【正文】 庵 儔楝庵 儔楝庵 儔楝庵 儔楝庵 儔楝庵 儔楝庵 圖 44 顯示屏顯示流程圖 儔楝庵 該設(shè)計的主程序使用了定時器功能，可以實現(xiàn)循環(huán)稱重間隔時間為 秒鐘逐列掃描 儔楝庵 有鍵按下 儔楝庵 取按鍵值 儔楝庵 返回 儔楝庵 顯示初始界面 儔楝庵 有無按鍵 儔楝庵 顯示按鍵功能 儔楝庵 檢測重物 儔楝庵 顯示總價信息 儔楝庵 是 儔楝庵 否 儔楝庵 是儔楝庵 否儔楝庵 返回 儔楝庵 電氣工程及其自動化專業(yè)畢業(yè)設(shè)計 儔楝庵 儔楝庵 25儔楝庵 每次，運用定時器的鍵盤掃描程序如圖 45 所示。 儔楝庵 儔楝庵 圖 43 按鍵處理流程圖 儔楝庵 顯示屏的顯示程序設(shè)計 儔楝庵 顯示屏程序主要判斷是否顯示，以及通過顯示表達的內(nèi)容，十分重要。主程序流程如圖 42 所示。程序處理后，顯示荷載的質(zhì)量和總價。 主程序結(jié)構(gòu)框圖如圖 41 所示。所以其單片機編程軟件受到廣大編程者的好評。Keil uVision4 功能強大、使用方便、兼容不同類型的單片機編程 ，編程語言包括匯編和 C 語言。就自動進行仿真。電路仿真功能： 提供功混合信號仿真。其軟件主要有三塊功能，同時 99SE 還增加了新功能，使用更加簡潔。 三是最終 編寫程序： 選用 適當(dāng)?shù)闹噶钆帕?起所需要的算法和步驟 ，構(gòu)成一個有機的 程序整體 。其步驟可概括為 三步 ： 一是 分析 控制 要求 確定 算法：對問題進行具體的分析，從而確定 能夠達到控制要求所要 編 寫程序的步驟 ，這一步是 能否 編寫出滿足控制要求的 高質(zhì)量程序的關(guān)鍵 步驟 。 儔楝庵 儔楝庵 圖 313 供電電路 儔楝庵 儔楝庵 系統(tǒng)總體電路連接圖見附錄 1。需要供電實用簡單快捷，供電采用數(shù)據(jù)線接口可以用手機充電器等廣泛設(shè)備給電使用，供電電壓 5V 滿足系統(tǒng)需求同時又安全可靠。 儔楝庵 聲光報警電路如圖 312 所示。當(dāng)荷載超過傳感器的量程，繼續(xù)加重就會對系統(tǒng)造成傷害，可以通過系統(tǒng)程序設(shè)置超量程警報。 儔楝庵 矩陣鍵盤電路如圖 311 所示，鍵盤功能定義如表 35 所示。按鍵前 1 和 3 和 4 是相通的，按鍵按下時則 1 和 2 和 3 相同。行線上按鍵的通斷信號為輸 入，低電平有效；列線上信號為輸出信號。設(shè)置矩陣式鍵盤，分行線和列線這樣可以節(jié)約單片機端口。 儔楝庵 儔楝庵 圖 310 LCD 顯示電路 儔楝庵 顯示屏接口引腳功能介紹如表 34 所示。 儔楝庵 該液晶顯示屏為 128 64 漢字屏 JLX12864G086PC。管腳 1 12 為顯示屏單片機接口的控制線。 儔楝庵 該設(shè)計單片機電路圖如圖 39 所示： 儔楝庵 儔楝庵 圖 39 STC89C52 單片機電路 儔楝庵 儔楝庵 電氣工程及其自動化專業(yè)畢業(yè)設(shè)計 儔楝庵 19 儔楝庵 液晶屏顯示電路 儔楝庵 液晶顯示屏與單片微控制器相連。運行時，開關(guān)通斷單片機也可操作其復(fù)位。 儔楝庵 89C52 最小系統(tǒng)由有四部分構(gòu)成：晶振其作用用于計時一般與兩個電容并聯(lián)使用、復(fù)位電路其作用是用于復(fù)位、電源用于供電、燒寫程序串口。是指單片機正常工作情況所必須的最少元器件基本配置電路。 52 單片機的管腳功能如下表 33 所示。 儔楝庵 STC89C52 單片機特點： 儔楝 庵 ? 增強型 51 單片機 ，可以任意選擇 6 周期或 12 周期，兼容 51 指令代碼 ；儔楝庵 ? 工作電壓： 5V 或 3V 兩種 ； 儔楝庵 ? 