00H位置。指令2：光標(biāo)復(fù)位，光標(biāo)返回到地址00H。指令3：光標(biāo)和顯示模式設(shè)置 I/D：光標(biāo)移動方向，高電平右移，低電平左移 S:屏幕上所有文字是否左移或者右移。高電平表示有效，低電平則無效。指令4：顯示開關(guān)控制。 D：控制整體顯示的開與關(guān)，高電平表示開顯示，低電平表示關(guān)顯示 C：控制光標(biāo)的開與關(guān)，高電平表示有光標(biāo)，低電平表示無光標(biāo) B：控制光標(biāo)是否閃爍，高電平閃爍，低電平不閃爍。指令5：光標(biāo)或顯示移位 S/C：高電平時移動顯示的文字，低電平時移動光標(biāo)。指令6：功能設(shè)置命令 DL：高電平時為4位總線，低電平時為8位總線 N：低電平時為單行顯示，高電平時雙行顯示 F: 低電平時顯示5x7的點陣字符，高電平時顯示5x10的點陣字符。指令7：字符發(fā)生器RAM地址設(shè)置。指令8：DDRAM地址設(shè)置。指令9：讀忙信號和光標(biāo)地址 BF：為忙標(biāo)志位，高電平表示忙，此時模塊不能接收命令或者數(shù)據(jù)，如果為低電平表示不忙。指令10：寫數(shù)據(jù)。指令11：讀數(shù)據(jù)。下面介紹了1602的工作時序情況：讀狀態(tài)輸入：RS=L，RW=H，E=H 輸出：DB0～DB7=狀態(tài)字；寫指令輸入：RS=L，RW=L，E=下降沿脈沖，DB0～DB7=指令碼 輸出：無；讀數(shù)據(jù)輸入：RS=H，RW=H，E=H 輸出：DB0～DB7=數(shù)據(jù)；寫數(shù)據(jù)輸入：RS=H，RW=L，E=下降沿脈沖，DB0～DB7=數(shù)據(jù) 輸出：無。顯示電路部分的設(shè)計是用1602液晶顯示器顯示，： LCD1602的結(jié)構(gòu)圖圖中，VL為液晶顯示器對比度調(diào)整端，通過使用一個10K的電位器調(diào)整對比度。1602LCD的數(shù)據(jù)端（7～14管腳）接入單片機的P0口；LCD16024腳RS為寄存器選擇管腳，R/、。1602液晶模塊的讀寫操作、屏幕和光標(biāo)的操作都是通過指令編程來實現(xiàn)的，編程時參考上面的指令來進行字符的讀寫操作。 報警模塊在單片機應(yīng)用的設(shè)計上，大部分都是使用蜂鳴器來做提示或報警。本設(shè)計采用蜂鳴器作為報警器，從而實現(xiàn)閾值報警功能。，將蜂鳴器的正極接接三極管8550的集電極，負極接地，，8550無法導(dǎo)通，蜂鳴器不叫，8550導(dǎo)通，蜂鳴器報警。： 報警電路原理圖 串口通信模塊為了讓控制系統(tǒng)與計算機之間可以進行數(shù)據(jù)相互傳遞，本系統(tǒng)采用MAX232芯片組成的電路與RS232串行口相連，通過編程實現(xiàn)單片機與上位機之間的通信。下面我們介紹MAX232芯片和串口通信的相關(guān)知識。MAX232是一種把電腦的串行口RS232信號電平（10，+10V）轉(zhuǎn)換為單片機所用到的TTL電平（0，+5V）的芯片。下面介紹一下MAX232的特性。MAX232芯片是專門為電腦的RS232標(biāo)準(zhǔn)串口設(shè)計的接口電路,使用單電源供電。它在EIA/TIA2232E標(biāo)準(zhǔn)串行通信接口中日益得到廣泛的應(yīng)用，采用雙列直插封裝形式、接收器輸出為三態(tài)TTL/CMOS等優(yōu)越性。該器件包含 2 驅(qū)動器，2 接收器和一個電壓發(fā)生器電路提供 TIA/EIA232F 電平。