【導(dǎo)讀】在設(shè)計(jì)系統(tǒng)時(shí)，為了更好地采用模塊化設(shè)計(jì)法，分步的設(shè)計(jì)各個(gè)單元功能模塊，最小系統(tǒng)部分主要包括AT89S52和擴(kuò)展的外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器；數(shù)據(jù)采集部分由。系統(tǒng)電源以LM317和LM337為核心設(shè)計(jì)電路以提供系統(tǒng)正常工作電源。實(shí)現(xiàn)基本的稱重功能,具有超量程和欠量程的報(bào)警功能。整個(gè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用方便，功能齊全，精。度高，具有一定的開發(fā)價(jià)值。質(zhì)量是測(cè)量領(lǐng)域中的一個(gè)重要參數(shù)，稱重技術(shù)自古以來就被人們所重視。

　　

【正文】 LK； 口接 DIO； 口接 /KEY，利用中斷 0 通知 AT89S52 讀數(shù)。 鍵盤控制芯片 ZLG7289 控制鍵盤的掃描，當(dāng)監(jiān)測(cè)到有鍵按下后 ZLG7289 的9腳便產(chǎn)生一個(gè)低電平通知單片機(jī)，單片機(jī)可以采用查詢或者中斷方式將數(shù)據(jù)通過 口以串行方式讀入。因?yàn)椴樵兎绞綍?huì)浪費(fèi)大量的時(shí)間，所以本系統(tǒng)采用的是中斷方式。 參數(shù)選擇參考如下 8只下拉電阻和 8 只鍵盤連接位選線 DIG0～ DIG7 的 8 只位選電阻應(yīng)遵從一定的比例關(guān)系，下拉電阻應(yīng)大于位選電阻的 5 倍而小于其 50 倍，典型值 為 10 倍，下拉電阻的取值范圍是 10K～ 100K， 位選電阻的取值范圍是 1K～ 10K。所以取上拉電阻為 10K，下拉電阻為 100K。 ZLG7289 需要一外接晶體振蕩電路供系統(tǒng)工作 ,其典型值分別為 F=16MHz C=15pF。實(shí)際使用時(shí)取 F=12MHz， C=15pF。 液晶顯示電路 OCM4x8C 是具有串 /并接口，其內(nèi)部含有中文字庫(kù)的圖形點(diǎn)陣液晶顯示模塊。該模塊的控制 /驅(qū)動(dòng)器采用臺(tái)灣矽創(chuàng)電子公司的 ST7920，因而具有較強(qiáng)的控制顯示功能。 OCM4x8C 的液晶顯示屏為 128 64 點(diǎn)陣，可顯示 4 行、 每行 8 個(gè)漢字。為了便于簡(jiǎn)單、方便地顯示漢字，該模塊具 2Mb 的中文字型 CGROM，該字型 ROM 中含有 8192 個(gè) 16 16 點(diǎn)陣中文字庫(kù)；同時(shí)，為了便于英文和其它常用字符的顯示，具有 16Kb 的 16 8 點(diǎn)陣的 ASCII 字符庫(kù)；為便于構(gòu)造用戶圖形，提供了一個(gè) 64 256 點(diǎn)陣的 GDRAM 繪圖區(qū)域，且為了便于構(gòu)造用戶所需字型，提供了 4 組 16 16 點(diǎn)陣的造字空間。利用上述功能， OCM4x8C 可實(shí)現(xiàn)漢字、 ASCII 碼、點(diǎn)陣圖形、自造字體的同屏顯示。為便于和多種微處理器、單畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 27 片機(jī)接口，模塊提供了 4 位并行、 8 位并行、 2 線串行、 3 線 串行多種接口方式。 該模塊具有 ～ 的寬工作電壓范圍，且具有睡眠、正常及低功耗工作模式，可滿足系統(tǒng)各種工作電壓及便攜式儀器低功耗的要求。液晶模塊顯示負(fù)電壓，也由模塊提供，從而簡(jiǎn)化了系統(tǒng)電源設(shè)計(jì)。模塊同時(shí)還提供 LED 背光顯示功能。除此之外，模塊還提供了畫面清除、游標(biāo)顯示 /隱藏、游標(biāo)歸位、顯示打開 /關(guān)閉、顯示字符閃爍、游標(biāo)移位、顯示移位、垂直畫面旋轉(zhuǎn)、反白顯示、液晶睡眠 /喚醒、關(guān)閉顯示等操作指令。 表 引腳功能說明 電路圖中 PSB 接低電平，進(jìn)入串行接口模式；串行數(shù)據(jù)線 SID 接 口 ；串行時(shí)鐘線 SCLK 接 ； RS 固定接高電平。此為典型二線串行模式。 