工作頻率范圍： 0～ 40MHz，實際工頻可達到 48MHz； 儔楝庵 ? 用戶應(yīng)用程序空間 8K 字節(jié)； 儔楝庵 ? 片上集成 512 字節(jié) RAM； 儔楝庵 ? 32 個通用輸入輸出口，復(fù)位后 P0～ 3 是 準(zhǔn)雙向口 /弱上拉， P0 口是漏極開路輸出 。代碼完全兼容 51 單片機。單片機具有體積小、控制功能強、 功耗微小 、 有較強的適應(yīng)環(huán)境能力、使用靈活方便等優(yōu)點。 儔楝庵 儔楝庵 電氣工程及其自動化專業(yè)畢業(yè)設(shè)計 儔楝庵 16 儔楝庵 圖 36 STC89C52 實物圖 儔楝庵 時鐘電路（控制器） 4S FR 和 RAM2 ROM3CPU1定時 /計數(shù)器5并行端口6中斷系統(tǒng)8串行端口7系 統(tǒng) 總 線時鐘源T0 T1P0 P1 P2 P3 T XD R XD INT0 INT1儔楝庵 圖 37 單片機內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖 儔楝庵 STC89C52RC 的介紹 儔楝庵 單片主控制器 ，是一種 高度 集成 的 芯片。該設(shè)計選用的是 STC89C52 型的單片機，該單片機的實物圖如圖 36 所示。單片微控制器根據(jù)輸入信號得出出物體的重量，隨后將信息輸送到顯示部分。 7 儔楝庵 nV/℃ 儔楝庵 輸入共模抑制比 儔楝庵 增益 =128， 15 管腳 0 儔楝庵 100 儔楝庵 dB 儔楝庵 電源干擾抑制比 儔楝庵 增益 =128， 15 管腳 0 儔楝庵 100 儔楝庵 dB 儔楝庵 外部時鐘或晶振頻率 儔楝庵 儔楝庵 30 儔楝庵 MHz 儔楝庵 電源電壓 儔楝庵 16 管腳 儔楝庵 ～ 儔楝庵 V 儔楝庵 3 管腳 儔楝庵 ～ 儔楝庵 儔楝庵 電氣工程及其自動化專業(yè)畢業(yè)設(shè)計 儔楝庵 15 儔楝庵 A/D 電路的電路圖 儔楝庵 由于 HX711 自帶放大電路，所以只需要加入外部電路，就能完成放大和 A/D轉(zhuǎn)換的過程從而滿足系統(tǒng)的需求，電路圖如圖 35 所示。 儔楝庵 儔楝庵 電氣工程及其自動化專業(yè)畢業(yè)設(shè)計 儔楝庵 14 儔楝庵 表 31 HX711 芯片管腳功能表 儔楝庵 管腳名 儔楝庵 性能 儔楝庵 描述 儔楝庵 1 儔楝庵 電源 儔楝庵 穩(wěn)壓供電電源： ～ ，不穩(wěn)壓時接 3 管腳 儔楝庵 2 儔楝庵 模擬輸出量 儔楝庵 穩(wěn)壓電路控制輸出（不穩(wěn)壓電路時無連接） 儔楝庵 3 儔楝庵 電源 儔楝庵 模擬電源： ～ 儔楝庵 4 儔楝庵 模擬輸入量 儔楝庵 穩(wěn)壓 電路控制輸入（不用穩(wěn)壓電路時應(yīng)接地） 儔楝庵 5 儔楝庵 地 儔楝庵 模擬地 儔楝庵 6 儔楝庵 模擬輸出量 儔楝庵 參考電源輸出 儔楝庵 10 儔楝庵 模擬輸入量 儔楝庵 A輸入、 A+輸入、 B輸入、 B+輸入端口 儔楝庵 11 儔楝庵 數(shù)字輸出量 儔楝庵 串口數(shù)據(jù)輸出 儔楝庵 12 儔楝庵 數(shù)字輸入量 儔楝庵 斷電控制（高電平有效）和串口時鐘輸入 儔楝庵 13 儔楝庵 數(shù)字輸入輸出量 儔楝庵 晶振輸入（不用晶振時為無連接） 儔楝庵 14 儔楝庵 數(shù)字輸入量 儔楝庵 外部時鐘或晶振輸入，為 0 時：使用片內(nèi)振蕩器 儔楝庵 15 儔楝庵 數(shù)字輸入量 儔楝庵 輸出數(shù)據(jù)速率控制， 0 時： 10Hz 速率； 1 時： 80Hz 速率 儔楝庵 16 儔楝庵 電源 儔楝庵 數(shù)字電源 :～ 儔楝庵 表 32 HX711 芯片主要參數(shù)表 儔楝庵 參數(shù) 儔楝庵 條件及說明 儔楝庵 常用數(shù)值 儔楝庵 單位 儔楝庵 滿額度差分輸入范圍 儔楝庵 8 管腳值 7 管腳值 儔楝庵 177。