【正文】 單價(jià)清零 將金額累加 并清單價(jià) 存入單價(jià)整數(shù)部分 F 不為 1 存入單價(jià)小數(shù)部分 建標(biāo)志 F=1 Y Y Y Y 開(kāi)始 Y N Y N 12 A/D轉(zhuǎn)換程序 在智能電子秤控制系統(tǒng)中，除了控制單元和執(zhí)行單元外，還必須有反饋環(huán)節(jié)。 圖 32 為 鍵盤(pán)掃描流程圖 圖 32 鍵盤(pán)掃描流程圖 數(shù)字顯示 單片機(jī)確定哪個(gè)鍵按下時(shí)，通過(guò) SL0～ SL3 輸出控制信號(hào) 經(jīng) 74LS154 譯碼器選擇相應(yīng)的 LED 位，在 8279 芯片 OUT0～ OUT7 輸出 8位段數(shù)據(jù)， LED 顯示內(nèi)容。 微處理器平時(shí)周而復(fù)始掃描鍵盤(pán)，當(dāng)發(fā)現(xiàn)有鍵按下時(shí)，首先判斷是命令鍵還是數(shù)字鍵。首先置顯示緩沖區(qū)首址和計(jì)數(shù)長(zhǎng)度，然后取顯示數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為段選碼，送到 LED 上顯示。若是功能鍵就轉(zhuǎn)到功能鍵處理子程序；若是數(shù)字鍵就調(diào)用顯示子程序進(jìn)行顯示。首先取出行、列號(hào)進(jìn)行拼裝，得到所 需的鍵號(hào)。 程序原理如下： 1. 鍵掃描子程序：主要判斷有無(wú)鍵按下，利用 8279 的 RL0～ RL3 和 SL0～ SL3 端口判斷鍵入數(shù)據(jù)的個(gè)數(shù)或沒(méi)有輸入字符。在本系統(tǒng)中我們采用 8279可編程鍵盤(pán) /顯示管理接口。若是功能鍵進(jìn)入相應(yīng)功能鍵處理程序?？刂破髦?AT89C52 的 為 A/D 中斷請(qǐng)求輸入線(xiàn)， INT1 為鍵盤(pán)中斷服務(wù)程序。文中采用報(bào)警電路如圖 28所示，用于及時(shí)告知是否超量程使用，當(dāng)單片機(jī)檢測(cè)到超重信號(hào)時(shí)，從 發(fā)出一個(gè) 40KHz 的方波進(jìn)行報(bào)警提示。 74LS07 芯片是 8279作為 LED 數(shù)碼管顯示器的段選碼輸出端口的同相驅(qū)芯片。 74LS138譯碼循環(huán)產(chǎn)生低電平， 8位段數(shù)據(jù)輸出端口也依次把公共陰極為低電平位的顯示位中的內(nèi)容顯示出來(lái)，當(dāng)這一過(guò)程很快顯示時(shí)，人們就會(huì)在幾個(gè) LED 中看到了 顯示出來(lái)的不同內(nèi)容。輸出線(xiàn) OUTB0～ OUTB OUTA0～ OUTA3 作為一個(gè) 8 位段選碼數(shù)據(jù)輸出端口，控制 LED 顯示器每一位數(shù)碼管顯示的內(nèi)容，當(dāng)從一位 LED 數(shù)碼管向下一位切換 時(shí)，由消隱輸出線(xiàn) BD 輸出低電平， 74LS154 譯碼產(chǎn)生低電平，使 74LS138 輸出全為高電平。圖中鍵盤(pán)的行線(xiàn)接 8279的 RL0～ RL3， 8279 選用外部譯碼方式， SL0～ SL3 經(jīng) 74LS138 譯碼輸出，連接鍵盤(pán)的列線(xiàn)，通過(guò)讀取行列電平來(lái)確定哪個(gè)鍵按下。按“校正”鍵超過(guò) 1分鐘，儀器修正信息處理中擬合函數(shù)的系數(shù)，完成非線(xiàn)性校正。若顯示“ E” ， 表示累計(jì)總額值超出計(jì)價(jià)范圍。如果需要將幾種金額累加就得使用“ 累計(jì)” 鍵。按“ 去皮” 鍵， 又可進(jìn)行稱(chēng)量。 (3) 顯示金額。稱(chēng)重結(jié)束取下物品（ 已在重量保持狀態(tài)下），再直接按數(shù)字鍵輸入單價(jià)。電子秤不允許超載使用。 8 在顯示單價(jià)狀態(tài)下， 應(yīng)先按“ 轉(zhuǎn)換” 鍵， 再按“ 去皮” 鍵， 才可進(jìn)入正常稱(chēng)重狀態(tài)， 不在顯示單價(jià)狀態(tài)下， 直接 按“ 去皮” 鍵即可。 稱(chēng)重過(guò)程。根據(jù)儀器要求的功能，設(shè)計(jì)了由 16 個(gè)按鍵（ 4 4 矩陣鍵盤(pán)）和 1個(gè)板鍵開(kāi)關(guān)組成的鍵盤(pán)、開(kāi)關(guān)輸入電路，如圖 26所示 .扳鍵開(kāi)關(guān)控制儀器電源的通斷： 16 個(gè)按鍵分別是 10 個(gè)數(shù)字鍵 0～ 小數(shù)點(diǎn)鍵和 5個(gè)功能鍵： 清零、去皮重、轉(zhuǎn)換 /校正、累計(jì)、保持 。然后返回主程序進(jìn)行其他操作。在中斷服務(wù)中首先掃描鍵盤(pán)，判斷有無(wú)鍵按下。我們定時(shí) ，即定時(shí)為 50ms，分 10 次來(lái)累計(jì)結(jié)果。 （ 1） AT89C52 輸入輸出端口定義如下： 7 —— 超重報(bào)警電路 P2 口 —— 芯片 8279 與單片機(jī)的接 口 —— 8279 的片選端 P1 口 —— AD 轉(zhuǎn)化模塊 （ 2） 外部中斷 INT1 用于鍵盤(pán)中斷服務(wù)程 單片機(jī)外部中斷 INT1 完成對(duì)鍵盤(pán)顯示接口功能芯片 8279 的按鍵和數(shù)據(jù)狀態(tài)顯示的控制，并可輸入單價(jià)，各種命令處理，顯示價(jià)格、重量等參數(shù)。 