【正文】 出的是模擬型信號，市場應(yīng)用也比較廣泛，比較適合本次設(shè)計。因為23 沒有輸入信息，仿真無從談起。 22 仿真 打開 Proteus仿真軟件，將搭建好的仿真模塊打開，然后鼠標(biāo)左鍵雙擊單片機，在彈出的 對話框中加載調(diào)試程序時生成的“ .hex”文件，然后運行，即可實現(xiàn)簡易的電子秤。在軟件調(diào)試過程中，對出現(xiàn)的錯誤進(jìn)行認(rèn)真的分析和修改，能較好的達(dá)到既定的設(shè)計效果。各程序模塊調(diào)試完成后，應(yīng)把個功能模塊聯(lián)合起來進(jìn)行程序綜合調(diào)試。由于本次設(shè)計采用模塊化程序設(shè)計，首先要逐個模塊進(jìn)行調(diào)試，然后進(jìn)行軟件功能調(diào)試。 其程序流程圖如圖 37所示： 18 圖 37 單價顯示程序流程圖 重量顯示程序設(shè)計 MPX4250產(chǎn)生的信號送給 ADC0832進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，然后通過單片機的串行輸出口和外部中斷接口，控制顯示在 LCD液晶顯示器上。結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計是對所用到的控制結(jié)構(gòu)類程序做適當(dāng)?shù)南拗?，尤其是限制轉(zhuǎn)向語句或指令的使用，控制了程序的復(fù)雜性，并使程序的上、下文順序與執(zhí)行流程保持一致性，令程序更易懂，減少了邏輯錯誤，而且易于修改、調(diào)試。 ⑶編寫 程序：根據(jù)程序流程圖所表示的算法和步驟，選用適當(dāng)?shù)闹噶钆帕衅饋?，即編寫程序。大致可概括為以下三點： ⑴ 分析系統(tǒng)控制要求，然后確定算法：并對復(fù)雜的問題進(jìn)行具體的分析，找出合理的計算方法及適當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，從而確定編寫程序的步驟。 LM016L 與單片機的接口電路如圖 36 所示。 顯示器 由于液晶顯示器可以多段顯示，鑒于設(shè)計要求顯示三個數(shù)據(jù)，即“重量”“單價”“金額”，所以本設(shè)計采用液晶顯示器 P1 口作為液晶顯示的數(shù)據(jù)端口， 口作為其控制端口，控制 LCD 液晶顯示屏顯示輸出數(shù)據(jù)。在實際應(yīng)用中，若功能簡單，為了節(jié)省材料可以適當(dāng)減少幾個按鍵。 圖 34 仿真中矩陣鍵盤按鍵布局 實際實現(xiàn)的功能如圖 35 所示。 鍵盤包括數(shù)字鍵（ 0～ 9）和清零鍵。 C采用這種鍵盤結(jié)構(gòu)能夠提高單片機系統(tǒng)中 I/O 口的利用率。當(dāng)要進(jìn)行 A/D轉(zhuǎn)換時，須先將 CS使能端置于低電平 ， 并且保持低電平直到轉(zhuǎn)換完全結(jié)束。但由于 DO 端與 DI 端在通信時并未同時有效 ，而且 與單片機的接口是雙向的，所以 設(shè)計 電路時可以將DO 和 DI 并聯(lián)在一根數(shù)據(jù)線上使用。 傳感器 本設(shè)計采用 MOTOROLA 公司的 MPX4250 系列傳感器， MPX4250 傳感器產(chǎn)生的信號可以直接送給 ADC0832A/D 轉(zhuǎn)換器進(jìn)行模 /數(shù)轉(zhuǎn)換， MPX4250將接收到的壓力信號和電壓信號送給 A/D轉(zhuǎn)換器的模擬量輸入通道 CH0，經(jīng)過處理的信號就 可以送給單片機了。 在計算器運算中，需顯示的數(shù)字、符號較多，通過對比，根據(jù)各方面的特點，故采用 LM016L液晶顯示屏顯示輸出。 LM016L 作為一個成熟的產(chǎn)品，使用簡單，模式固定，便于移植到各種類型的程序，但是 要注意結(jié)合 LCD 本身的時序圖來完善初始化程序。 