【正文】 8 參考文獻(xiàn)[1] （數(shù)字部分）. [2] [3] （線性部分）.[4] [5] 李群芳，、接口及應(yīng)用—.[6] [7] 長德，李華，[8] 李群芳，張士軍，[9] [10] 、實驗、測試（第二版）.[11] , Design Techniques for Analog And Digital [12] CiruitsAnalysis Simulation and Hall,1995.9 附錄附錄 1:整機(jī)原理圖附錄 2：實物圖 。寢室的好友，你們的天賦猶如上天恩賜，有了你們我的生活更加精彩。最后對老師，同學(xué)和家人再次致以我最衷心的感謝！教導(dǎo)過我的老師，你們的人格魅力永記我心間。感謝你們，大學(xué)四年給我了那么多的幫助與鼓勵，在我不開心的時候，總能讓我開心起來。其次，要感謝所有曾經(jīng)給我們班任課的老師，老師們教會我的不僅僅是專業(yè)知識，更多的是對待學(xué)習(xí)、對待生活的態(tài)度。老師淵博的專業(yè)知識，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度，精益求精的工作作風(fēng)，誨人不倦的高尚師德，樸實無華、平易近人的人格魅力對我影響深遠(yuǎn)。在我畢業(yè)論文的撰寫過程中，給我提供了極大的幫助和指導(dǎo)。 致謝 這次畢業(yè)論文能夠得以順利完成，是所有曾經(jīng)指導(dǎo)過我的老師，幫助過我的同學(xué)，一直支持著我的家人對我的教誨、幫助和鼓勵的結(jié)果。本文在此方面作一些簡要的探討，因本人水平及能力有限，疏漏之處在所難免。智能化控制的核心部件是單片機(jī)，因其極高的性價比得到廣泛的應(yīng)用與發(fā)展，從而加快了智能化控制的發(fā)展。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)計就顯得舉足輕重，設(shè)計的時候也要十分的小心和賣力。而通過移位已將要移入的尾數(shù)保存在了進(jìn)位位中，所以能實現(xiàn)。其中，移出數(shù)據(jù)的保存可以通過自乘再加進(jìn)位的方法實現(xiàn)，因為乘二表示左移一位，左移后，低位進(jìn)一，則需加一。DA 指令可完成這一調(diào)整。數(shù)制之間的轉(zhuǎn)換：在二進(jìn)制數(shù)制中，每向左移一位表示數(shù)乘二倍。圖 22:A/D 轉(zhuǎn)換啟動及數(shù)據(jù)讀取程序流程圖A / D 5 7 4 初始化啟動 A / D 轉(zhuǎn)換A / D 轉(zhuǎn)換完成數(shù)據(jù)儲存數(shù)據(jù)顯示Y開始N 數(shù)制轉(zhuǎn)換子程序設(shè)計在數(shù)制轉(zhuǎn)換前要進(jìn)行系數(shù)調(diào)整, 在 IN0 輸入的數(shù)最大為 5V，要求的質(zhì)量500g 對應(yīng)的是 ，為十六進(jìn)制向十進(jìn)制轉(zhuǎn)換方便，將系數(shù)放大 100 倍。是圖 20：電子秤函數(shù)流程圖 主要中斷程序流程圖定時器 T0 中斷程序流程圖 ：中斷入口T0 計數(shù)器初始化判斷超重標(biāo)志和重量如果重量大于 5kg 并且超重標(biāo)志=1蜂鳴器報警蜂鳴器報警判斷鬧鐘標(biāo)志發(fā)出“嘀——嘀—嘀”的響鬧聲音返回其他否是圖 21： 定時器 T0 中斷程序流程圖 A/D 轉(zhuǎn)換啟動及數(shù)據(jù)讀取程序設(shè)計A/D 轉(zhuǎn)換子程序主要是指在系統(tǒng)開始運行時，把稱重傳感器傳遞過來的模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號并傳遞到單片機(jī)所涉及到的程序設(shè)計。所以我選擇了太陽人公司的點陣式 128*64 點陣液晶,顯示部分原理圖如下:圖 19:液晶顯示原理圖6 系統(tǒng)軟件設(shè)計 系統(tǒng)子程序主要包括 A/D 轉(zhuǎn)換啟動及數(shù)據(jù)讀取程序設(shè)計、鍵盤輸入控制程序設(shè)計、顯示程序設(shè)計、以及中斷程序設(shè)計等組成。它在特定的溫度范圍內(nèi)，既具有液體的流動性，又具有晶體的某些光學(xué)特性，其透明度和顏色隨電場、磁場、光照度等外界條件變化而變化。