【導(dǎo)讀】回零功能的智能電子秤。系統(tǒng)是以AT89S52單片機為主控芯片，外圍附以稱重電路、放。系統(tǒng)采用的電阻應(yīng)變式稱重傳感器，它具有精度高、測量?；?、整體化和品種多樣化等優(yōu)點。它測得的模擬信號經(jīng)放大電路的放大后送入A/D. 處理和鍵盤的控制后由LED顯示電路顯示出來。本設(shè)計完成的電子秤很大程度上滿足。了各種應(yīng)用需求。直流電源各模塊的設(shè)計....

　　

【正文】 8KB 的 Flash 存儲器，允許在線編程，擦寫周期可達 1000次； 3）片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲器內(nèi)含 128 字 節(jié)的 RAM； 4） I/O 口具有 32 跟可編程 I/O 線； 5）具有兩個 16 位可編程定時器； 6）中斷系統(tǒng)具有 6 個中斷源、 5 個中斷矢量、 2 級中斷優(yōu)先級的中斷結(jié)構(gòu)； 7）串行口是一個全雙工的串行通信口； 8）具有兩個數(shù)據(jù)指針 DPTR1； 9）低功耗節(jié)電模式有空閑模式和掉電模式； 10）包含 3 級程序鎖定位； 11） AT89C51 的電源電壓為 ～ ； 12）震蕩器頻率 0～ 33MHZ； 13）具有看門狗定時器； 14）靈活的在線編程方式（字節(jié)和頁編程模式）； 15）具有斷電標(biāo)志 POF； 16）具有掉點狀態(tài)下的中 斷恢復(fù)模式。 與 AT89C51 相比， AT89S52 更具有突出的優(yōu)點，主要表現(xiàn)在： 新增加了在線可編程功能 ISP（ InSystem Program），在現(xiàn)場程序調(diào)試和修改更加方便靈活；數(shù)據(jù)指針增加到兩個，方便了對片外 RAM 的訪問過程；新增加了片內(nèi)看門狗定時器 WDT，提高了系統(tǒng)的抗干擾能力；增加了斷電標(biāo)志；增加了掉電狀態(tài)下的中斷恢復(fù)模式。 AT89S52 與 AT89C52 完全兼容。 所以 本系統(tǒng)采用 AT89S52，電路如圖 15 所示。 常州大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計 （論文） 第 19 頁 共 32 頁 圖 15 單片機電路 晶振與復(fù)位電路 (1)晶振 電路 為 了 給單片機提供工作 時 所需要的時鐘信號， 該系統(tǒng) 中采用了 12MHZ 的晶振。故系統(tǒng)中 CPU 執(zhí)行的每一個機器周期為 1us。具體連接電路如圖 16 所示。 機器周期 =脈沖 /12 即：機器周期 =12/12=1us 圖 16 晶體振蕩器的連接圖 常州大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計 （論文） 第 20 頁 共 32 頁 晶振是給單片機提供工作信號脈沖的。這個脈沖就是單片機的工作速度 . 12M 的晶振，單片機工作速度就是每秒 12M。 (2)復(fù)位電路 本系統(tǒng)采用的是硬件復(fù)位，具體電路如圖 17 所示。 圖 17 復(fù)位電路 單片機在啟動時都需要復(fù)位，以使 CPU 及系統(tǒng)各部件處于確定的初始狀態(tài)，并從初態(tài)開始工作。 89 系列單片機的復(fù)位信號是從 RST 引腳輸入到芯片內(nèi)的施密特觸發(fā)器中的。當(dāng)系統(tǒng)處于正常工作狀態(tài)時，且振蕩器穩(wěn)定后，如果 RST 引腳上有一個高電平并維持 2 個機器周期 (24 個振蕩周期 )以上，則 CPU 就可以響應(yīng)并將系統(tǒng)復(fù)位。 A/D 轉(zhuǎn)換電路 本系統(tǒng) 采用的是 ADC0809，該芯片有 8 路模擬量輸入端即 IN0～ IN7。 