【導(dǎo)讀】材等的測(cè)量時(shí)誤差更明顯。軟件實(shí)現(xiàn)了對(duì)電子稱(chēng)的功能仿真設(shè)計(jì)。主要分為五個(gè)模塊：雙精度的物體重量采集模塊、單片機(jī)處理模塊、鍵盤(pán)控制模塊、數(shù)據(jù)顯示模塊以及軟件驅(qū)動(dòng)模塊。以不同壓力傳感器。LCD12864液晶上進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示。整個(gè)電子稱(chēng)系統(tǒng)能夠智能化的實(shí)現(xiàn)雙精度自動(dòng)測(cè)量、高等特點(diǎn)，可以更好的應(yīng)用于不同的應(yīng)用場(chǎng)合，適應(yīng)了中小型市場(chǎng)的需求。

　　

【正文】 用 AMPIRE 128 64 LCD 液晶顯示器 ，主要用于顯示 數(shù)字、專(zhuān)用符號(hào)和圖形 。 超量程報(bào)警部分的選擇 智能儀器一般都具有報(bào)警和通訊功能，報(bào)警主要用于系統(tǒng)運(yùn)行出錯(cuò)、當(dāng)測(cè)量的數(shù)據(jù)超過(guò)儀表量程或者是超過(guò)用戶(hù)設(shè)置的上下限時(shí)為提醒用戶(hù)而設(shè)置。在本系統(tǒng)中，設(shè)置報(bào)警的目的就是在超出電子秤測(cè)量范圍時(shí)，發(fā)出聲光報(bào)警信號(hào)，提示用戶(hù)，防止損壞儀器。 超限報(bào)警電路是由單片機(jī)的 I/O 口來(lái)控制的，當(dāng) 稱(chēng)重物體重量超過(guò)系統(tǒng)設(shè)計(jì)所允許的重量時(shí)，通過(guò)程序使單片機(jī)的 I/O 值為高電平，報(bào)警燈 D2 發(fā)光。 東北大學(xué)秦皇島分校畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 21 頁(yè) 3 硬件電路設(shè)計(jì) AT89S52 單片機(jī) 介紹 AT89S52 單片機(jī)綜述 單片機(jī)的誕生標(biāo)志著計(jì)算機(jī)正式形成了通用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)和嵌入式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)兩個(gè)分支。通用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)主要用于海量高速數(shù)值運(yùn)算，不必兼顧控制功能，其數(shù)據(jù)總線(xiàn)的寬度不斷更新，而且不斷提高運(yùn)算速度和完善通用操作系統(tǒng)。以突出其高速海量數(shù)值運(yùn)算能力，在數(shù)據(jù)處理、模擬仿真、人工智能、圖象處理、多媒體、網(wǎng)絡(luò)通信中得到了廣泛的應(yīng)用；單片機(jī)作為最典型的嵌入式系統(tǒng)，由于其微小的體積和低廉的成本，廣泛應(yīng)用于家用電 器、機(jī)器人、儀器儀表、工業(yè)控制單元、辦公自動(dòng)化設(shè)備以及通信產(chǎn)品中，成為現(xiàn)代電子系統(tǒng)中最重要的智能化工具。因此，單片機(jī)的出現(xiàn)大大促進(jìn)了現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，成為近代計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展史上一個(gè)重要里程碑 [5]。 單片機(jī)的典型代表是 Intel 公司在 20 世紀(jì) 80 年代初設(shè)計(jì)生產(chǎn)的 MCS51 單片機(jī)。后來(lái) Intel 公司把 MCS51 的核心技術(shù)授權(quán)給了很多其它的公司，所以有很多公司在做以8051 為核心的單片機(jī)，當(dāng)然，功能或多或少有些改變以滿(mǎn)足不同的需求，其中的 89S52就是這幾年在我國(guó)非常流行的單片機(jī)，這是由美國(guó) ATMEL 公司開(kāi)發(fā)生產(chǎn)的。 AT89S52 是一種低功耗、高性能 CMOS8 位微控制器，具有 8K在系統(tǒng)可編程Flash 存儲(chǔ)器。使用 Atmel 公司高密度 非 易失性存儲(chǔ)器 技術(shù)制造，與工業(yè) 80C51 產(chǎn)品指令和引腳完全兼容。片上 Flash 允許程序存儲(chǔ)器在系統(tǒng)可編程，亦適于常規(guī)編程器。