【導(dǎo)讀】供了條件，該課題設(shè)計(jì)一種由單片機(jī)控制的電子稱系統(tǒng)，通過(guò)壓力傳感器感應(yīng)物品重量，并由信號(hào)放大處理電路及A/D裝換電路轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，由單片機(jī)進(jìn)行信號(hào)的處理與控制，并通過(guò)LED進(jìn)行重量的顯示，同時(shí)由語(yǔ)音電路實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音播報(bào)。電路，穩(wěn)壓電源等各部分組成。語(yǔ)音部分采用ISD1420語(yǔ)音電路（已燒錄），可語(yǔ)音播報(bào)所稱重量等語(yǔ)音內(nèi)容?；镜姆Q重功能，最小分辨率為，并擴(kuò)展了語(yǔ)音報(bào)數(shù)的功能。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。

　　

【正文】 圖 39 LED原理圖 語(yǔ)音播報(bào) 在語(yǔ)音播報(bào)部分采用了 ISD1420語(yǔ)音芯片，芯片的 A 端與單片機(jī)的 P1端相接，進(jìn)行數(shù)徐州工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 25 據(jù)間的相互傳輸。該芯片中已燒錄好“ 0~點(diǎn)、千克、物體重量是”等語(yǔ)音內(nèi)容，在播報(bào)時(shí)對(duì)其進(jìn)行選址即可。 芯片外圍電路的原理圖設(shè)計(jì)如 下圖 310所示 ： 圖 310 語(yǔ)音播報(bào)電路原理圖 徐州工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 26 4 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 在系統(tǒng)軟件的設(shè)計(jì)中 ， 一般工作量較大， 特別是對(duì)那些控制系統(tǒng)比較復(fù)雜的情況。如果是機(jī)電一體化的設(shè)計(jì)人員，往往需要同時(shí)考慮單片機(jī)的軟硬件資源分配。 程序設(shè)計(jì)是一件復(fù)雜的工作，為了把復(fù)雜的工作條理化，就要有相應(yīng)的步驟和方法。其步驟可概括為以下三點(diǎn)： （ 1）分析系統(tǒng)控制要求，確定算法：對(duì)復(fù)雜的問(wèn)題進(jìn)行具體的分析，找出合理的計(jì)算方法 及適當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，從而確定編寫程序的步驟。這是能否編制出高質(zhì)量程序的關(guān)鍵。 （ 2）根據(jù)算法畫流程圖：畫程序框圖可以把算法和解題步驟逐步具體化，以減少出錯(cuò)的可能性。 （ 3）編寫程序：根據(jù)程序框圖所表示的算法和步驟，選用適當(dāng)?shù)闹噶钆帕衅饋?lái)，構(gòu)成一個(gè)有機(jī)的整體，即程序。 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。結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)是對(duì)利用到的控制結(jié)構(gòu)類程序做適當(dāng)?shù)南拗?，特別是限制轉(zhuǎn)向語(yǔ)句 (或指令 )的使用，從而控制了程序的復(fù)雜性，力求程序的上、下文順序與執(zhí)行流程保持一致性，使程序易讀易理解，減少邏輯錯(cuò)誤和易于修改、調(diào) 試。 根據(jù)系統(tǒng)的控制任務(wù)，本系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)主要由主函數(shù)程序、按鍵子程序、 LED 顯示子程序、 A/D 轉(zhuǎn)換子程序、語(yǔ)音播報(bào)子程序組成。 編程語(yǔ)言的選擇 C 語(yǔ)言是一種通用的計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言，在國(guó)際上非常流行。它既可以用來(lái)編寫計(jì)算機(jī)的系統(tǒng)程序，也可以用來(lái)編寫一般的應(yīng)用程序。以前計(jì)算機(jī)的系統(tǒng)軟件主要用匯編語(yǔ)言編寫，單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)更是如此。 C 語(yǔ)言是當(dāng)前最流行的程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言，它像其它高級(jí)語(yǔ)言一樣，面向用戶，面向解題的過(guò)程，編程者不必熟悉具體的計(jì)算機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)和指令；C 語(yǔ)言又像匯編語(yǔ)言一樣，可以對(duì)機(jī)器硬件進(jìn)行操作。 如進(jìn)行端口 I， 0 操作、位操作、地址操作，并可內(nèi)嵌匯編指令，將匯編指令當(dāng)作它的語(yǔ)句一樣。