AD7705 輸出移位寄存器讀數(shù)時(shí)序如圖 23所示 AD7705 向輸入移位寄存器寫(xiě)入數(shù)據(jù)時(shí)序?qū)懭鐖D 24所示 6 AD7705 電路如圖如 25所示 圖 23 AD7705輸出移位寄存器讀數(shù)時(shí)序 圖 圖 24 AD7705 向輸入移位寄存器寫(xiě)入數(shù)據(jù)時(shí)序 圖 圖 25 AD7705模塊 單片機(jī)模塊 該智能電子秤采用 ATM公司的 AT89C52作為 CPU，它是一種低功耗高性能的八位 CMOS微控制器，與 MCS51 微控制器件兼容 本設(shè)計(jì)的控制電路。根據(jù)通 訊寄存器中的寄存器選擇位，移位寄存器可容納來(lái)自通訊寄存器、時(shí)鐘寄存器或數(shù)據(jù)寄存器的信息 轉(zhuǎn)換結(jié)果輸出端。 DOUT: 串行數(shù)據(jù)輸出端。 向片內(nèi)的輸入移位寄存器寫(xiě)入的串行數(shù)據(jù)由此輸入。 REF IN(+),REF IN()：分別為參考輸入通道的正端與負(fù)端。 AIN1(+),AIN1()：分別為第 1 個(gè)差分模擬輸入通道的正端與負(fù)端。 RESET :片選復(fù)位端。該時(shí)鐘輸出可以通過(guò)編程來(lái)關(guān)閉。當(dāng)用晶振作為芯片的工作始終時(shí)，晶振必須接在 MCLK IN 和MCLK OUT: 之間?？梢允蔷д窕蛲獠繒r(shí)鐘，其頻率范圍為 500KHz 到 5MHz。 的信號(hào)進(jìn)行處理； (2) 2 個(gè)全差分輸入通道的 ADC（ 16 位無(wú)丟失代碼、 %非線(xiàn)性）； (3) 可編程增益前端 增益： 1～ 128； (4) 有對(duì)模擬輸入緩沖的能力； (5) ～ 或 ～ 工作電壓； (6) 3V 電壓時(shí)，最大功耗為 1mW； (7) 等待電流的最大值為 8μA ； AD7705 各引腳功能 SCLK:串行接口時(shí)鐘輸入端。 其主要特點(diǎn)如下： (1) 可將輸入信號(hào)范圍從 0～＋ 20mV 到 0～＋ 和 177。該器件還包括自校準(zhǔn)和系統(tǒng)校準(zhǔn)選項(xiàng)，以消除器件本身或系統(tǒng)的增益和偏移 誤差。 AD7705 串行接口可配置為三線(xiàn) SPI接口。片內(nèi)數(shù)字濾波器處理調(diào)制器的輸出信號(hào)。利用 Σ Δ 轉(zhuǎn)換技術(shù)實(shí)現(xiàn)了 16 位無(wú)丟失代碼性能。該芯片包括 2通道差 分輸入。電橋的輸出電壓可由下式表示 [2] ? ?2 4 1 2 3 42 4 1 2 3 4R R R R R RU o u t U inR R R R R R? ? ? ? ???? ? ? ? ???? ??U inU out+_+_ 輸入負(fù)極輸入正極R 1 △ R1 R 2 + △ R2R 4 + △ R4 R 3 △ R3B R I D G ER1 圖 21 全橋測(cè)量電橋圖 4 A/D轉(zhuǎn)換模塊 AD7705的結(jié)構(gòu) AD7705 是一個(gè)完整的 16位 A/D 轉(zhuǎn)換器，其內(nèi)部由多路模擬開(kāi)關(guān)（ MUX）、緩沖器、可編程增益放大器（ PGA）、∑ △調(diào)制器、數(shù)字濾波器、基準(zhǔn)電壓輸入、時(shí)鐘電路及串行接口組成。電阻的變化使橋式測(cè)量電路的輸出電壓發(fā)生變化。 本設(shè)計(jì)的測(cè)量電路采用最常見(jiàn)的橋式測(cè)量電路（見(jiàn)圖 21），用到的是電阻應(yīng)變傳感器半橋式測(cè)量電路。題目要求稱(chēng)重范圍 10Kg ，重量 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(chēng)重即 10KG。 圖 12 基本工作原理框圖 稱(chēng)重傳感器 前置放大器 模數(shù)轉(zhuǎn)換器 單片機(jī) 接 口 鍵 盤(pán) 盤(pán) 顯示器 3 數(shù)字電 子秤性能及技術(shù)要求 （ 1） 電子秤必須具有清零、去皮重、凈／毛轉(zhuǎn)換、最大稱(chēng)量設(shè)定、自動(dòng)累計(jì)、過(guò)量程報(bào)警等功能； （ 2） 最大秤重 10Kg，精度為 2g； （ 3） 采用 4 位半共陰紅色 LED 顯示，價(jià)格、金額精確到小數(shù)點(diǎn)后 2 位數(shù)，質(zhì)量精確到小數(shù)點(diǎn)后三位； 2. 硬件設(shè)計(jì) 傳感器模塊 要達(dá)到設(shè)計(jì)的性能要求，傳感器的精度起著決定性作用 ,本設(shè)計(jì)選用應(yīng)用于稱(chēng)重系統(tǒng)90％以上的高精度電阻應(yīng)變式傳感器。 數(shù)字電子秤的工作原理 電子秤以單片機(jī)為主要部件， 當(dāng)商品放到秤盤(pán)上時(shí)，秤盤(pán)下的重 量電阻應(yīng)變式傳感器產(chǎn)生一電信號(hào)，信號(hào)的強(qiáng)弱隨商品重量的大小而變，該電信號(hào)經(jīng)放大電路放大后，送入 A/D轉(zhuǎn)換芯片進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換后的數(shù)字量與物重成正比，再進(jìn)入 89C52 單片機(jī)經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)處理， 89C52 單片機(jī)產(chǎn)生一組滿(mǎn)足顯示要求的數(shù)據(jù)，送至顯示電路顯示出實(shí)際重量。 