在單芯片上，擁有靈巧的 8 位 CPU 和在系統(tǒng)可編程 Flash，使得 AT89S52 為眾多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提 供高靈活、超有效的解決方案。 AT89S5 具有以下標(biāo)準(zhǔn)功能： 8k 字節(jié)Flash， 256 字節(jié) RAM， 32 位 I/O 口線(xiàn)，看門(mén)狗定時(shí)器， 2 個(gè)數(shù)據(jù)指針，三個(gè) 16 位 定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器，一個(gè) 6 向量 2 級(jí)中斷結(jié)構(gòu)，全雙工串行口，片內(nèi)晶振及 時(shí)鐘電路 。另外，AT89S52 可降至 0Hz 靜態(tài)邏輯操作，支持 2 種 軟件 可選擇節(jié)電模式?？臻e模式下， CPU 停止工作 ， 允許 RAM、定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器、串口 、 中斷繼續(xù)工作。掉電保護(hù)方式下，RAM 內(nèi)容被保存，振蕩器被凍結(jié)，單片機(jī)一切工作停止，直到下一個(gè)中斷或硬件 東北大學(xué)秦皇島分校畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 22 頁(yè) 復(fù)位為止。 在本系統(tǒng)中用于稱(chēng)量的主要器件是稱(chēng)重傳感器，稱(chēng)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(xiàn)性關(guān)系。由于稱(chēng)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(lái)說(shuō)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(chēng)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)算出物體的重量。在本系統(tǒng)中，硬件電路的構(gòu)成主要有以下幾部分： AT89S52 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。 圖 單片機(jī)外接電路 AT89S52 的最小系統(tǒng)電路構(gòu)成 AT89S52 單片機(jī)的最小系統(tǒng)由時(shí)鐘電路、復(fù)位電路、 電源電路及單片機(jī)構(gòu)成。 單片機(jī)的時(shí)鐘信號(hào)用來(lái)提供單片機(jī)片內(nèi)各種操作的時(shí)間基準(zhǔn)，復(fù)位操作則使單片機(jī)的片內(nèi)電路初始化，使單片機(jī)從一種確定的初態(tài)開(kāi)始運(yùn)行。 單片機(jī)的時(shí)鐘信號(hào)通常用兩種電路形式得到：內(nèi)部振蕩方式和外部振蕩方式。在引腳 XTAL1 和 XTAL2 外接晶體振蕩器 (簡(jiǎn)稱(chēng)晶振 )或陶瓷諧振器，就構(gòu)成了內(nèi)部振蕩方式。由于單片機(jī)內(nèi)部有一個(gè)高增益反相放大器，當(dāng)外接晶振后，就構(gòu)成了自激振蕩器并產(chǎn)生振蕩時(shí)鐘脈沖。 當(dāng)單片機(jī)的復(fù)位引腳 RST 出現(xiàn) 2 個(gè)機(jī)器周期以上的高電平時(shí)，單片機(jī)就執(zhí)行復(fù)位復(fù)位電路 時(shí)鐘電路 按鍵接口電路 A/D 轉(zhuǎn)換接口電路 LCD 顯示電路 報(bào)警電路 單 片 機(jī) 東北大學(xué)秦皇島分校畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 23 頁(yè) 操作。如果 RST 持續(xù)為高電平，單片 機(jī)就處于循環(huán)復(fù)位狀態(tài)。根據(jù)應(yīng)用的要求，復(fù)位操作通常有兩種基本形式：上電復(fù)位和上電或開(kāi)關(guān)復(fù)位。上電復(fù)位要求接通電源后，自動(dòng)實(shí)現(xiàn)復(fù)位操作。 上電或開(kāi)關(guān)復(fù)位要求電源接通后，單片機(jī)自動(dòng)復(fù)位，并且在單片機(jī)運(yùn)行期間，用開(kāi)關(guān)操作也能使單片機(jī)復(fù)位。單片機(jī)的復(fù)位操作使單片機(jī)進(jìn)入初始化狀態(tài)，其中包括使程序計(jì)數(shù)器 PC＝ 0000H，這表明程序從 0000H 地址單元開(kāi)始執(zhí)行。 