我們知道，匯編語(yǔ)言將涉及計(jì)算機(jī)硬件，所以 C 語(yǔ)言又像低級(jí)語(yǔ)言一樣，可以對(duì)計(jì)算機(jī)硬件進(jìn)行控制，因此人們把它稱為介于高級(jí)語(yǔ)言與低級(jí)語(yǔ)言之間的一種中級(jí)語(yǔ)言。正是因?yàn)?C 語(yǔ)言具有這樣的特性，所以很適合編寫要對(duì)硬件進(jìn)行操作的軟件程序。本文采用 C 語(yǔ)言進(jìn)行編寫．因?yàn)榇讼到y(tǒng)軟件比較，其存儲(chǔ)量較大，因此必須應(yīng)用 C 語(yǔ)言編程了。 主程序流程圖 電子稱主函數(shù)流程圖如圖 41 所示： 徐州工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 27 圖 41 主函數(shù)流程圖 子程序流程圖 系統(tǒng)子程序主要包括按鍵控制、 LED 顯示、 A/D 轉(zhuǎn)換、以及語(yǔ)音播報(bào)等。 按鍵子程序 在本次設(shè)計(jì)中，總共用到兩個(gè)個(gè)按鍵。按鍵 1 是單片機(jī) rst 復(fù)位按鍵，按鍵 2 實(shí)現(xiàn)開始語(yǔ)音播報(bào)的功能。 語(yǔ)音按鍵的流程圖如圖 42 所示： 數(shù)值處理計(jì)算 進(jìn)行 A/D 轉(zhuǎn)換 打開定時(shí)器中斷 開始 定時(shí)器初始化 數(shù)碼管顯示 語(yǔ)音播報(bào) 單片機(jī)讀取轉(zhuǎn)換后的值 播報(bào)按鍵是否按下 否 是 徐州工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 28 否 是 否 是 圖 42 按鍵子程序流程圖 LED 顯示子程序 LED 顯示子程序主要是顯示所稱物體重量，是十分重要的程序之一。而顯示子程序是其他程序所需要調(diào)用的程序之一，因此，顯示子程序的設(shè)計(jì)就顯得舉足輕重。設(shè)計(jì)顯示子程序的流程圖如下圖 43 所示： 圖 43 LED 顯示子程序 流程圖 A/D 轉(zhuǎn)換子程序 A/D 轉(zhuǎn)換子程序主要是指在系統(tǒng)開始運(yùn)行時(shí)，把稱重傳感器傳遞過(guò)來(lái)的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換開始 播報(bào)標(biāo)志位置 1 掃描按鍵是否按下 返回主程序 掃描按鍵是否按下 開始 顯示小數(shù)部分 返回主程序 顯示整數(shù)部分 徐州工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 29 成數(shù)字信號(hào)并傳遞到單片機(jī)所涉及到的程序設(shè)計(jì)。 設(shè)計(jì)流程圖如圖 44 所示： 圖 44 A/D轉(zhuǎn)換子程序流程圖 語(yǔ)音播報(bào)子程序 語(yǔ)音播報(bào)子程序主要是對(duì)所稱物體重量進(jìn)行選址播報(bào)，在播報(bào)過(guò)程中有相應(yīng)的延時(shí)操作，播報(bào)內(nèi)容有“ 0~9，點(diǎn)，千克，物體重量是”。子 程序的流程圖如下圖 45 所示： 是 否 開始 返回讀取的數(shù)據(jù) CS=1 置高電平片選無(wú)效 CS 置 0 片選使能 A/D 轉(zhuǎn)換是否完成 初始化 讀取 A/D 轉(zhuǎn)換的值 返回主程序 徐州工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 30 否 是 圖 45 語(yǔ)音播報(bào)子程序流程圖 開始 播報(bào)標(biāo)志位是否為 1 播報(bào)“物體重量是” 播報(bào)物體重量的個(gè)位值 播報(bào)“點(diǎn)” 播報(bào)小數(shù) 點(diǎn)后第一位 播報(bào)小數(shù)點(diǎn)后第二位 播報(bào)“千克” 返回主程序 徐州工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 31 5 電子稱稱重調(diào)試 在完成電子稱的設(shè)計(jì)后，需要對(duì)其進(jìn)行調(diào)試，確定其精確度以及誤差。由于條件有限，僅采用了一個(gè) 100g、一個(gè) 200g 的砝碼對(duì)其進(jìn)行測(cè)試。 測(cè)試結(jié)果如下所示： （ 1）當(dāng)在電子稱的托盤處放上 100g 砝碼時(shí)，測(cè)量的數(shù)值為 ，單位為千克。 實(shí)物如圖 51 所示： 圖 51 100g砝碼測(cè)試 （ 2）當(dāng)在電子稱的托盤處放上 200g 砝碼時(shí)，測(cè)量的數(shù)值為 ，單位為千克。 實(shí)物如圖 52 所示： 圖 52 200g砝碼測(cè)試 徐州工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 32 （ 3）當(dāng)在電子稱的托盤處同時(shí)放上 100g 和 200g 砝碼時(shí)，第一次測(cè)量的數(shù)值為 ，第二次測(cè)量的數(shù)值為 ，單位為千克。 