每一個接收器將 TIA/EIA232F 電平轉(zhuǎn)換成 5V TTL/ CMOS 電 平。每一個發(fā)送器將 TTL/ CMOS 電平轉(zhuǎn)換成 TIA/EIA232F 電平。 MAX232管腳及其內(nèi)部電路圖MAX232內(nèi)部結(jié)構(gòu)基本可分三個部分：第一部分是電荷泵電路。由6腳和4只電容構(gòu)成。在一般需要串行通信的系統(tǒng)中使用，MAX232外圍需要4個電解電容，是內(nèi)部電源轉(zhuǎn)換所需電容，宜選用鉭電容并且應(yīng)盡量靠近芯片。功能是產(chǎn)生+12v和12v兩個電源，提供給RS232串口電平的需要。第二部分是數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換通道。由11114腳構(gòu)成兩個數(shù)據(jù)通道。其中13腳（R1IN）、12腳（R1OUT）、11腳（T1IN）、14腳（T1OUT）為第一數(shù)據(jù)通道。8腳（R2IN）、9腳（R2OUT）、10腳（T2IN）、7腳（T2OUT）為第二數(shù)據(jù)通道。TTL/CMOS數(shù)據(jù)從T1IN、T2IN輸入轉(zhuǎn)換成RS232數(shù)據(jù)從T1OUT、T2OUT送到電腦DB9插頭；DB9插頭的RS232數(shù)據(jù)從R1IN、R2IN輸入轉(zhuǎn)換成TTL/CMOS數(shù)據(jù)后從R1OUT、R2OUT輸出。第三部分是供電。15腳GND、16腳VCC（+5v）。目前RS232是PC機與通信工業(yè)中應(yīng)用最廣泛的一種串行接口。RS232被定義為一種在低速率串行通訊中增加通訊距離的單端標(biāo)準(zhǔn)。9針串口（DB9）。 串口通訊的接口管腳9 針串口（DB9）針號功能說明：1針數(shù)據(jù)載波檢測DCD；2針接收數(shù)據(jù)RXD；3針發(fā)送數(shù)據(jù)TXD； 4針數(shù)據(jù)終端準(zhǔn)備DTR；5針信號地GND；6針數(shù)據(jù)設(shè)備準(zhǔn)備好DSR；7針請求發(fā)送RTS；8針清除發(fā)送CTS；9針振鈴指示DELL。RS232采取不平衡傳輸方式，即所謂單端通訊。由于其發(fā)送電平與接收電平的差僅為2V至3V左右，所以其共模抑制能力差，再加上雙絞線上的分布電容，其傳送距離最大為約15米，最高速率為20kb/s。RS232是為點對點（即只用一對收、發(fā)設(shè)備）通訊而設(shè)計的，其驅(qū)動器負載為3～7kΩ。所以RS232適合本地設(shè)備之間的通信。實際應(yīng)用中，設(shè)計者在設(shè)計計算機與外圍設(shè)備的通信時，通常在9針的基礎(chǔ)再簡化，只用其中的5這三個管腳進行通信。這三個管腳分別是接收數(shù)據(jù)線、發(fā)送數(shù)據(jù)線和地線，即可滿足通訊的要求。 計算機與外部通訊接線方法系統(tǒng)設(shè)計中使用RS232接口與計算機進行串行通訊。 串口通信電路 圖中，MAX232外圍有4個內(nèi)部電源轉(zhuǎn)換所需電解電容；選取了MX232的第一數(shù)據(jù)通道來進行數(shù)據(jù)的收發(fā)。MX232的T1IN；MX232 T1OUT、R1IN送到RS232的9針插口的2腳接收數(shù)據(jù)RXD、3腳發(fā)送數(shù)據(jù)TXD。