【導讀】本高，需要交流電源供電、攜帶不便、應用場所受到限制。因此，本文旨在設(shè)計一種測。量準確、價格低廉、攜帶方便、應用廣泛的電子稱重儀。該電子稱重儀根據(jù)電阻的應變效應原理將電阻所受應變。液晶顯示，對物體重量的進行實時顯示，使用戶界面友好，方便控制讀取。

　　

【正文】 R/W=“L”， E=“H→L” ， DB7—DB0 的數(shù)據(jù)被寫到 IR 或 DR 6 E(SCLK) H/L 使能信號 7~14 DB0~DB7 H/L 三態(tài)數(shù)據(jù)線 15 PSB H/L H： 8 位或 4 位并口方式 L：串口方式 16 NC 空腳 17 H/L 復位端，低電平有效（見注釋 2） 18 NC 空腳 19 LEDA VDD 背光源正端（ +5V）（見注釋 3） 20 LEDK VSS 背光源負端（ 0V）（見注釋 3） 控制器接口信號說明 RS、 R/W 的配合選擇決定控制界面的 4 種模式 ，見表 ； E 信號的狀態(tài)選擇決定數(shù)據(jù)讀寫的 2 種模式，功能見表 。 東北大學秦皇島分校畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 28 頁 表 RS、 R/W的配合選擇 功能說明 RS R/W 功能說明 L L MPU 寫指令到指令暫存器（ IR） L H 讀出忙標志（ BF）及地址計數(shù) 器（ AC）的狀態(tài) H L MPU 寫入數(shù)據(jù)到數(shù)據(jù)暫存器（ DR） H H MPU 從數(shù)據(jù)暫存器（ DR）中讀出數(shù)據(jù) 表 E信號的狀態(tài)選擇 E 狀態(tài) 執(zhí)行動作 結(jié)果 H→L I/O 緩沖 →DR 配合 /W 進行寫數(shù)據(jù)或指令 H DR→I/O 緩存 配合 R 進行讀數(shù)據(jù)或指令 L→H 無動作 忙標志： BF BF 標志提供內(nèi)部工作情況。 BF=1 表示模塊在進行內(nèi)部操作，此時模塊不接受外部指令和數(shù)據(jù)。 BF=0 時，模塊為準備狀態(tài)，隨時可接受外部指令和數(shù)據(jù)。利用 STATUS RD指令，可以將 BF 讀到 DB7 總線，從而檢 驗模塊之工作狀態(tài)。 字型產(chǎn)生 ROM（ CGROM） 字型產(chǎn)生 ROM（ CGROM）提供 8192 個觸發(fā)器是用于模塊屏幕顯示開和關(guān)的控制。DEF=1 為開顯示（ DISPLAY ON）， DDRAM 的內(nèi)容就顯示在屏幕上， DEF=0 為關(guān)顯示（ DISPLAY OFF）。 DEF 的狀態(tài)是指令 DISPLAY ON/OFF 和 RST 信號控制的。 顯示數(shù)據(jù) RAM（ DDRAM） 模塊內(nèi)部顯示數(shù)據(jù) RAM 提供 642 個位元組的空間，最多可控制 4 行 16 字（ 64 個字）的中文字型顯示，當寫入顯示數(shù)據(jù) RAM 時，可分別顯示 CGROM 與 CGRAM 的字型： 此模塊可顯示三種字型，分別是半角英文數(shù)字型（ 168）、 CGRAM 字型及 CGROM的中文字型，三種字型的選擇，由在 DDRAM 中寫入的編碼選擇，在 0000H—0006H 的編碼中（其代碼分別是 0000、 000 000 0006 共 4 個）將選擇 CGRAM 的自定義字型， 02H—7FH 的編碼中將選擇半角英文數(shù)字的字型，至于 A1 以上的編碼將自動的結(jié)合下一個位元組，組合兩個位元組的編碼形成中文字型的編碼 BIG5（ A140—D75F），GB（ A1A0—F7FFH）。 東北大學秦皇島分校畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 29 頁 字型產(chǎn)生 RAM（ CGRAM） 字型產(chǎn)生 RAM 提供圖像定 義（造字）功能，可以提供四組 1616 點的自定義圖像空間，使用者可以將內(nèi)部字型沒有提供的圖像字型自行定義到 CGRAM 中，便可和CGROM 中的定義一樣地通過 DDRAM 顯示在屏幕中。 