如圖 29所示。 圖 28 4 位數(shù)碼管靜態(tài)顯示 方案二：采用 LED 數(shù)碼管動態(tài)顯示。 采用 LED 數(shù)碼管串行靜態(tài)顯示，這種顯示方式接口，編程容易且管理簡單； 雖然其顯示亮度高，但是如果顯示器的位數(shù)較多，需要增加鎖存器，故而 靜態(tài)顯示占用 I/O 口線較多 ,CPU 的開銷較大。 通過對比，故采用方案二作為系統(tǒng)的輸入模塊。其原理圖如圖 27 所示。 采用矩陣式鍵盤作為輸入電路，其特點：電路和軟件稍復(fù)雜，但相比之下，當(dāng)按鍵 數(shù)越多時越節(jié)約 I/O口，節(jié)約了資源。其原理圖如圖 26 所示。 鍵盤模塊 方案一：采用獨立式按鍵作為輸入模塊。獨立的芯片使能輸入，使多器件掛接和處理器控制變的更加方便。其內(nèi)部電源輸入與參考電壓的復(fù)用，使得芯片的模擬電壓輸入在 0~5V 之間。 Vcc/REF 電源輸入及參考電壓輸入（復(fù)用）。 CLK 芯片時鐘輸入。 DO 數(shù)據(jù)信號輸出，轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)輸出。 DI 數(shù)據(jù)信號輸入，選擇通道控制。 GND 芯片參考 0 電位（地）。 CH1 模擬輸入通道 1，或作 為 IN+/使用。 CH0 模擬輸入通道 0，或作為 IN+/使用。 CS_ 片選使能，低電平芯片使能。C to +85176。C to +70176。 8P 、 14P— DIP（雙列直插）、 PICC 多種封裝； 工作頻率為 250KHZ，轉(zhuǎn)換時間為 32μS ； 輸入輸出電平與 TTL/CMOS 相兼容； 8 位分辨率； 由于它體 積小，兼容性 好 ，性價比高而深受單片機愛好者及企業(yè)歡迎，其目前已經(jīng)有很高的普及率。 模 /數(shù)轉(zhuǎn)換模塊 本設(shè)計采用 ADC0832模 /數(shù)轉(zhuǎn)換器，將放大后的信號轉(zhuǎn)化為數(shù)字量送給單片機，然后由 LCD液晶顯示器顯示出來，即為所稱物體的重量。 3. 后級電路采用經(jīng)濟的儀器放大器，將雙端信號轉(zhuǎn)換為單端信號輸出。 8 2． 阻容耦合電路放在并聯(lián)型差動放大器構(gòu)成的前級放大器和由INA122 放大器構(gòu)成的后級放大器之間，這樣不僅為后級儀器放大器提高了增益，還提高了電路的共模抑制比。本設(shè)計利用 TLC1078和 INA122設(shè)計的調(diào)理放大電路如圖 24所示： 圖 24 調(diào)理放大模塊 本電路具有以下特點： 1. 前級采用運放 兩個 TLC1078 組成并聯(lián)型差動放大器。 調(diào)理放大模塊 經(jīng)由傳感器敏感元件轉(zhuǎn)換后輸出的信號一般電平較低，經(jīng)由電橋變換后的信號也難以直接用來顯示、記錄、控制或信號轉(zhuǎn)換。電路圖如圖 23 所示： 圖 23 應(yīng)變片電橋測量原理圖 電橋輸出為： 當(dāng) R1R4=R2R3時， V0=0，電橋處于 平衡狀態(tài)。 AT89C51單片機引腳結(jié)構(gòu)圖如圖 22所示： 圖 22 AT89C51單片機引腳結(jié)構(gòu) 單片機的主要特性及各引腳功能特點已經(jīng)學(xué)習(xí)過，在這里不再介紹。本文采用的 AT89C51是 一種 帶 4K字節(jié) FLASH存 儲器 （ FPEROM— Flash Programmable and Erasable Read Only Memory）的低電壓、高性能 CMOS 8位微處理器 ，由于將多功能 8位 CPU和閃爍存儲器組合在單個芯片中，ATMEL的 AT89C51是一種高效微控制器 。數(shù) 據(jù)顯示部分 根據(jù)需要實現(xiàn)顯示功能，如單價和總金額等 ?？