字符顯示 RAM 地址與字符顯示位置關(guān)系： 引 腳 號(hào) 名 稱 說 明 1 VSS GND（ 0V） 2 VDD 邏輯電源（ +5V） 3 V0 LCD電源（懸空） 4 RS（ CS） H：數(shù)據(jù)， L：指令 5 R/W（ SID） H：讀， L：寫 6 E（ SCLK） 使能 7 DB0 數(shù)據(jù) 0 8 DB1 數(shù)據(jù) 1 9 DB2 數(shù)據(jù) 2 10 DB3 數(shù)據(jù) 3 11 DB4 數(shù)據(jù) 4 12 DB5 數(shù)據(jù) 5 13 DB6 數(shù)據(jù) 6 14 DB7 數(shù)據(jù) 7 15 PSB H：并行， L：串行 16 NC 空腳 17 RST 復(fù)位（低電平有效） 18 NC 空腳 19 LEDA 背光源正極（ LED+5V） 20 LEDK 背光源負(fù)極（ LED0V） 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 28 表 RAM地址與字符顯示位置關(guān)系 2/3 線串行接口方式 ： 當(dāng)模塊的 PSB 腳接低電平時(shí)，模塊即進(jìn)入串行接口模式。串行模式使用串行數(shù)據(jù)線 SID 與串行時(shí)鐘線 SCLK 來傳送數(shù)據(jù)，即構(gòu)成 2線串行模式。 OCM4x8C 還允許同時(shí)接入多個(gè)液晶顯示模塊以完成多路信息顯示功能。此時(shí)，要利用片選端“ CS”構(gòu)成 3 線串行接口方式，當(dāng)“ CS”接高電位時(shí)，模塊可正常接收并顯示數(shù)據(jù)，否則模塊顯示將被禁止。通常情況下，當(dāng)系統(tǒng)僅使用一個(gè)液晶顯示模塊時(shí)，“ CS”可連接固定的高電平。 模塊 2線串行工作操作時(shí)序如下圖所示： 圖 2線串 行時(shí)序圖 由圖 可以看出，單片機(jī)與液晶模塊之間傳送 1 字節(jié)的數(shù)據(jù)共需 24 個(gè)時(shí)鐘脈沖。首先，單片機(jī)要給出數(shù)據(jù)傳輸起始位，這里是以 5 個(gè)連續(xù)的“ 1”作數(shù)據(jù)起始位，如模塊接收到連續(xù)的 5個(gè)“ 1”，則內(nèi)部傳輸被重置并且串行傳輸將被同步。緊接著，“ RW”位用于選擇數(shù)據(jù)的傳輸方向（讀或?qū)懀?，?RS”位用于選擇內(nèi)部數(shù)據(jù)寄存器或指令寄存器，最后的第 8 位固定為“ 0”。在接收到起始位及“ RW”和“ RW”的第 1 個(gè)字節(jié)后，下一個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)或指令將被分為 2個(gè)字節(jié)來串行傳送或接收。數(shù)據(jù)或指令的高 4 位，被放在第 2個(gè)字節(jié)串行數(shù)據(jù)的高 4位， 其低 4位則置為“ 0”；數(shù)據(jù)或指令的低 4 位被放在第 3 個(gè)字節(jié)的高 4 位，其低 4位也置為“ 0”，如此完成一個(gè)字節(jié)指令或數(shù)據(jù)的傳送。需要注意的是，當(dāng)有多個(gè)數(shù)據(jù)或指令要傳送時(shí)，必須要等到一個(gè)指令完成執(zhí)行完畢后再傳送下一個(gè)指令或數(shù)據(jù)，否則，會(huì)造成指令或數(shù)據(jù)的丟失。這是因?yàn)橐壕K內(nèi)部沒有發(fā)送 /接收緩沖區(qū)。 80H 81H 82H 83H 84H 85H 86H 87H 90H 91H 92H 93H 94H 95H 96H 97H 88H 89H 8AH 8BH 8CH 8DH 8EH 8FH 98H 99H 9AH 9BH 9CH 9DH 9EH 9FH 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 29 2)121( RIadjRRV r e fV out ?????)121( RRV r e fV ou t ???)121( RRV ou t ??? 系統(tǒng)電源 芯片介紹 在系統(tǒng)的各個(gè)功能模塊設(shè)計(jì)完成之后，為了滿足系統(tǒng)的工作要求，系統(tǒng)電源需滿足以下幾種： +12V、 12V、 +5V、 5V、 +1V。