基于電子秤的現(xiàn)狀，本文擬研究一種用單片機(jī)控制的高精度數(shù)字電子秤設(shè)計(jì)方案。稱(chēng)重裝置的應(yīng)用已遍及到國(guó)民經(jīng)濟(jì)各領(lǐng)域，取得了顯著的經(jīng)濟(jì)效益。快速、準(zhǔn)確、操作方便、消除人為誤差、功能多樣化等方面已成為現(xiàn)代稱(chēng)重技術(shù)的主要特點(diǎn)。自六十年代以來(lái)，由于傳感器技術(shù)和電子技術(shù)的迅速發(fā)展，電子稱(chēng)重技術(shù)日趨成熟，并逐步取代機(jī)械秤。稱(chēng)重裝置或衡器是不可缺 少的計(jì)量工具。 本文中第一章講述了電子秤的發(fā)展情況及其工作原理，第二章講述了電子秤的硬件電路組成部分 ,第三章介紹了電子秤各部分功能實(shí)現(xiàn)的軟件設(shè)計(jì)。 本課題本著電子秤向高精度、高可靠方向研究 ,講述了用單片機(jī)控制 A/D轉(zhuǎn)換、鍵盤(pán)輸入和數(shù)據(jù)顯示，對(duì)如何實(shí)現(xiàn)鍵盤(pán)中斷、 A/D采樣進(jìn)行研究。 前 言 ...................................................................... 1 1. 緒論 ..................................................................... 2 研究本文的意義 ..................................................... 2 數(shù)字電子秤的工作原理 ................................................ 2 數(shù)字電子秤性能及技術(shù)要求 ............................................ 3 2. 硬件設(shè)計(jì) ................................................................. 3 傳感器模塊 .......................................................... 3 A/D 轉(zhuǎn)換模塊 ........................................................ 4 AD7705 的結(jié)構(gòu) ................................................ 4 AD7705 各引腳功能 ............................................. 5 單片機(jī)模塊 .......................................................... 6 鍵盤(pán)顯示模塊 ........................................................ 7 鍵盤(pán)鍵的功能 .................................................. 7 鍵盤(pán)和顯示電路 ................................................ 8 過(guò)量程報(bào)警模塊 ...................................................... 9 3. 數(shù)字電子秤軟件設(shè)計(jì) ...................................................... 10 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) ....................................................... 10 鍵盤(pán)軟件設(shè)計(jì) ....................................................... 10 鍵盤(pán)掃描 ..................................................... 11 數(shù)字顯示 ..................................................... 11 A/D 轉(zhuǎn) 換程序 ....................................................... 12 數(shù)據(jù)處理程序 ....................................................... 13 重量轉(zhuǎn)化 ..................................................... 13 價(jià)格計(jì)算 ..................................................... 13 4. 結(jié)論 ................................................................... 14 參考文獻(xiàn) ......................