【正文】 //鬧鐘狀態(tài) A解 除鬧鐘 { clock_flag=0。(miao5)) { clock_flag=1。(status==2)amp。(fen==clock_fen)amp。 if((shi==clock_shi)amp。 //獲得溫度 show_date()。 //跳去運(yùn)行電子稱 tmpchange()。//初始化芯片 init_1602()。 在論文即將完成之際，我的心情無(wú)法平靜，從開(kāi)始進(jìn)入課題到論文的順利完成，有多少可敬的師長(zhǎng)、同學(xué)、朋友給了我無(wú)言的幫助，在這里請(qǐng)接受我誠(chéng)摯的謝意！最后我還要感謝培養(yǎng)我長(zhǎng)大含辛茹苦的父母，謝謝你們！ 28 附錄 程序代碼 系統(tǒng)部分 代碼： void shizhong_hanshu() { init()。在未來(lái)的工作和學(xué)習(xí)中，我將以更好的成績(jī)來(lái)回報(bào)老師。我在 姜 老師的精心指導(dǎo)和嚴(yán)格要求下，獲得了豐富的理論知識(shí)，極大地提高了實(shí)踐能力，并對(duì)當(dāng)前電了領(lǐng)域的研究狀況和發(fā)展方向有了一定的了解，這對(duì)我今后進(jìn)一步學(xué)習(xí)傳感器方面的知識(shí)有極人的幫助。 通過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，使我得到了一次用專(zhuān)業(yè)知識(shí)、專(zhuān)業(yè)技能分析和 解決問(wèn)題全面系統(tǒng)的鍛煉。 姜 老師多次詢問(wèn)研究進(jìn)程，并為我指點(diǎn)迷津，幫助我開(kāi)拓研究思路，精心點(diǎn)撥、熱忱鼓勵(lì)。他嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度和謙和的為人給我留下了深刻的印象。 這些都為我 今后的學(xué)習(xí)和工作留下了積極的影響 。 沒(méi)有擴(kuò)展更多電路， 如溫度顯示功能， 通訊接口電路與上位機(jī)（ PC機(jī)）進(jìn)行通訊 ，上位機(jī)顯示功能 從而將大量的商品數(shù)據(jù)存于上位機(jī)，然后通過(guò)串口或并口通訊與電子稱 相連，達(dá)到遠(yuǎn)距離控制的目的。 系統(tǒng)設(shè)計(jì)不夠優(yōu)化，有待改善。一個(gè)系統(tǒng)的調(diào)試 需要軟硬件結(jié)合調(diào)試。調(diào)試工作需要耐心 與恒心。 圖 33 按鍵調(diào)整程序流程圖 25 第四章 系統(tǒng)的制作、安裝與調(diào)試 系統(tǒng)的調(diào)試 電路板實(shí)物做完以后，接下來(lái)的工作就是調(diào)試。 24 圖 32系統(tǒng)顯示部分流程圖 系統(tǒng) 按鍵調(diào)整部分流程圖 鍵盤(pán)電路設(shè)計(jì)成 4X4 矩陣式，在程序中可以先判斷按鍵編碼，然后根據(jù)編碼將鍵盤(pán)代表的數(shù)值送到相應(yīng)的存儲(chǔ)單元，再進(jìn)行功能選擇或數(shù)據(jù)處理。 圖 211 系統(tǒng)電路原理圖 22 圖 212 系統(tǒng) PCB印刷線路板圖 23 第 3 章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 系統(tǒng)主程序流程圖 系統(tǒng)軟件部分主程序流程圖如圖 31所示 圖 31 系統(tǒng)主程序流程圖 系統(tǒng) 顯示部分流程圖 系統(tǒng) 示子程序主要是來(lái)判斷是否需要顯示 ,以及如何去顯示 ,也是十分重要的程序之一。 系統(tǒng)原理圖繪制與 PCB 印刷線路板制作 采用 Protel99SE 軟件繪制原理圖和 PCB 的主要步驟如下所述： 1. 建立系統(tǒng)所需原件庫(kù)； 2. 