系統(tǒng)復(fù)位是任何微機(jī)系統(tǒng)執(zhí)行的第一步，使整個(gè)控制芯片回到默認(rèn)的硬件狀態(tài)下。51 單片機(jī)的復(fù)位是由 RESET 引腳來(lái)控制的，此引腳與高電平相接超過(guò) 24 個(gè)振蕩 周期后， 51 單片機(jī)即進(jìn)入芯片內(nèi)部復(fù)位狀態(tài)，而且一直在此狀態(tài)下等待，直到 RESET 引腳轉(zhuǎn)為低電平后，才檢查 EA 引腳是高電平或低電平，若為高電平則執(zhí)行芯片內(nèi)部的程序代碼，若為低電平便會(huì)執(zhí)行外部程序。 圖 AT89S52 最小系統(tǒng)電路 A/D 轉(zhuǎn)換器與 AT89S52 單片機(jī)接口電路 AD574 是美國(guó) Analog Device 公司生產(chǎn)的 12 位單片 A/D 轉(zhuǎn)換器。它采用逐次逼近型的 A/D 轉(zhuǎn)換器，最大轉(zhuǎn)換時(shí)間為 25us，轉(zhuǎn)換精度為 %，所以適合于高精度的快速 東北大學(xué)秦皇島分校畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 24 頁(yè) 轉(zhuǎn)換采樣系統(tǒng)。芯片內(nèi)部包 含微處理器借口邏輯（有三態(tài)輸出緩沖器），故可直接與各種類(lèi)型的 8 位或者 16 位的微處理器連接，而無(wú)需附加邏輯接口電路，切能與 CMOS 及TTL 電路兼容。 AD574 采用 28 腳雙列直插標(biāo)準(zhǔn)封裝。 圖 AD574 芯片引腳圖 A/D574 有 5 根控制線(xiàn)，邏輯控制輸入信號(hào)有： A0：字節(jié)選擇控制信號(hào)。 CE：片啟動(dòng)信號(hào)。 /CS：片選信號(hào)。當(dāng) /CS=0， CE=1 同時(shí)滿(mǎn)足時(shí)， AD574 才處于工作狀態(tài)，否則工作被禁止。 R/C：讀數(shù)據(jù) /轉(zhuǎn)換控制信號(hào)。 12/8：數(shù)據(jù)輸出格式選擇控 制信號(hào)。當(dāng)其為高電平時(shí)，對(duì)應(yīng) 12 位并行輸出；為低電平時(shí)，對(duì)應(yīng) 8 位輸出。 當(dāng) R/C=0，啟動(dòng) A/D 轉(zhuǎn)換：當(dāng) A0=0，啟動(dòng) 12 位 A/D 轉(zhuǎn)換方式；當(dāng) A0=1，啟動(dòng) 8位轉(zhuǎn)換方式。 當(dāng) R/C=1，數(shù)據(jù)輸出， A0=0 時(shí)，高 8 位數(shù)據(jù)有效； A0=1 時(shí)，低 4 位數(shù)據(jù)有效， 東北大學(xué)秦皇島分校畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 25 頁(yè) 中間 4 位為 0，高 4 位為三態(tài)。 輸出信號(hào)有： STS：工作狀態(tài)信號(hào)線(xiàn)。當(dāng)啟動(dòng) A/D 進(jìn)行轉(zhuǎn)換時(shí)， STS 為高電平；當(dāng) A/D 轉(zhuǎn)換結(jié)束時(shí)為低電平。則可以利用此線(xiàn)驅(qū)動(dòng)一信號(hào)二極管的亮滅，從而表示是否處于 A/D 轉(zhuǎn)換。 由于對(duì) AD574 的 12 引腳 的外接電路有不同連接方式，所以 AD574 與單片機(jī)的接口方案有兩種，一種是單極性接法，可實(shí)現(xiàn)輸入信號(hào) 0～ 10V 或者 0～ 20V 的轉(zhuǎn)換；另一種為雙極性接法，可實(shí)現(xiàn)輸入信號(hào) 5～ +5V 或者 10～ +10V 之間轉(zhuǎn)換。本次設(shè)計(jì)采用單極性接法。 圖 AD574 與 AT89S52 的接線(xiàn)圖 根據(jù)芯片管腳的原理，無(wú)論啟動(dòng)、轉(zhuǎn)換還是結(jié)果輸出，都要保證 CE 端為高電平，所以可以將單片機(jī)的 /RD 引腳和 /WR 端通過(guò)與非門(mén)與 AD574 的 CE 端連接起來(lái)。轉(zhuǎn)換結(jié)果分高 8 位、低 4 位與 P0 口相連，分兩次讀入，所以 12/8 端接地。同時(shí)，為了使 CS、A0、 R/C 在讀取轉(zhuǎn)換結(jié)果時(shí)保持相應(yīng)的電平，可以將來(lái)自單片機(jī)的控制信號(hào)經(jīng) 74LS373鎖存后再接入。 