管腳功能如表 31 所示。由于芯片內(nèi)部自帶 128dB 的增益放大 功能，所以電路得到了簡化，就可以省略放大電路的設(shè)計。電源直接取用 ～ ，并與單片機微控芯片相連通。圖 33 為芯片內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖，圖 34 為芯片外部管腳圖。內(nèi)部的時鐘振蕩器不需要外接輔助器件。通道 B 為 32dB固定 增益 值。 20mV 或 177。并且芯片后端單片微控芯片的接口和程序非常簡單，直接由 管腳驅(qū)動 控制信號 ，芯片內(nèi)部的寄存器 可以不用編程 。 芯片 內(nèi) 集成了穩(wěn)壓電源、片內(nèi)時鐘振蕩器 和一定的電路 等 。傳感器與后級的轉(zhuǎn)換模塊相連，因轉(zhuǎn)換模塊自帶放大，所以外部無需加放大電路。傳感器中的應(yīng)變片具有金屬應(yīng)變效應(yīng)，外力下形變也會帶動阻值發(fā)生變化。 儔楝庵 儔楝庵 圖 31 傳感器原理框圖 儔楝庵 傳感器 儔楝庵 信號整形器 儔楝庵 微處理器 儔楝庵 輸出信號 儔楝庵 被測信號 儔楝庵 A/D 轉(zhuǎn)換器 儔楝庵 電氣工程及其自動化專業(yè)畢業(yè)設(shè)計 儔楝庵 12 儔楝庵 壓力傳感器 儔楝庵 該設(shè)計中，設(shè)計選用壓力傳感器 ，量程定為 10kg?，F(xiàn)今傳感器已經(jīng)滲透到社會中的各個方面，可以毫不夸張地說幾乎每一個現(xiàn)代化項目都離不開各色傳感器。人為了從外界獲取信息要通過感官，在研究 自然現(xiàn)象 和規(guī)律以及生產(chǎn)活動 中的各項數(shù)據(jù)人類本身是做不到的，傳感器作為人類感官的延伸，被人們形象的稱為電五官。為了方便后級系統(tǒng)的處理，感受信號要經(jīng)過濾波等塑造性處理，將模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號這樣系統(tǒng)可以更好的識別。系統(tǒng)原的理框圖如圖 31 所示。傳感器相當(dāng)于身體感官的延伸，不過傳感器要比人自身的感官更加靈敏。經(jīng)過匹配選擇最終選擇 128 64 液晶顯示屏。所以該設(shè)計選擇了 LCD 液晶顯示器。在不同的電流電場作用下，液晶分子會做規(guī)律排列產(chǎn)生透光度差別，從而可以構(gòu)成所顯示的圖像。 儔楝庵 LCD 液態(tài)晶體顯示器是一種極低壓微功耗顯示器，構(gòu)造是液晶夾在兩片平行玻璃中。通過控制半導(dǎo)體發(fā)光二極管的顯示，通過發(fā)光二極管芯片的恰當(dāng)連接（并串聯(lián)）和適當(dāng)?shù)毓鈱W(xué)結(jié)構(gòu)來顯示各種信息的顯示屏幕。設(shè)計中數(shù)據(jù)顯示屏的選擇有兩種：數(shù)碼管顯示的顯示屏和液晶構(gòu)成的顯示顯示屏。因為，該設(shè)計需要設(shè)置的功能鍵較多，所以采用矩陣式鍵盤是非常合理的。矩陣式的鍵盤分行和列，行列線交叉點不直接連接的而是通過一個按鍵連接。單片機控制器接收到按鍵的通斷信號后內(nèi)部進行各 功能處理。鍵盤由許多按鍵構(gòu)成，按鍵的多少根據(jù)系統(tǒng)要實現(xiàn)的功能制定。 