地址計數(shù)器 AC 地址計數(shù)器是用來儲存 DDRAM 之一的地址，它可由設(shè)定指令暫存器來改變，之后只要讀取或是寫入 DDRAM/CGRAM 的值時，地址計數(shù)器的值就會自動加一，當 RS 為“ 0” 時而 R/W 為 “ 1” 時，地址計數(shù)器的值會被讀取到 DB6—DB0 中。 光標 /閃爍控制電路 由地址計數(shù)器的值來制定 DDRAM 中的光標或閃爍位置 。 鍵盤 控制部分 設(shè)計 在鍵盤中按鍵數(shù)量較多時，為了減少 I/O口的占用，通常將按鍵排列成矩陣形式，如圖所示。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 44=16個按鍵，比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。 矩陣式結(jié)構(gòu)的鍵盤顯然比直接法要復雜一些，識別也要復雜一些，列線和行線直接接到單 片機的 I/O口。初始是給行管腳高電平，這樣，當按鍵沒有按下時，行的輸出端都是高電平，代表無鍵按下。一旦有鍵按下，則相應交叉點所在的行線就會被拉低，然后再給列管腳置高電平，然后再檢測出相應交叉點的低電平值。這樣，通過讀取 I/O的狀態(tài)就可得知是否有鍵按下，并由軟件程序識別鍵值。矩陣鍵盤如圖 。 圖 44 矩陣鍵盤 東北大學秦皇島分校畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 30 頁 存儲部分 設(shè)計 存儲部分采用掉電不易失的 EEPROM 存儲芯片 AT24C02。用于存儲電子稱重儀調(diào)整 的 各個單價。 AT24C02基本特性 AT24C02 簡介 AT24C02 是一個 2K位串行 CMOS EEPROM，內(nèi)部含有 256個 8位字節(jié)，采用先進CMOS 技術(shù)實質(zhì)上減少了器件的功耗。 AT24C02有一個 16 字節(jié)頁寫緩沖器，該器件通過 I2C 總線接口進行操作，有一個專門的寫保護功能。 AT24C02支持 I2C總線數(shù)據(jù)傳送協(xié)議， I2C總線協(xié)議規(guī)定，任何將數(shù)據(jù)傳送到總線的器件作為發(fā)送器。任何從總線接收數(shù)據(jù)的器件為接收器。數(shù)據(jù)傳送是由產(chǎn)生串行時鐘和所有起始停止信號的主器件控制的。主器件和從器件都可以作為發(fā)送器或接收器，但由主器件控制傳送數(shù)據(jù)（發(fā)送或接收）的模式 ，通過器件地址輸入端 A0、 A1和 A2可以實現(xiàn)將最多 8個 AT24C01 和 AT24C02器件， 4個 AT24C04器件， 2個 AT24C08器件和 1個AT24C16器件連接到總線上。 特性 與 400KHz I2C 總線兼容 + ~ + V工作電壓范圍 低功耗 CMOS 技術(shù) 寫保護功能當 WP 為高電平時進入寫保護狀態(tài) 頁寫緩沖器 自定時擦寫周期 1,000,000 編程 /擦除周期 可保存數(shù)據(jù) 100 年 8 腳 DIP SOIC 或 TSSOP 封裝 溫度范圍商業(yè)級工業(yè)級和汽車級 極限參數(shù) 工作溫度 ：工業(yè)級 ﹣ 55176。C ~ +125176。C 商業(yè)級 0176。C ~ +75176。C 東北大學秦皇島分校畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 31 頁 貯存溫度 ： ﹣ 65176。C ~ +150176。C 各管腳承受電壓 ： ﹣ ~ Vcc+ VCC 管腳承受電壓 ： ﹣ ~ + 封裝功率損耗 （ Ta=25176。