因此，我選擇 4*4 矩陣鍵盤,矩陣鍵盤原理圖如下: 圖 18:矩陣鍵盤原理圖本系統(tǒng)采用可以設(shè)置顯示單價，金額，等的 LCD，它具有低功耗、可視面大、畫面友好及抗干擾能力強(qiáng)等功能，其顯示技術(shù)已得到廣泛應(yīng)用。因此，相對于單片機(jī)系統(tǒng)來說鍵盤接口信號是輸入信號。鍵盤由許多鍵組成，每一個鍵相當(dāng)于一個機(jī)械開關(guān)觸點，當(dāng)鍵按下時，觸點閉合，當(dāng)鍵松開時，觸點斷開。6. HX711 應(yīng)用原理圖圖 16： HX711 應(yīng)用原理圖 本系統(tǒng)傳感器及 AD 采集部分原理圖圖 17：傳感器及 AD 部分原理圖 人機(jī)交互部分鍵盤輸入是人機(jī)交互界面中重要的組成部分，它是系統(tǒng)接受用戶指令的直接途徑。芯片從復(fù)位或斷電狀態(tài)進(jìn)入正常工作狀態(tài)后，A/D 轉(zhuǎn)換器需要 4 個數(shù)據(jù)輸出周期才能穩(wěn)定。芯片從復(fù)位或斷電狀態(tài)進(jìn)入正常工作狀態(tài)后，通道 A 和增益128 會被自動選擇作為第一次 A/D 轉(zhuǎn)換的輸入通道和增益。如使用片內(nèi)穩(wěn)壓電源電路，斷電時，外部傳感器和片內(nèi) A/D 轉(zhuǎn)換器會被同時斷電。當(dāng) PD_SCK 為低電平時，芯片處于正常工作狀態(tài)。圖14： 數(shù)據(jù)輸出，輸入通道和增益選擇時序圖表 4 ：延時時間表5. 復(fù)位和斷電當(dāng)芯片上電時，芯片內(nèi)的上電自動復(fù)位電路會使芯片自動復(fù)位。當(dāng) A/D 轉(zhuǎn)換器的輸入通道或增益改變時，A/D 轉(zhuǎn)換器需要 4 個數(shù)據(jù)輸出周期才能穩(wěn)定。第 25 至 27 個時鐘脈沖用來選擇下一次 A/D 轉(zhuǎn)換的輸入通道和增益，參見下表。當(dāng) DOUT 從高電平變低電平后，PD_SCK 應(yīng)輸入 25 至 27 個不等的時鐘脈沖（圖二） 。4. 串口通訊串口通訊線由管腳 PD_SCK 和 DOUT 組成，用來輸出數(shù)據(jù)，選擇輸入通道和增益?？蓪?MCU 芯片的晶振輸出管腳上的時鐘信號通過 20pF 的隔直電容連接到 XI 管腳上，作為外部時鐘輸入。輸出數(shù)據(jù)速率與晶振頻率以上述關(guān)系按比例增加或減少。這種情況下，芯片內(nèi)的時鐘振蕩器電路會自動關(guān)閉，晶振時鐘或外部輸入時鐘電路被采用。這種情況下，典型輸出數(shù)據(jù)速率為 10Hz 或 80Hz 。管腳 VBG 上不需要外接電容，管腳VFB 應(yīng)接地，管腳 BASE 為無連接。應(yīng)選擇該輸出電壓比穩(wěn)壓電源的輸入電壓(VSUP)低至少100mV 。穩(wěn)壓電源的供電電壓(VSUP) 可與數(shù)字電源(DVDD) 相同。2. 供電電源數(shù)字電源(DVDD) 應(yīng)使用與 MCU 芯片相同的的數(shù)字供電電源。40mV 。40mV 。這些增益所對應(yīng)的滿量程差分輸入電壓分別177。HX711 管腳說明：圖 13： HX711 管腳圖HX711 管腳描述：表 2： HX711 管腳描述表1. 模擬輸入通道 A 模擬差分輸入可直接與橋式傳感器的差分輸出相接。題目要求稱重范圍 0～5Kg，重量誤差不大于 ?，于是我選擇的是 HL8 型稱重傳感器，量程 5Kg，精度為 %，滿量程時誤差 ?，完全滿足本系統(tǒng)的精度要求。4. 商品化，使用方便，便于實現(xiàn)遠(yuǎn)距離、自動化測量。2. 分辨力和靈敏度高，精度較高。ou應(yīng)變片測量電橋在測量前使電橋平衡，從而使測量時電橋輸出電壓只與應(yīng)變片感受的應(yīng)變所引起的電阻變化有關(guān)。當(dāng)忽略電源的內(nèi)阻時，由分壓原理有： ADBDouu = （）多功能電子秤203421R????)()()()( 22RRREuo ???????E?當(dāng)滿足條件 R1R3=R2R4 時，即 （）=0，即電橋平衡。直流電橋的特點是信號不會受各元件和導(dǎo)線的分布電感及電容的影響，抗干擾能力強(qiáng)，但因機(jī)械應(yīng)變的輸出信號小，要求用高增益和高穩(wěn)定性的放大器放大。因此，要采用轉(zhuǎn)換電路把應(yīng)變片的△R/R 變化轉(zhuǎn)換成電壓或電流變化。