其中 +12V、 12V 為運(yùn)算放大器 AD620 的工作電壓； +5V、 5V 為 A/D 轉(zhuǎn)換器 ICL7135 的工作電壓， +1V為其工作時(shí)的基準(zhǔn)電壓；其他各個(gè)芯片的工作電壓 VCC 均為 +5V。 設(shè)計(jì)電路時(shí)，選用 LM317和 LM337型號(hào)的芯片為核心來設(shè)計(jì)電源電路。 LM317特性簡(jiǎn)介以及典型應(yīng)用電路如下： 特性：可調(diào)整輸出電壓低到 ；保證 輸出電流；典型線性調(diào)整率 %；典型負(fù)載調(diào)整率 %； 80dB 紋波抑制比；輸出短路保護(hù)；過流、過熱保護(hù)；調(diào)整管安全工作區(qū)保護(hù)。 典型應(yīng)用電路參考如下： 圖 LM317典型應(yīng)用電路 其輸出電壓計(jì)算公式如下： （ ） 一般情況下電流 Iadj 很小，忽略后可得： （ ） 即： （ ） 最大輸出電流為 ，輸出電壓范圍為 ～ 37V； 2 腳之間為 基準(zhǔn)電壓 ； 為保證穩(wěn)壓器的輸出性能， R1 應(yīng)小于 240 歐姆 ； 改變 R2阻值即可調(diào)整穩(wěn)壓電壓值 ；二極管 D D2用于保護(hù) LM317。 LM337 基本特性功能和用法類似畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 30 于 LM317。 電源電路 選用初級(jí) 220V、次級(jí) 18V，功率為 10W 的變壓器兩只提供交流電源，經(jīng)過整流穩(wěn)壓濾波后，再分別由 LM317 和 LM337 提供系統(tǒng)所需的直流穩(wěn)壓電源。 具體電路如下圖： 圖 電源電路 LM337/LM317 穩(wěn)壓器的輸出端不加電容亦能工作，但由于其放大器是在 1： 1的深度負(fù)反饋下工作，當(dāng)輸出端負(fù)載為容性的某一值時(shí)，穩(wěn)壓器有可能出現(xiàn)自激現(xiàn)象，因此在電源的輸出端接入一個(gè) 470uF/25V 的電解電容 C1 C19，提供足夠的電流供給。 在穩(wěn)壓器的輸出端接入電容后，一旦輸入端出現(xiàn)短路時(shí)，該電容器的放電電流有可能破壞調(diào)整管的 B、 E 結(jié)。因此在穩(wěn)壓器的輸入輸出端之間接入保護(hù)二極管 D D5。 在電路中 C1 C15 的作用是為了抑制旁路 R1 R12 兩端的紋波電壓的。由于 R1 R14上的電壓是輸出電壓的一部份， 加入 C1 C15可有效的抑制輸出電壓的紋波，在電路中選取 10uF/25V 的電解質(zhì)電容。 當(dāng) R1 R14 上的壓降超過 7V 而又發(fā)生輸出短路時(shí)， C1 C15 將通過調(diào)整端向輸出端放電，這時(shí)有可能燒壞穩(wěn)壓器中的放大管，為此，在電阻 R1 R12上 分別 并聯(lián)一只二極管 D D7，用以泄放電流，保護(hù)穩(wěn)壓器。 在輸入端加入了 電容 C1 C13，濾除有害雜波，提高輸入電源的質(zhì)量。 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 31 濾波電容 C C10 的確定：一般情況下濾波電容越大越好。這是因?yàn)檎魈匦耘c時(shí)間常數(shù) RL C的值有關(guān)，數(shù)值越大，電容放電越慢，濾波效果 越好。一般情況下，負(fù)載值總是相對(duì)固定的，或在較小的范圍內(nèi)變動(dòng)。這樣，電源的濾波效果就主要由電容 C 的容量來決定。 單靠增大電容的容量，只能在一定范圍內(nèi)起到提高電源負(fù)載能力的作用，當(dāng)超過一定的范圍后，再增大電容的容量已起不到任何作用，有時(shí)甚至?xí)鹣喾吹淖饔?。其原因之一是由于加大濾波電容后，一方面使輸出電壓有所提高，但另一方面又使整流管的導(dǎo)通角減小，而導(dǎo)通角的減小會(huì)促使峰值電流增大，峰值電流越大，它在變壓器次級(jí)繞阻產(chǎn)生的壓降也就越大，這樣就使增大電容所提高的電壓被全部抵銷，甚至呈現(xiàn)負(fù)值；還有，使用大的濾波電容時(shí)，由 于放電時(shí)間常數(shù)較大，當(dāng)瞬間大信號(hào)消耗了電容上的能量后，這又導(dǎo)致電壓的恢復(fù)時(shí)間變長(zhǎng)，使后繼信號(hào)的輸出疲軟；此外，濾波電容過大時(shí)，開機(jī)浪涌電流過大，很容易損壞整流管。