本系統(tǒng)只需要一個通道，所以地址線直接用全零，即接地，只要選擇 IN0。電路圖如圖 18 所示。 常州大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計 （論文） 第 21 頁 共 32 頁 圖 18 ADC0809 電路圖 ADDA、 ADDB、 ADDC： 3 位地址輸入線，用于選通 8 路模擬輸入中的一路。 ADDA、ADDB、 ADDC 真值表如表 2 所示。 表 2 模擬通道選擇口真值表 ADDC 0 0 0 0 1 1 1 1 ADDB 0 0 1 1 0 0 1 1 ADDA 0 1 0 1 0 1 0 1 通道號 IN0 IN1 IN2 IN3 IN4 IN5 IN6 IN7 ADC0809 的工作過程是：首先輸入 3 位地址，并使 ALE=1，將地址存入地址鎖存器中。此地址經(jīng)譯碼選通 8 路模擬輸入之一到 比較器。 START 上升沿將逐次逼近寄存器復(fù)位。下降沿啟動 A／ D 轉(zhuǎn)換，之后 EOC 輸出信號變低，指示轉(zhuǎn)換正在進行。直到 A／ D 轉(zhuǎn)換完成， EOC 變?yōu)楦唠娖?，指?A／ D 轉(zhuǎn)換結(jié)束，結(jié)果數(shù)據(jù)已存入鎖存器，這個信號可用作中斷申請。當(dāng) OE 輸入高電平時，輸出三態(tài)門打開，轉(zhuǎn)換結(jié)果的數(shù)字量輸出到數(shù)據(jù)總線上。由單片機讀取即可。 AD 轉(zhuǎn)換器 與單片機連接的 電路圖如圖 19 所示。 常州大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計 （論文） 第 22 頁 共 32 頁 圖 19 AD 與單片機連接電路 如上圖所示， 模擬信號經(jīng)放大電路放大后通過 AD 轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，再通過單片機的控制由顯示電路顯示。 經(jīng)過放大的模擬信 號是通過 IN0 口 進入 AD 轉(zhuǎn)換器， AD的輸出口 D0D7 與單片機的 P1 口相連。 顯示電路 本系統(tǒng)需顯示 質(zhì)量 、 價格 。 質(zhì)量 測量范圍為 200 克 30 公斤 ，用四位一體的 LED 數(shù)碼管分時顯示。 （ 1） LED 結(jié)構(gòu)和顯示原理。 LED（ Light Emitting Diode）顯示器是由發(fā)光二極管作為顯示字段的顯示器件，最常見的是由 7 段型發(fā)光二極管（ a～ g7 段）和 1 個圓點型發(fā)光二極管（常以 dp 表示，主要用來顯示小數(shù)點）組成的 LED 顯示器，這種 LED 顯示器也可稱為 7 段數(shù)碼顯示器（或 8 段數(shù)碼顯示器）。 LED 顯示中 的發(fā)光二極管根據(jù)其連接的方法有共陰極和共陽極兩種結(jié)構(gòu)。 共陰極結(jié)構(gòu)：把各段發(fā)光二極管的陰極連接在一起構(gòu)成公共陰極，如圖 20 所示。使用時，公共陰極接地，根據(jù)要求需點亮發(fā)光二極管的陽極輸入高電平，不需點亮的發(fā)光二極管的陽極輸入低電平。 常州大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計 （論文） 第 23 頁 共 32 頁 圖 20 共陰數(shù)碼管引腳圖 共陽極結(jié)構(gòu)：把各段發(fā)光二極管的陽極連接在一起構(gòu)成公共陽極，如圖 21 所示。使用時，公共陽極接 +5V，根據(jù)要求需要點亮發(fā)光二極管的陰極輸入低電平，不需點亮的發(fā)光二極管的陰極輸入高電平。 圖 21 共陽數(shù)碼管引腳圖 通過控制 7 個段的發(fā)光二極管的亮 暗的不同組合，可以顯示多種數(shù)字、字母以及其他符號。 （ 2）字段碼。