加載所建原件庫(kù)到工程項(xiàng)目中； 3. 在原理圖頁(yè)面中放置所需元器件并按照電氣性能連接各元件； 4. 建立原件封裝庫(kù) 并加載到工程文件中； 5. 繪制好電路后進(jìn)行 ERC 電氣檢測(cè)，并生成網(wǎng)絡(luò)表； 6. 在工程中建立 PCB 文件，導(dǎo)入生成的網(wǎng)絡(luò)表； 7. 按照網(wǎng)絡(luò)飛線提示繪制 PCB，最后完成 DRC檢測(cè) [13]。 電子日歷時(shí)鐘鍵盤(pán)面板 ： 20 對(duì)應(yīng)矩陣鍵盤(pán)按鍵 通過(guò)設(shè)置按鍵可以切換日期、星期、時(shí)間的設(shè)置，通過(guò)加減鍵來(lái)進(jìn)行各個(gè)狀態(tài)的調(diào)節(jié)。 19 圖 210按鍵輸入電路 電子稱按鍵功能分配如表 22所示： 表 22系統(tǒng)按鍵配置表 7 8 9 去皮 4 5 6 清零 1 2 3 累計(jì) 0 ? 計(jì)算 此電子秤是開(kāi)機(jī)檢測(cè)托盤(pán)重量，并將托盤(pán)重量清零（即電子秤每次開(kāi)機(jī)后檢測(cè)托盤(pán)重量，并程序 中自動(dòng)將托盤(pán)重量保存在一個(gè)變量中，稱量過(guò)程中每次都將獲得的重量減去托盤(pán)重量，而得到所要稱量物體的真正的重量）。報(bào)警指示電路如圖 29所示。 系統(tǒng)超重報(bào)警指示電路設(shè)計(jì) 超重報(bào)警指示電路用來(lái)在稱重測(cè)量超出最高值時(shí)報(bào)警提示，以免重量太高的情況下?lián)p壞傳感器。 系統(tǒng)顯示部分電路設(shè)計(jì) 顯示部分采用 LCD1602 液晶顯示模塊，液晶板上排列著若干 5 7 或 5 10點(diǎn)陣的字符顯示位 ,每個(gè)顯示位可顯示 1個(gè)字符，從規(guī)格上分為每行 1 2 3 40 位，有一行、兩行及四行三類(lèi)。 AT89S52 內(nèi)部有一個(gè)高增益反相放大器 ,用于構(gòu)成振蕩器 ,但要形成時(shí)鐘脈沖 ,外部還需附加電路 ,本設(shè)計(jì)采用內(nèi)部時(shí)鐘方式 ,利用芯片內(nèi)部的振蕩器 ,然后在引腳 XTAL1 和 XTAL2 兩端跨接晶體振蕩器 ,就構(gòu)成了穩(wěn)定的自激振蕩器 ,發(fā)出的脈沖直接送入內(nèi)部時(shí)鐘電路 ,C2和 C3的值通常選擇為 30pF左右 ,晶振 Y1選擇 12MHz.為了減小寄生電容 ,更好地保證振蕩器穩(wěn)定、可靠地工作，振蕩器電容應(yīng)盡可能安裝得與單片機(jī) 引腳 XTAL1 和 XTAL2 靠近 ?7?。由于石英晶體的損耗非常小，即 Q值非常高，做振蕩器用時(shí)，可以產(chǎn)生非常穩(wěn)定的振蕩，作濾波器用，可以獲得非常穩(wěn)定和陡削的帶通或帶阻曲線 [10]。他們的機(jī)電效應(yīng)是機(jī) 電 機(jī) 電 ..的不斷轉(zhuǎn)換，由電感和電容組成的諧振回路是電場(chǎng) 磁場(chǎng)的不斷轉(zhuǎn)換。由于石英晶體化學(xué)性能非常穩(wěn)定，熱膨脹系數(shù)非常小，其振蕩頻率也非常穩(wěn)定，由于控制幾何尺寸可以做到很 精密，因此，其諧振頻率也很準(zhǔn)確。這種晶體有一個(gè)很重要的特性，如果給它通電，它就會(huì)產(chǎn)生機(jī)械振蕩，反之，如果給它機(jī)械力，它又會(huì)產(chǎn)生電，這種特性叫機(jī)電效應(yīng)。 系統(tǒng)單片機(jī)主控電路設(shè)計(jì) 晶振全稱為晶體振蕩 器 ，其作用在于產(chǎn)生原始的時(shí)鐘頻率，這個(gè)頻 率 經(jīng)過(guò)頻率發(fā)生器的放大或縮小后就成了電腦中各種不同的總線頻率。 