刂破鞑糠纸邮軄碜?A/D 轉(zhuǎn)換器輸出的數(shù)字信號，經(jīng)過運算，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。運算結(jié)果送到內(nèi)存貯器，并由 CPU 發(fā)出指令，從內(nèi)存貯器中讀出送到顯示器顯示。不管根據(jù)什么原理制成的電子秤均由以下三部分組成： （ 1）承重、傳力復(fù)位系統(tǒng) （ 2）稱重傳感器 （ 3）測量顯示和數(shù)據(jù)輸出的載荷測量裝置 電子秤的工作原理 當(dāng)被稱物體放置在秤體的托盤上時，其重量便通過托盤傳遞到稱重傳感器，傳感器隨之產(chǎn)生力－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)系 (一般成正比關(guān)系 )的電信號 (電壓或電流等 )。 （ 4）當(dāng)按下“清零”鍵時，單價自動清零，可以 重新輸入。并通過設(shè)計，了解電子秤的基本工作原理，將理論知識與現(xiàn)實實際問題相結(jié)合，提高自己對所學(xué)知識的應(yīng)用能力。 目前市場上使用的稱量工具，或者是結(jié)構(gòu)復(fù)雜，或者運行不可靠，且成本高，精度穩(wěn)定性不好，調(diào)正時間長，易損件多，維修困難，裝機容量大，能源消耗大，生產(chǎn)成本高等各種因素導(dǎo)致需要一種有實用價值的電子秤系統(tǒng)，既能滿足日常需求 ，克服上述諸多缺點，又能很好地普及，具有十分重大的現(xiàn)實意義。 選題背景和意義 電子秤是日常生活中常用的電子衡器，廣泛應(yīng)用于大型超市、商場、物流配送中心。作為人們生活中不可缺少的一部分，電子秤的發(fā)展也2 十分重要。 衡器是國家法定計量器具，是國計民生、國防建設(shè)、科學(xué)研究、內(nèi)外貿(mào)易不可缺少的計量設(shè)備，衡器產(chǎn)品技術(shù)水平的高低，將直接影響各行各業(yè)的現(xiàn)代化水平和社會經(jīng)濟效益的提高。 總結(jié)過去， 電子稱重技術(shù)從靜態(tài)稱重向動態(tài)稱重發(fā)展 ； 計量方法從模擬測量向數(shù)字測量發(fā)展；測量特點從單參數(shù)測量向多參數(shù)測量發(fā)展，特別是對快速稱重和動態(tài)稱 重的研究與應(yīng)用。 60 年代初期 ，機電結(jié)合式電子衡器 初步形成 ，經(jīng)過 40 多年的不斷改進(jìn)與完善，我國電子衡器從最初的機電結(jié)合型發(fā)展到現(xiàn)在的全電子型和數(shù)字智能型。在電子技術(shù)飛速發(fā)展的帶動下，電子秤應(yīng)運而生，極大地方便了人們的需求。人們由最初的等量交換，逐漸發(fā)展為利用簡單的秤來作為衡量的標(biāo)準(zhǔn)，并開始普及。 37 1 第 1 章 緒論 1. 1 稱重和衡器技術(shù)的發(fā)展 稱重作為計量的一種手段，在國計民生的各個領(lǐng)域被廣泛的應(yīng)用。 27 致 謝 26 附 錄 24 參考文獻(xiàn) 22 仿真程序 21 系統(tǒng)軟件調(diào)試 19 運算模塊 17 重量顯示程序設(shè)計 16 軟件系統(tǒng)設(shè)計 14 鍵盤 13 A/D 轉(zhuǎn)換 13 控制器 10 顯示模塊 8 鍵盤模塊 5 調(diào)理放大模塊 4 控制器部分 3 第 2 章 系統(tǒng)方案的設(shè)計 3 電子秤基本結(jié)構(gòu) 1 1. 1 稱重和衡器技術(shù)的發(fā)展 放上重物（即傳感器受力），當(dāng)輸入單價時，系統(tǒng)會自動計算貨物價值。 本設(shè)計以 AT89C51 單片機為控制芯片，附以傳感器電路，調(diào)理放大電路，模 /數(shù)轉(zhuǎn)換電路，鍵