C） ： 焊接溫度 （ 10秒 ） ： 300176。C 輸出短路電流： 100mA AT24C02的 I2C 總線協(xié)議 I2C 總線協(xié)議定義如下： （ 1）只有在總線空閑時才允許啟動數(shù)據(jù)傳送。 （ 2）在數(shù)據(jù)傳送過程中，當時鐘線為高電平時，數(shù)據(jù)線必須保持穩(wěn) 定狀態(tài)，不允許有跳變。時鐘線為高電平時，數(shù)據(jù)線的任何電平變化將被看作總線的起始或停止信號。 起始信號： 時鐘線保持高電平期間，數(shù)據(jù)線電平從高到低跳變作為 I2C總線的起始信號。 停止信號： 時鐘線保持高電平期間，數(shù)據(jù)線電平從低到高跳變作為 I2C總線的停止信號。 其時序如下列各圖所示。 圖 總線時序 圖 寫周期時序 東北大學秦皇島分校畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 32 頁 圖 數(shù)據(jù)有效性 圖 起始 /停止時序圖 主器件通過發(fā)送一個起始信號啟動發(fā)送過程，然后發(fā)送它所要尋址的從器件的地址。 8位從器件地址的高 4位固定為 1010。接下來的 3位（ A A A0）為器件的地址位，用來定義哪個器件以及器件的哪個部分被主器件訪問，上述 8個 AT24C02可單獨被系統(tǒng)尋址。從器件 8位地址的最低位，作為讀寫控制位。 “ 1” 表示對從器件進行讀操作， “ 0”表示對從器件進行寫操作。在主器件發(fā)送起始信號和從器件地址字節(jié)后， AT24C02監(jiān)視總線并當其地址與發(fā)送的從地址相符時響應一個應答信號（通過 SDA線）。 AT24C02再根據(jù)讀寫控制位（ R/W）的狀態(tài)進行讀或?qū)懖僮鳌? I2C總線數(shù)據(jù)傳送時，每成功地傳送一個字節(jié)數(shù)據(jù)后，接收器都必須產(chǎn)生一個應答信號 。應答的器件在第 9個時鐘周期時將 SDA線拉低，表示其已收到一個 8位數(shù)據(jù)。 AT24C02在接收到起始信號和從器件地址之后響應一個應答信號，如果器件已選擇了寫操作，則在每接收一個 8位字節(jié)之后響應一個應答信號。 當 AT24C02工作于讀模式時，在發(fā)送一個 8位數(shù)據(jù)后釋放 SDA線并監(jiān)視一個應答信號，一旦接收到應答信號， AT24C02繼續(xù)發(fā)送數(shù)據(jù)，如主器件沒有發(fā)送應答信號，器件停止傳送數(shù)據(jù)且等待一個停止信號。 東北大學秦皇島分校畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 33 頁 圖 應答時序圖 在字節(jié)寫模式下，主器件發(fā)送起始命令和從器件地址信息（ R/W位置零）給從器件 ，在從器件產(chǎn)生應答信號后，主器件發(fā)送 AT24C02的字節(jié)地址，主器件在收到從器件的另一個應答信號后，再發(fā)送數(shù)據(jù)到被尋址的存儲單元。 AT24C02再次應答，并在主器件產(chǎn)生停止信號后開始內(nèi)部數(shù)據(jù)的擦寫，在內(nèi)部擦寫過程中， AT24C02不再應答主器件的任何請求。 用頁寫， AT24C02可以一次寫入 16個字節(jié)的數(shù)據(jù)。頁寫操作的啟動和字節(jié)寫一樣，不同在于傳送了一字節(jié)數(shù)據(jù)后并不產(chǎn)生停止信號。主器件被允許發(fā)送 P（ AT24WC02：P=15）個額外的字節(jié)。每發(fā)送一個字節(jié)數(shù)據(jù)后 AT24C02產(chǎn)生一個應答位并將字節(jié)地址低位加 1，高位保持不變。 圖 字節(jié)寫時序 如果在發(fā)送停止信號之前主器件發(fā)送超過 P+1個字節(jié)，地址計數(shù)器將自動翻轉(zhuǎn)，先前寫入的數(shù)據(jù)被覆蓋。 