圖 27電源接口電路 C1， C2 實(shí)現(xiàn)對(duì)電源濾波，以濾除可能存在的高頻雜波對(duì)電源的影響， C4 實(shí)現(xiàn)對(duì)電源電壓的平滑穩(wěn)定作用 [10]，當(dāng) USB 接口輸出電壓高時(shí) C4 用來(lái)儲(chǔ)能，當(dāng)后續(xù)電路負(fù)載過(guò)高 USB供電不足時(shí)電解電容 C4通過(guò)釋放儲(chǔ)存的電能來(lái)保證電源電壓不跌落。電源 16 輸出接口加上 LED 電源指示燈，用來(lái)判定電源是否正常工作。 系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì) 系統(tǒng)電源電路設(shè)計(jì) 由于該系統(tǒng)中 51 單片機(jī)及 AD 轉(zhuǎn)換芯片及液晶顯示器所需供電電壓均為 5V 電壓，所以要保證系統(tǒng)穩(wěn)定可靠的工作，需要設(shè)計(jì)一個(gè)可以穩(wěn)定提供 5V 電壓的供電系統(tǒng)。該引腳有兩個(gè)功能：第一，CE開(kāi)始控制字訪問(wèn)移位寄存器的控制邏輯；其次， CE 提供結(jié)束單字節(jié)或多字節(jié)數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆椒ā．?dāng) VCC2VCC1+ 時(shí)，由 VCC2 向 DS1302供電，當(dāng) VCC2 VCC1 時(shí)，由 VCC1 向 DS1302 供電。 DS1302 管腳圖 圖 26所示。采用雙電源供電（主電源和備用電源），可設(shè)置備用電源充電方式，提供了對(duì)后背電源進(jìn)行涓細(xì)電流充電的能力。實(shí)時(shí)時(shí)鐘可提供秒、分、時(shí)、日、星期、月和年，一個(gè)月小與 31 天時(shí)可以自動(dòng)調(diào)整，且具有閏年補(bǔ)償功能。 最后綜合了多方面因素的考慮采用了方案二，選擇 LCD1602 顯示器 作為系統(tǒng)的顯示界面 。 具體引腳說(shuō)明如 表 25所示。 圖 24 HX711 典型應(yīng)用電路 14 LCD 字符液晶顯示 采用點(diǎn)陣字符型 LCD 液晶顯示，液晶顯示模塊具有體積小、功耗低、顯示內(nèi)容豐富等特點(diǎn)，現(xiàn)在字符型液晶顯示模塊已經(jīng)是單片機(jī)應(yīng)用設(shè)計(jì)中最常用 的信息顯示器件 ，但采用 LCD液晶顯示會(huì)造成設(shè)計(jì)成本增加 。 芯片管腳圖如圖 23 所示。芯片內(nèi)的時(shí)鐘振蕩器不需要任何外接器件。通道 B 則為固定的 64 增益 ?9?，用于系統(tǒng)參數(shù)檢測(cè)。20mV 或 177。輸入選擇開(kāi)關(guān)可任意選取通道 A 或通道 B，與其內(nèi)部的低噪聲可編程放大器相連。降低了電子秤的整機(jī)成本，提高了整機(jī)的性能和可靠性。 系統(tǒng) AD 轉(zhuǎn)換芯片選擇 HX711是一款專(zhuān)為高精度電子秤而設(shè)計(jì)的 24 位 A/D 轉(zhuǎn)換器芯片。題目要求稱重范圍 0～ 5Kg,滿量程量誤差不大于 ? ，考慮到秤臺(tái)自重、振動(dòng)和沖擊分量，還要避免超重?fù)p壞傳 感器，所以傳感器量程必須大于額定稱重5Kg。 （ 4）商品化，使用方便，便于實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離、自動(dòng)化測(cè)量 [5]。 （ 2）分辨力和靈敏度高，精度較高。 直流電橋的特點(diǎn)是信號(hào)不會(huì)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(hào)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(hào)的結(jié)構(gòu)型傳感器。