CPU 可采用中斷、查詢(xún)或者程序延時(shí)等方式讀取 AD574 的轉(zhuǎn)換結(jié)果，本設(shè)計(jì)采用 查詢(xún) 方式 。 東北大學(xué)秦皇島分校畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 26 頁(yè) 顯示電路與 AT89S52 單片機(jī)的接口電路 圖 單片機(jī)與 LCD 接線(xiàn)圖 12864 點(diǎn)陣型 LCD 簡(jiǎn)介 12864 是一種圖形點(diǎn)陣液晶顯示器 ,它主要由行驅(qū)動(dòng)器 /列驅(qū)動(dòng)器及 12864 全點(diǎn)陣液晶顯示器組成?？赏瓿蓤D形顯示，也可以顯示 48 個(gè) (1616 點(diǎn)陣 ) 漢字。 主要技術(shù)參數(shù)與顯示特性： 電源： VDD ～ +5V（內(nèi)置升壓電路，無(wú)需負(fù)壓）； 顯示內(nèi)容： 128 列 64 行 LCD 類(lèi)型： STN 多種軟件功能：光標(biāo)顯示、畫(huà)面移位、自定義字符、睡眠模式等 東北大學(xué)秦皇島分校畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 27 頁(yè) 表 1： 12864LCD 的引腳說(shuō)明 管腳號(hào) 管腳名稱(chēng) LEVER 管腳功能描述 1 VSS 0 電源地 2 VDD + 電源電壓 3 V0 液晶顯示器驅(qū)動(dòng)電壓 4 D/I(RS) H/L D/I=“H”，表示 DB7~DB0 為顯示數(shù)據(jù) D/I=“L”，表示 DB7~DB0 為顯示指令數(shù)據(jù) 5 R/W H/L R/W=“H”， E=“H”數(shù)據(jù)被讀到 DB7~DB0 R/W=“L”， E=“H→L” 數(shù)據(jù)被寫(xiě)到 IR 或 DR 6 E H/L R/W=“L”， E 信號(hào)下降沿鎖存 DB7~DB0 R/W=“H”， E=“H”DDRAM數(shù)據(jù)讀到 DB7~DB0 7 DB0 H/L 數(shù)據(jù)線(xiàn) 8 DB1 H/L 數(shù)據(jù)線(xiàn) 9 DB2 H/L 數(shù)據(jù)線(xiàn) 10 DB3 H/L 數(shù)據(jù)線(xiàn) 11 DB4 H/L 數(shù)據(jù)線(xiàn) 12 DB5 H/L 數(shù)據(jù)線(xiàn) 13 DB6 H/L 數(shù)據(jù)線(xiàn) 14 DB7 H/L 數(shù)據(jù)線(xiàn) 15 CS1 H/L H:選擇芯片 (右半屏 )信號(hào) 16 CS2 H/L H:選擇芯片 (左半屏 )信號(hào) 17 RET H/L 復(fù)位信號(hào) ,低電平復(fù)位 18 VOUT 10V LCD 驅(qū)動(dòng)負(fù)電壓 19 LED+ LED 背光板電源 20 LED LED 背光板電源 點(diǎn)陣 LCD 的顯示原理 在數(shù)字電路中，所有的數(shù)據(jù)都是以 0 和 1 保存的，對(duì) LCD 控制器進(jìn)行不同的數(shù)據(jù)操作，可以得到不同的結(jié)果。對(duì)于顯示英文操作，由于英文字母種類(lèi)很少，只需要 8 位（一字節(jié)）即可。而對(duì)于中文，常用卻有 6000 以上，于是我們的 DOS 前輩想了一個(gè)辦法，就是將 ASCII 表的高 128 個(gè)很少用到的數(shù)值以?xún)蓚€(gè)為一組來(lái)表示漢字，即漢字的內(nèi)碼。而剩下的低 128 位則留給英文字符使 用，即英文的內(nèi)碼。那么，得到了漢字的內(nèi)碼后，還僅是一組數(shù)字， 若要 在屏幕上顯示 ， 就涉及到文字的字模，字模雖然也是一組數(shù)字，但它的意義卻與數(shù)字的意義有了根本的變化，它是用數(shù)字的各位信息來(lái)記載英文或漢字的形狀，如英文的 39。A39。在字模的記載方式如圖 所示： 東北大學(xué)秦皇島分校畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 28 頁(yè) 圖 “A”字模圖 而中文的 “你 ”在字模中的記載卻如圖 所 示： 圖 “你 ”字模圖 12864LCD 指令系統(tǒng) 表 2： 12864LCD 指令表 指令名稱(chēng) 控制信號(hào) 控制代碼 R/W RS DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB0 顯示開(kāi)關(guān) 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1/0 顯示起始行設(shè)