接收到 P+1字節(jié)數(shù)據(jù)和主器件發(fā)送的停止信號后， AT24C02啟動內(nèi)部寫周期將數(shù)據(jù)寫到數(shù)據(jù)區(qū)。所有接收的數(shù)據(jù)在一個寫周期內(nèi)寫入 AT24C02。 可以利用內(nèi)部寫周期時禁止數(shù)據(jù)輸入這一特性 ， 一旦主器件發(fā)送停止位指示主器件操作結(jié)束時， AT24C0啟動內(nèi)部寫周期，應答查詢立即啟動，包括發(fā)送一個起始信號和進行寫操作的從器件地址。如果 AT24C02正在進行內(nèi)部寫操作，不會發(fā)送應答 信號。如 東北大學秦皇島分校畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 34 頁 果 AT24C02已經(jīng)完成了內(nèi)部自寫周期，將發(fā)送一個應答信號，主器件可以繼續(xù)進行下一次讀寫操作。 圖 頁寫時序圖 寫保護操作特性可使用戶避免由于不當操作而造成對存儲區(qū)域內(nèi)部數(shù)據(jù)的改寫，當WP 管腳接高時，整個寄存器區(qū)全部被保護起來而變?yōu)橹豢勺x取。 AT24C02可以接收從器件地址和字節(jié)地址，但是裝置在接收到第一個數(shù)據(jù)字節(jié)后不發(fā)送應答信號從而避免寄存器區(qū)域被編程改寫。 對 AT24C02讀操作的初始化方式和寫操作時一樣，僅把 R/W位置為 1，有三種不同的讀操作方式：立即地址讀、選擇讀和連續(xù)讀。 AT24C02的地址計數(shù)器內(nèi)容為最后操作字節(jié)的地址加 1。也就是說，如果上次讀 /寫的操作地址為 N，則立即讀的地址從地址 N+1開始。如果 N=E（這里對對 24WC02， E=255），則計數(shù)器將翻轉(zhuǎn)到 0且繼續(xù)輸出數(shù)據(jù)。 AT24C02接收到從器件地址信號后（ R/W位置 1），它首先發(fā)送一個應答信號，然后發(fā)送一個 8 位字節(jié)數(shù)據(jù)。主器件不需發(fā)送一個應答信號，但要產(chǎn)生一個停止信號。 圖 立即地址讀時序圖 選擇性讀操作允許主器件對寄存器的任意字節(jié)進行讀操作，主器件首先通過發(fā)送起始信號、從器件地址和它想讀取的字節(jié)數(shù)據(jù) 的地址執(zhí)行一個偽寫操作。在 AT24C02應答之后，主器件重新發(fā)送起始信號和從器件地址，此時 R/W位置 1， AT24C02響應并發(fā)送應答信號，然后輸出所要求的一個 8位字節(jié)數(shù)據(jù)，主器件不發(fā)送應答信號但產(chǎn)生一個停止信號。 連續(xù)讀操作可通過立即讀或選擇性讀操作啟動，在 AT24C02發(fā)送完一個 8位字節(jié)數(shù) 東北大學秦皇島分校畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 35 頁 據(jù)后，主器件產(chǎn)生一個應答信號來響應，告知 AT24C02主器件要求更多的數(shù)據(jù)，對應每個主機產(chǎn)生的應答信號 AT24C02將發(fā)送一個 8位數(shù)據(jù)字節(jié)。當主器件不發(fā)送應答信號而發(fā)送停止位時結(jié)束此操作。 圖 選擇讀時序圖 從 AT24C02輸出的數(shù)據(jù)按順序由 N到 N+1輸出。讀操作時地址計數(shù)器在 AT24C02整個地址內(nèi)增加，這樣整個寄存器區(qū)域在可在一個讀操作內(nèi)全部讀出。當讀取的字節(jié)超過E（對于 AT24C02 E=255）計數(shù)器將翻轉(zhuǎn)到零并繼續(xù)輸出數(shù)據(jù)字節(jié)。 圖 連續(xù)讀時序圖 AT24C02與單片機連接 由于 AT24C0