因此，要提高電容濾波電源的負(fù)載能力，應(yīng)適當(dāng)選用濾波電容的容量，并且選用內(nèi)阻低的電路及容量大的電源變壓器。因此，實(shí)際經(jīng)計(jì)算采用 3300uF/25V 的濾波電容。 系統(tǒng)電源 +5V、 5V、 ICL7135 的基準(zhǔn)電壓 +1V 以及供采樣用的模擬信號(hào)電壓分別由可變電阻分壓所得。 報(bào)警電路 下圖 為系統(tǒng)報(bào)警電路原理圖，用于超載和欠量程提示 。 系統(tǒng)設(shè)計(jì)了兩個(gè)發(fā)光二極管作為超載和欠量程指示燈，使系統(tǒng)更加完善。當(dāng)系統(tǒng)判斷為超載或欠量程時(shí)， ICL7135 給輸出一個(gè) 高 電平信號(hào) OR（超載）或 UR（ 欠量程 ）， 經(jīng)非門后形成低電平 從而驅(qū)動(dòng)發(fā)光二極管發(fā)光提示。 圖 報(bào)警電路原理圖 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 32 第四章 軟件流程 主程序流程圖 主程序流程圖給出了系統(tǒng)工作的基本過程，描述了信號(hào)的基本流向，起到一個(gè)向?qū)У淖饔谩? 圖 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 33 主要中斷程序流程圖 ZLG7289 中斷程序流程圖 ： 圖 ZLG7289中 斷服務(wù)程序流程圖 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 34 操作說明 ： 本系統(tǒng)采用 32 鍵鍵盤來實(shí)現(xiàn)，分為數(shù)字鍵： 09，商品 1商品 10， 6 個(gè)控制鍵。 本系統(tǒng)開機(jī)顯示公司名稱，后提示輸入收銀員編號(hào)和當(dāng)前日期。正確輸入后，進(jìn)入稱重顯示。 數(shù)字鍵和小數(shù)點(diǎn)鍵：用于輸入單價(jià)； 累加鍵：相當(dāng)于確認(rèn)，可以將當(dāng)信息保存至購(gòu)物清單；并且將金額累加，得到所購(gòu)買商品的總金額。 去皮鍵：用于去除皮重； 清單鍵：用于輸入的單價(jià)錯(cuò)誤的時(shí)候，重新輸入； 購(gòu)物清單鍵：當(dāng)需要顯示當(dāng)前顧客的總的購(gòu)物清單時(shí)，可以連續(xù)按下購(gòu)物清單鍵，分頁(yè)顯示所購(gòu)買的商品信息，并且若已達(dá)到最后一頁(yè)， 則顯示總計(jì)金額，收銀員編號(hào)，和公司名稱，當(dāng)前日期。 運(yùn)行中如果顧客購(gòu)買已存入的 10 種商品，只需按下相應(yīng)的商品鍵，既可以將商品的名稱和單價(jià)以中文的形式顯示，同樣累加鍵保存此商品的信息，包括其重量，金額和當(dāng)前累計(jì)金額。 另外，已存入的 10 種商品的單價(jià)均可重新設(shè)置，直接輸入其單價(jià)即可，方便實(shí)用。如果所稱重物超過了系統(tǒng)最大量程 10Kg 或小于最小轉(zhuǎn)換精度 則發(fā)光二極管 發(fā)出報(bào)警。 ICL7135 中斷程序流程圖 ： 圖 ICL7135中斷服務(wù)程序流程圖 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 35 參 考 文 獻(xiàn) 馬心凱 ． 基于 FPGA的實(shí)用電子秤 ［ J］，低壓電器， 2020 康華光．電子技術(shù)基礎(chǔ)［ M］．模擬部分．高等教育出版社， 1998 于敬芬．基于 AT89S52 和 TLC0834 的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)［ J］ ．中國(guó)水運(yùn)（學(xué)術(shù)版），2020 王幸之． AT89系列單片機(jī)原理及接口技術(shù)［ M］．北京航天航空出版社， 2020 康華光．電子技術(shù)基礎(chǔ)［ M］．?dāng)?shù)字部分．高等教育出版社， 1998 王素珍，鄭淑芬，周梅．稱重配料系統(tǒng)傳感器電源及放大電路［ J］．傳感器技術(shù)