儔楝庵 儔楝庵 鍵盤的選擇 儔楝庵 鍵盤輸入是人機界面中重要構(gòu)成成分，內(nèi)部系統(tǒng)接受指令的最直接途徑就是通過鍵盤。 52 單片機是一個低電壓、高性能的單片微控制器，內(nèi)含 8k 閃存字節(jié)可反復(fù)擦寫的存儲單元，有 40 個引腳， 32 個外 部雙向輸入輸出端口， 16 位可編程定時計數(shù)器有三個，全雙工串行通信口，它擁有十分強大的功能來適應(yīng)各種工作場合。 儔楝庵 由于該設(shè)計中系統(tǒng)程序部分內(nèi)容較多容量較大，基于整體設(shè)計的分析，選用的單片微控制器內(nèi)部最好自帶 EPROM，這樣應(yīng)用程序可直接存儲在微控制器內(nèi)部，電路可以被簡化。選擇的 單片機必須 能夠保證能夠穩(wěn)定的獲得供應(yīng) 。這種系統(tǒng)的使用使得測量方便快捷，更加自動智能化。 儔楝庵 儔楝庵 CPU 的選擇方案 儔楝庵 該設(shè)計使用了單片微控制器作為系統(tǒng)的主控制器。優(yōu)點是：價格低廉 、功耗小、同時有一定的高精度；但是還需外部計數(shù)設(shè)備進行輔助完成。主要適用測量速率要求不高的精密領(lǐng)域，比如數(shù)字電壓表等。優(yōu)點是簡單電路獲得高分辨率，抑制干擾能力強，能夠有效地抑制電網(wǎng)的工頻干擾。需價格較高的大規(guī)模電路，僅僅適用于速速率要求特別高的領(lǐng)域。是當(dāng)今速度最快的A/D 轉(zhuǎn)換器。 儔楝庵 2． 并行比較型 A/D 轉(zhuǎn)換器 儔楝庵 由多個比較器構(gòu)成僅作一次比較。優(yōu)點是快速，低耗， 分辨率小于 12 位時，價格較低。有多種模數(shù)轉(zhuǎn)換器可以供設(shè)計選擇：儔楝庵 1． 逐次比較型 A/D 轉(zhuǎn)換器 儔楝庵 由一個比較器和 轉(zhuǎn)換器構(gòu)成。 儔楝庵 當(dāng)系統(tǒng) 工作， RRRR ???? 31 、 RRRR ???? 42 ， 按 計算公式 （ ）， 得到 電橋輸出 電壓為： 儔楝庵 儔楝庵 儔楝庵 ()儔楝庵 儔楝庵 Ek?? 儔楝庵 儔楝庵 A/D 轉(zhuǎn)換器的選擇 儔楝庵 轉(zhuǎn)換器是該設(shè)計 中非常重要的一個環(huán)節(jié)。式（ ）是 平衡條件。這時 直流 惠更斯 電橋 僅有電壓輸出 。 儔楝庵 圖 22 為惠更斯 電橋， U 接直流電源 E。應(yīng)變電壓隨之產(chǎn)生，此時的不平衡電壓與正壓力成正比關(guān)系。應(yīng)變傳感器測量原理圖如圖 21 所示。其優(yōu)點是 應(yīng)用測量范圍廣 、 靈敏度高 、 精度高 、 結(jié)構(gòu)輕小 、對復(fù)雜環(huán)境 適應(yīng)性強 ；工作無特殊的要求 。 缺點是穩(wěn)定性差，靈敏但怕污損壽命短，環(huán)境要求苛刻，長距離傳輸困難。 儔楝庵 2． 電容 式特點：將荷載變化 轉(zhuǎn)為電容變化的一種傳感器。優(yōu)勢為小巧、輕便、簡單，適合 動態(tài)力學(xué)量測量，不適合頻率低 和 靜態(tài)量 測量 。 也稱為自發(fā)電傳感器。在進行壓力傳感器的選擇時，要尊重一些使用規(guī)范，選擇時要按照穩(wěn)定行、精度、壽命和安裝環(huán)境的要求進 行全面的考慮。 儔楝庵 3． 漂移 ：壓力 傳感器 工作時輸出會隨著 時間 溫度 相關(guān) 變動 。 儔楝庵 1． 靈敏度 ：壓力 傳感器輸出電壓 載滿負(fù)荷運行時 與激勵電壓的比值。 儔楝庵 儔楝庵 電氣工程及其自動化專業(yè)畢業(yè)設(shè)計 儔楝庵 5 儔楝庵 儔楝庵 圖 11 整體框圖