為了顯示各個數(shù)字或字符，就需要為 LED 提供相應(yīng)的代碼，因為這些代碼是控制各段的亮或滅，供顯示器顯示字形的，所以稱為字段碼（也可以稱為段選碼或字形碼）。 七段發(fā)光二極管再加上 1 個小數(shù)點位，共計 8 段，因此提供給 LED 顯示器的字段碼正好 1 個字節(jié)。各代碼位的對應(yīng)關(guān)系如下： D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 dp g f e d c b a 下圖所示為共陰極 LED 所顯示的不同字符的字段碼，測量范圍為 0～ 99，當(dāng)顯示數(shù)值超出范圍時，顯示器均顯示 F。 顯示字符 共陰極字段碼 0 3FH 1 06H 常州大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計 （論文） 第 24 頁 共 32 頁 2 7BH 3 4FH 4 66H 5 6DH 6 7DH 7 07H 8 7FH 9 6FH F 71H （ 3） N 位 LED 顯示器。在單片機系統(tǒng)中，實際使用的 LED 顯示器有多個， N 位LED 顯示器的顯示要從兩個方面來控制：其一是控制 N 位的字段顯示（即顯示什么字符）；其二是控制字位（即哪一位到哪一位亮）。由 LED 的顯示原理可知，要使某 N 位LED 顯示器的某一位顯示某個字符，就必須將此字符轉(zhuǎn)換為對應(yīng)的字段碼來控制該位的8 個段，同時，該位的字位線也要控制有效，這要通過一定接口來實現(xiàn)。 LED 顯示器有兩種顯示方式，即靜態(tài)顯示方式和動態(tài)顯示方式。 N 位 LED 顯示器有 N 根字位選線（簡稱： “位選線 ”）和 N*8 根字段選線（簡稱： “段選線 ”）。根據(jù)顯 示方式不同，位選線和段選線的連接方式也不同。 各種字符的字段碼的獲取方法有兩種：即軟件譯碼和硬件譯碼法。通常所用的各種型號的單片機開發(fā)系統(tǒng)或?qū)嶒炑b置普遍采用軟件譯碼。 當(dāng)單片機應(yīng)用系統(tǒng)中的 LED 顯示器位數(shù)較多時，為了簡化電路降低成本，一般采用動態(tài)顯示的方式。動態(tài)顯示方式的接口電路的連接方法是：將所有 LED 位的段選線（ a ～ dp）同名并聯(lián)，即所有 a 段并聯(lián)，所有 b 段并聯(lián)。依次類推，然后由一個8 位 I/O 接口來控制各個段，而所有位的位選線則由另外一個相應(yīng)的 I/O 接口線來控制。這樣用兩個 8 位 I/O 接口就能控制 8 位 LED 顯示器。 動態(tài)掃描顯示控制方式就是逐個地循環(huán)點亮各位顯示器，即在某一瞬間，只讓某一位的位選線處于選通狀態(tài)（共陽極的為高電平，共陰極的為低電平）其它各位的位選線處于段開狀態(tài)，同時段選線上輸出相應(yīng)位要顯示字符的字段碼。這樣在每一個瞬間， 4個 LED 中只有選通的那一位 LED 顯示出字符，而其它位則是熄滅的。同樣，在下一瞬間，只顯示下 1 位 LED。如此繼續(xù)下去，等 4 位 LED 都顯示完畢后，在循環(huán)進行。雖然這些字符是在不同的瞬時輪流點亮的，但由于人眼的視覺殘留效應(yīng)，看到的是 4 位穩(wěn)定顯示的字符，與靜態(tài)顯示的效果完全一樣。本 設(shè)計為了簡化電路、降低成本，采用動態(tài)顯示方式。 （ 4）本設(shè)計采用的三極管是 9012。 9012 是一種最常用的普通三極管。 它是一種低電壓 ,大電流 ,小信號的 PNP 型硅三極管 ， 它的主要用途是 開關(guān)應(yīng)用 和 射頻放大 。 （ 5）本設(shè)計中我們采用 74LS245 來驅(qū)動數(shù)碼管。 74LS245 是我們常用的芯片，用來驅(qū)動 led 或者其他的設(shè)備，它是 8 路同相三態(tài)雙向總線收發(fā)器，可雙向傳輸數(shù)據(jù)。 