導(dǎo)體的電阻隨著機(jī)械變形而發(fā)生變化的現(xiàn)象叫做電阻應(yīng)變效應(yīng)。電阻應(yīng)變式傳感器是一種利用電阻應(yīng)變效應(yīng)，將各種力學(xué)量轉(zhuǎn)換為電信號的結(jié)構(gòu)型傳感器。因電腦現(xiàn)已非常普及，從電腦的 USB 口取 5V 電源，亦非常方便。5 硬件電路設(shè)計 單片機(jī)電路模塊框圖本電路采用基于 MCS51 單片機(jī)，用 128*64 液晶點陣進(jìn)行顯示的硬件設(shè)計方法，電路硬件模塊圖如下： 圖 6：硬件框圖STC89C52128*64 液晶顯示模塊單片機(jī)復(fù)位振蕩電路超限報警 蜂鳴器秤重傳感器多功能電子秤17 系統(tǒng)硬件的結(jié)構(gòu)框圖如下所示：稱重傳感器 HL8 型STC89C52單片機(jī)單片機(jī)控制模塊數(shù)據(jù)采集部分點陣式 128*64型的 LCD O4*4 矩陣鍵盤人機(jī)交互界面電子稱專用高精度高增益 24 位 A/D 轉(zhuǎn)換芯片 HX711圖 7： 系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)框圖 多功能電子秤18 穩(wěn)壓直流電源設(shè)計 圖 8 ：直流穩(wěn)壓電源本系統(tǒng)設(shè)計為 5V 直流穩(wěn)壓電源給系統(tǒng)供電，AC220 市電經(jīng) 220V～9V 變壓器變壓，然后經(jīng)橋式整流電路，再經(jīng)電容濾波電路，經(jīng) 7805 穩(wěn)壓管穩(wěn)壓，再進(jìn)行二次濾波，輸出較穩(wěn)定的 5V 電壓，給本系統(tǒng)供電。控制器還可以通過對擴(kuò)展I/O的控制，對鍵盤進(jìn)行掃描，而后通過鍵盤散轉(zhuǎn)程序，對整個系統(tǒng)進(jìn)行控制?？刂破鞑糠纸邮軄碜訟/D轉(zhuǎn)換器輸出的數(shù)字信號，經(jīng)過復(fù)雜的運算，將數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為物體的實際重量信號，并將其存儲到存儲單元中。單價可通過按鍵自由調(diào)節(jié)實時自動計算總價．精確度：實時監(jiān)測環(huán)境溫度實時顯示當(dāng)前日期，時間．按照本設(shè)計功能的要求，系統(tǒng)由6個部分組成：控制器部分、測量部分、報警部分、數(shù)據(jù)顯示部分、鍵盤部分、和電路電源部分，系統(tǒng)設(shè)計總體方案框圖如下圖圖5所示。準(zhǔn)確秤重，并通過液晶實時顯示。精度等級Ⅲ級，電源DC5V供電。此外，還可通過鍵盤設(shè)定所稱物品的價格。 本系統(tǒng)的設(shè)計思路本課題的主要設(shè)計思路是：利用壓力傳感器采集因壓力變化產(chǎn)生的電壓信號，經(jīng)過電壓放大電路放大，然后再經(jīng)過模數(shù)轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，最后把數(shù)字信號送入單片機(jī)。使用這種方案會給系統(tǒng)設(shè)計帶來一定的難度。單片機(jī)控制適合于功能比較簡單的控制系統(tǒng),而且其具有成本低,功耗低,體積小算術(shù)運算功能強(qiáng),技術(shù)成熟等優(yōu)點。結(jié)構(gòu)簡圖如下圖 3 所示： 圖 3： LCD 顯示的方案數(shù)據(jù)采集 單片機(jī)（AT89C52）數(shù)碼管顯示聲光報警多功能電子秤14目前單片機(jī)技術(shù)比較成熟，功能也比較強(qiáng)大，被測信號經(jīng)放大整形后送入單片機(jī)，由單片機(jī)對測量信號進(jìn)行處理并根據(jù)相應(yīng)的數(shù)據(jù)關(guān)系顯示出被測物體的重量。這種方案不僅加強(qiáng)了人機(jī)交換的能力，而且滿足設(shè)計要求。這樣在處理輸入輸出接口時需要另行擴(kuò)展足夠多的 I/O 接口供數(shù)碼管使用，比較麻煩。 結(jié)構(gòu)簡圖如下圖 2 所示：圖 2 ： 帶有鍵盤輸入的結(jié)構(gòu)簡圖此方案設(shè)計的電子秤，可以實現(xiàn)稱物計價功能，但是局限于數(shù)碼管的功能，在顯示時只能顯示單價、購物總額以及簡單的貨物代碼等。Keil 軟件由于其強(qiáng)大