壓電器件的弱點(diǎn)：高內(nèi)阻、小功率。 壓電傳感器體積小、重量輕、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作可靠，適用于動(dòng)態(tài)力學(xué)量的測(cè)量，不適合測(cè) 頻率太低的被測(cè)量，更不能測(cè)靜態(tài)量。 AT89S52 單片機(jī)引腳圖如圖 21所示： 11 圖 21 單片機(jī)引腳圖 系統(tǒng)傳感器選型 系統(tǒng)采用 壓電傳感器是一種典型的有源傳感器，又稱自發(fā)電式傳感器。 AT89S52 芯片具有以下特性： ①指令集和芯片引腳與 Intel 公司的 8051 兼容； ② 4KB 片內(nèi)在系統(tǒng)可編程 Flash 程序存儲(chǔ)器； ③時(shí)鐘頻率為 0～ 33MHz； ④ 128 字節(jié)片內(nèi)隨機(jī)讀寫(xiě)存儲(chǔ)器（ RAM）； ⑤ 32 個(gè)可編程輸入 /輸出引腳； ⑥ 2個(gè) 16位定時(shí) /計(jì)數(shù)器； ⑦ 6個(gè)中斷源， 2級(jí)優(yōu)先級(jí)； ⑧全雙工串行通 信接口； ⑨監(jiān)視定時(shí)器； ⑩ 2個(gè)數(shù)據(jù)指針。 d (4) 準(zhǔn)確度等級(jí) 國(guó)際法制計(jì)量組織把電子秤按不同的分度數(shù)分成 T、 II、 III、Ⅳ四類(lèi)等級(jí)，分別對(duì)應(yīng)不同準(zhǔn)確度的電子秤和分度數(shù) n的范圍，如表 11所示： 表 11 不同準(zhǔn)確度的電子秤和分度數(shù) 標(biāo)志及等級(jí) 電子秤分類(lèi) 分度數(shù)范圍 特種準(zhǔn)確度 基準(zhǔn)衡器 n 100000 高準(zhǔn)確度 精密衡器 10000 n≤ 100000 中準(zhǔn)確度 商業(yè)衡器 1000 n≤ 10000 普通準(zhǔn)確度 粗衡器 100n≤ 1000 10 第 2 章 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 系統(tǒng)元器件選型及參數(shù)介紹 系統(tǒng)單片機(jī)選型 單片機(jī)的選擇在整個(gè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中至關(guān)重要，要滿足大內(nèi)存、高速率、通用性、價(jià)格便宜等要求，本課題選擇 AT89S52 作為主控芯片。 (3) 分度數(shù)：衡器的測(cè)量范圍被分成若干等份，總份數(shù)即為分度數(shù)用 n 表示。 (2) 分度值：電子秤的測(cè)量范圍被分成若干等份，每份值即為分度值。 電子秤的計(jì)量性能 電子秤的計(jì)量性能涉及的主要技術(shù)指標(biāo)有：量程、分度值、分度數(shù)、準(zhǔn)確度等級(jí)等。運(yùn)算結(jié)果送到內(nèi)存貯器，需要顯示時(shí)， CPU 發(fā)出指令，從內(nèi)存貯器中讀出送到顯示器顯示，或送打印機(jī)打印。 電子秤的工作原理 當(dāng)被稱物體放置在秤體的秤臺(tái)上時(shí)，其重量便通過(guò)秤體傳遞到稱重傳感器，傳感器隨之產(chǎn)生力一電效應(yīng)，將物體的重量轉(zhuǎn)換成與被稱物體重量成一定函數(shù)關(guān) 9 系（一般成正比關(guān)系）的電信號(hào)（電壓或電流等）。這部分習(xí)慣上稱載荷測(cè)量裝置或二次儀表。 對(duì)稱重傳感器的基本要求是：輸出電量與輸入重量保持單值對(duì)應(yīng)，并有良好的線性關(guān)系；有較高的靈敏度；對(duì)被稱物體的狀態(tài)的影響要?。荒茉谳^差的工作條件下工作；有較好的頻響特性；穩(wěn)定可靠。 2） 稱重傳感