74LS245 還具有雙向三態(tài)功能，既可以輸出，也可以輸入數(shù)據(jù)。當(dāng) 8051 單片機的 P0 口總線負(fù)載達到或超過 P0 最大負(fù)載能力時，必須接入 74LS245 等總線驅(qū)動器。當(dāng)片選端 /CE 低電平有效時， DIR=“0”，信號由 B 向 A 傳輸；（接收）常州大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計 （論文） 第 25 頁 共 32 頁 DIR=“1”，信號由 A 向 B 傳輸；（發(fā)送）當(dāng) /CE 為高電平時， A、 B 均為高阻態(tài)。由于 P2 口始終輸出地址的高 8 位，接口時 74LS245 的三態(tài)控制端 /1G 和 /2G 接地，P2 口與驅(qū)動器輸入線對應(yīng)相連。 P0 口與 74LS245 輸入端相連 ,/E 端接地，保證數(shù)據(jù)現(xiàn)暢通。 8051 的 /RD 和 /PSEN 相與后接 DIR，使得 /RD 或 /PSEN 有效時， 74LS245輸入（ ←Di），其它時間處于輸出（ →Di）。 74LS245 電路圖如圖 22 所示。 圖 22 74LS245 電路圖 本設(shè)計顯示 電路如圖 23 所示。 圖 23 顯示電路 如上圖所示，所有數(shù)碼管的 4個段線相應(yīng)地并接在一起，并接到 AT89S52的 P0口，常州大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計 （論文） 第 26 頁 共 32 頁 由 P0口控制字段輸出。而各位數(shù)碼管的共陽極由 AT89S52的 P3口控制 M1－ M4來實現(xiàn) 4位數(shù)碼管的位輸出控制。 鍵盤電路 鍵盤的結(jié)構(gòu)類型較多，由于該系統(tǒng)需要 鍵盤較多，所以采用 矩陣式鍵盤 。 在矩陣式鍵盤中，每條水平線和垂直線在交叉處不直接連通，而是通過一個按鍵加以連接。這樣，一個端口（如 P1 口 ）就可以構(gòu)成 4*4=16 個按鍵，比之直接將端口線用于鍵盤多出了一倍，而且線數(shù)越多，區(qū)別越明顯，比如再多加一條線就可以構(gòu)成 20 鍵的鍵盤，而直接用端口線則只能多出一鍵（ 9 鍵）。由此可見，在需要的鍵數(shù)比較多時，采用矩陣法來做鍵盤是合理的。 矩陣式鍵盤的按鍵識別方法 。 確定矩陣式鍵盤上何鍵被按下 我們 介紹一種 “行掃描法 ”。行掃描法又稱為逐行（或列）掃描查詢法，是一種最常用的按鍵識別方法，如上圖所示鍵盤，介紹過程如下。判斷鍵盤中有無鍵按下將全部行線 Y0Y3 置低電平，然后檢測列線的狀態(tài)。只要有一列的電平為低，則表示鍵盤中 有鍵被按下，而且閉合的鍵位于低電平線與 4 根行線相交叉的 4 個按鍵之中。若所有列線均為高電平，則鍵盤中無鍵按下。 判斷閉合鍵所在的位置 在確認(rèn)有鍵按下后，即可進入確定具體閉合鍵的過程。其方法是：依次將行線置為低電平，即在置某根行線為低電平時，其它線為高電平。在確定某根行線位置為低電平后，再逐行檢測各列線的電平狀態(tài)。若某列為低，則該列線與置為低電平的行線交叉處的按鍵就是閉合的按鍵。 在本系統(tǒng)中鍵盤采用矩陣式鍵盤并采用中斷工作方式。鍵盤為 2 X 8 鍵盤，包括 0、 十個數(shù)字及確認(rèn)和 清除鍵。采用中斷工作方式提高了 CPU 的利用效率，沒鍵按下時沒有中斷請求，有鍵按下時，向 CPU 提出中斷請求， CPU 響應(yīng)后執(zhí)行中斷服務(wù)程序，在中斷程序中才對鍵盤進行掃描 。 由于本設(shè)計使用的單片機的接口有限，為了充分利用每一個接口，本設(shè)計 采用了74LS164 來擴展接口 。他是 8 位移位寄存器，串行輸入，并行輸出。 串行數(shù)據(jù)輸入端（ A，B）可控制數(shù)據(jù)。當(dāng) A、 B 任意一個為低電平，則禁止新數(shù)據(jù)輸入，在時鐘端（ CLOCK）脈