MX232的TTL/CMOS數(shù)據(jù)從T1IN輸入轉(zhuǎn)換成RS232數(shù)據(jù)從T1OUT送到RS232的9針插口；RS232的9針插口的RS232數(shù)據(jù)從R1IN輸入轉(zhuǎn)換成TTL/CMOS數(shù)據(jù)后從R1OUT輸出。RS232接口只需三條接口線，即“發(fā)送數(shù)據(jù)”、“接收數(shù)據(jù)”和“信號地”。具體通信方法：上位機讀?。òl(fā)送）數(shù)據(jù)時，由上位機先發(fā)送“請求連接”命令，通知單片機計算機已準(zhǔn)備好，然后計算機在事件驅(qū)動I/O方式下等待接收到確認信號；當(dāng)單片機接收到“請求連接”命令時，向計算機發(fā)送確認信號，表示單片機也已準(zhǔn)備好，這樣，一旦計算機接收到確認信號就表示雙方都已準(zhǔn)備好，二者之間就可以進行數(shù)據(jù)交換了。 本章小結(jié)本章介紹了系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集處理模塊，單片機控制部分模塊，液晶顯示模塊，報警模塊，串口通信模塊等的硬件部分電路的設(shè)計。詳細說明了各個模塊的功能介紹，并對重要的模塊進行具體分析。為系統(tǒng)整體功能的實現(xiàn)打下一個很好的硬件基礎(chǔ)。4 軟件程序設(shè)計基于稱重法實現(xiàn)的硬幣計值與計數(shù)裝置的功能在硬件設(shè)計的基礎(chǔ)上，通過軟件來完成，下面來先設(shè)計系統(tǒng)的軟件流程圖： 系統(tǒng)主流程圖主程序說明：程序開始，首先進行串口、1602液晶、按鍵、蜂鳴器的初始化。然后1602顯示開始的歡迎介紹頁面，進入稱重初始化，去掉托盤的重量，取得稱重傳感器的輸出基準(zhǔn)值。判斷按鍵選擇，知道選取哪種硬幣。開始稱重，A/D數(shù)據(jù)對所稱的重量進行采集及處理，將處理好的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為數(shù)量，個數(shù)和金額從1602中顯示，并將該數(shù)據(jù)發(fā)送至上位機，從上位機上顯示出來。處理完成后繼續(xù)返回繼續(xù)檢測處理。 初始化（串口、160按鍵、蜂鳴器）開始去盤，取基準(zhǔn)值返回顯示初始化A/D數(shù)據(jù)采集及處理顯示數(shù)據(jù)效果鍵盤掃描及處理 主程序流程圖 AD數(shù)據(jù)采集及處理子程序數(shù)據(jù)采集由HX711芯片來完成，主要分為啟動、讀取數(shù)據(jù)、等待轉(zhuǎn)換、轉(zhuǎn)換結(jié)束、讀取轉(zhuǎn)換結(jié)果等幾個步驟。首先，讀取稱重傳感器測量值，當(dāng)DOUT為低電平時，PD_SCK輸入時鐘脈沖，24個脈沖完成，24位輸出數(shù)據(jù)從最高位至最低位逐位輸出完成。下一個個脈沖來臨時，數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換。是否啟動HX711轉(zhuǎn)換A/D采集子程序等待轉(zhuǎn)換結(jié)束采集數(shù)據(jù)是否已采集24次以上？返回主程序轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù) AD數(shù)據(jù)采集及處理子程序流程圖 按鍵選擇處理程序。 按鍵選擇處理程序流程圖是否按鍵子程序Key=3？返回主程序Key=0Key=0，1角硬幣模式Key+1Key=1，5角硬幣模式Key=2，1元硬幣模式本次設(shè)計中，設(shè)計了一個按鍵，這個按鍵是測量時用來切換不同硬幣