實(shí)物如圖 5 54 所示： 圖 53 300g砝碼測(cè)試一 圖 54 300g砝碼測(cè)試二 從以上對(duì)電子稱的測(cè)試看來(lái)，該電子稱設(shè)計(jì)存在一定的誤差，其 LED 數(shù)碼管顯示的最小分辨率為 ，當(dāng)物體重量低于 10g 時(shí)，則不能顯示，且顯示的物體重量值會(huì)發(fā)生微小變化，硬件部分抗干擾性不強(qiáng)，電子稱的調(diào)試基本完成。 徐州工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 33 結(jié)論 隨著集成電路和計(jì)算機(jī) 技術(shù)的迅速發(fā)展，使電子儀器的整體水平發(fā)生巨大變化，傳統(tǒng)的儀器逐步的被智能儀器所取代。智能儀器的核心部件是單片機(jī)，因其極高的性價(jià)比得到廣泛的應(yīng)用與發(fā)展，從而加快了智能儀器的發(fā)展。而傳感器作為測(cè)控系統(tǒng)中對(duì)象信息的入口，越來(lái)越受到人們的關(guān)注。傳感器好比人體“五官”的工程模擬物，它是一種能將特定的被測(cè)量信息按一定規(guī)律轉(zhuǎn)換成某種可用信號(hào)輸出的器件或裝置，本次設(shè)計(jì)中的電子稱就是在以上儀器的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)而成的。因此，只有充分了解有關(guān)智能儀器、單片機(jī)、傳感器以及各部分之間的關(guān)系才能達(dá)到要求 [15]。 經(jīng)過(guò)幾個(gè)月的努力，終于按 照畢業(yè)設(shè)計(jì)進(jìn)度要求如期完成了單片機(jī)電子稱的硬件設(shè)計(jì)任務(wù)。在做畢業(yè)設(shè)計(jì)的過(guò)程中，雖然碰到了不少的困難，但是在老師的指導(dǎo)以及自己的努力下，終于取得了一定成果。 一、 工作及結(jié)論 熟悉單片機(jī)功能及工作特性，掌握其接口擴(kuò)展方法。 通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)采集部分的分析，了解了各種傳感器、放大器及 A/D 轉(zhuǎn)換器有了更深的認(rèn)識(shí)。 對(duì)鍵盤和顯示器進(jìn)行選型比較，得出各種型號(hào)優(yōu)劣比。 采用面向?qū)ο蟮乃枷耄謱哟?、分模塊構(gòu)建設(shè)計(jì)的總體框架。 二、 存在的問(wèn)題 在這次設(shè)計(jì)中方案考慮不夠完全，在測(cè)量精度上有待提高。 沒有擴(kuò) 展更多電路，如溫度測(cè)量電路等，可以精確測(cè)量出實(shí)時(shí)溫度。 系統(tǒng)設(shè)計(jì)不夠優(yōu)化，有待改善。比如過(guò)載的時(shí)候沒有設(shè)計(jì)蜂鳴器報(bào)警。 對(duì)各種實(shí)用芯片價(jià)格了解不夠，選擇上任有欠缺，所選的稱重傳感器價(jià)格較貴。 這些都為我 今后的學(xué)習(xí)和工作留下了積極的影響 。 徐州工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 34 致謝 在論文完成之際，回首四年大學(xué)的學(xué)習(xí)和生活，有很多人給予了我?guī)椭凸膭?lì)。 在這里要衷心感謝即將審閱此論文的各位老師，感謝他們?yōu)楸菊撐奶岢鰧氋F的意見和建議。 在此，我首先要感謝丁洪影老師，她是我的畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)老師。這次畢業(yè)設(shè)計(jì)從選題到硬件設(shè)計(jì)再到軟 件開發(fā)的整個(gè)過(guò)程，都得到了丁老師的悉心指導(dǎo)和熱情關(guān)懷，她及時(shí)的給予了我很多建設(shè)性的指導(dǎo)意見和修改建議，使我此次畢業(yè)設(shè)計(jì)最終得以順利的完成。在此，謹(jǐn)對(duì)丁老師的辛勤培養(yǎng)和關(guān)心致以最衷心的感謝！ 然后要感謝的是我的同學(xué)朋友們，他們?cè)谡麄€(gè)畢業(yè)設(shè)計(jì)過(guò)程中給了我巨大的幫助，再次表示衷心的感謝！ 最后，還要感謝信電學(xué)院的領(lǐng)導(dǎo)和所有曾經(jīng)指導(dǎo)和教育過(guò)我的老師。 徐州工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 35 參考文獻(xiàn) [1]劉九卿．展望 21 世紀(jì)初電子稱重技術(shù)的發(fā)展 [J]，自動(dòng)化儀表，第 20卷第 10期 1999年 10月． [2]趙廣平．電子 稱重技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì) [J]，儀表技術(shù)與傳感器， 2020年第 7期． [3]單寶明．串行 A/D在電子稱上的應(yīng)用 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dispcode[]={0xc0， 0xf9， 0xa4， 0xb0，