【正文】 rge pump regulator 電極電容的負極 VPP/RST P,I OTP ROM 編程引腳系統(tǒng)復(fù)位輸入端，施密特結(jié)構(gòu)，低電平有效，通常保持高電平 XIN/LXIN/P20 I,O 外部高速時鐘振蕩器引腳 (4M)/外部 低速時鐘 32768HZ 晶振引腳 /與P20 共用 IO 口 XOUT/LXOUT/P21 I,O 外部高速時鐘振蕩器引腳 (4M)/外部低速時鐘 32768HZ 晶振引腳 /與P21 共用 IO 口 （施密特結(jié)構(gòu)） /內(nèi)置上拉電阻 P1[3:0] I/O ~ 雙向輸入輸出引腳 /具有喚醒功能 /內(nèi)置上拉電阻 P2[1:0] I/O ~ 雙向輸入輸出引腳 /內(nèi)置上拉電阻和 XIN/XOUT 引腳共用 P5[2:0] O ~ 單向輸出引腳 LBTIN1/2 I 電池低電壓檢測輸入引腳，和 、 引腳共用 COM[3:0] O COM0~COM3LCD 驅(qū)動 COM 端 SEG0~SEG11 O LCD 驅(qū)動 segment 引腳 由 SN8P1937 的特點可以看出，它豐富的片內(nèi)外設(shè)將大大簡化我的設(shè)計，所以基于SN8P1937 單片機的 體重 秤的結(jié)構(gòu)框圖，就可以簡化為圖 36。其頻率是單片機的重要指標(biāo)之一，時鐘頻率越高，單片機的速度也就越快，同時單片機的穩(wěn)定性也就越差。在 SN8P1937 芯片中，時鐘可以有兩種產(chǎn)生方式：一種是片內(nèi) RC 電路產(chǎn)生；另一種是外接晶振或 RC 振蕩器。指令寄存器用于存放從程序寄存器中取出的指令碼，經(jīng)過定時控制邏輯進行譯碼，并在 時鐘脈沖的配合下產(chǎn)生執(zhí)行指令的時序脈沖，以完成相應(yīng)的指令的執(zhí)行。它為用戶提供了精簡的指令系統(tǒng)和極快的指令執(zhí)行速度，大部分指令執(zhí)行只需要 1 個時鐘周期。它由算術(shù)邏輯單元 (ALU)、控制單元和裝用寄存器組 3 部分組成。 MCU 的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖，如圖 34 所示： 圖 34 SN8P1937 的總體架構(gòu) 陜西科技大學(xué) 畢業(yè) 設(shè)計說明書 10 由圖 34 可以看出， SN8P1937 包括 CPU、 RAM、 ROM、 Chargr pump、 Regulator、PGIA、 16bit 的 ADC 等各種片內(nèi)外設(shè)。 (h) 內(nèi)置看門狗定時器 (i) regulator 內(nèi)置 regulator 有 電壓 ， 10MA 驅(qū)動電流 、內(nèi)置參考電壓 Bandgap用來監(jiān)控電池電壓、內(nèi)置電壓比較器、內(nèi)置 ADC 參考電壓 V(R+,R)=(j) 內(nèi)置 的 RTC 模式 (k) LCD 驅(qū)動： 1/3 或 1/2 偏壓、 4mon*12segment。 (f) 兩個中斷源 兩 個內(nèi)部中斷： T0、 TC0， 一個外部中斷： INT0。 (c) 功能強大的指令集 基于 SN8P19 系列單片機 AutoRun 功能體重秤的設(shè)計 9 一個指令周期為 4 個時鐘周期、所有的指令均為一個字長、大部分指令只有一個周期、指令的最長周期為 2 個指令周期、 JMP 指令可在整個 ROM 區(qū)執(zhí)行、查表功能（ MOVC）可尋址整個 ROM 區(qū)。 基于以上考慮，我選擇了 SONIX 公司的 SN8P1937 作為主控芯片，該芯片能夠在低電壓下以超低功耗狀態(tài)工作；其控制器具有豐富的片內(nèi)外設(shè)，圖 33 給出了該單片機的引腳圖，該單片機的特點如下： (a) 存儲器配置 OTP ROM： 2K*16bits、 RAM： 128*8bits(bank0)、 8 層堆棧緩存器 LCD RAM： 4*12bits。但是該系統(tǒng)在可靠性，擴展性等方面做得很好，因此該方案可以達到設(shè)計的要求 。此外，加上 EEPROM 后系統(tǒng)的可擴展性大大提高。這樣就需要一個低電池檢測電路和 EEPROM 模塊。此方案的缺點是電路較復(fù)雜，系統(tǒng)的硬件成本會增加。因為采集到的信號一般都很微弱，如果在遇到干擾的時候可能會導(dǎo)致測量結(jié)果的錯誤，因此采集到電信號后，對電信號進行放大，濾波。 方案二：由于上一個方案存在沒有輸入，信號的抗干擾能力不強的缺點，所以本方案中在前一個方案的基礎(chǔ)上增加了鍵盤輸入裝置，并在電路的前段加上信號調(diào)理電路。但是功能單一，只能顯示，沒有輸入接口?？梢岳脝纹瑱C內(nèi)部自帶的 AD 轉(zhuǎn)換功能進行數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換。 在系統(tǒng)設(shè)計時，針對各個模塊的功能來設(shè)計體重秤的方案有以下幾種： 方案一：此方案是最簡單的設(shè)計方案，將壓力傳感器的壓力信號通過模數(shù)轉(zhuǎn)換送入單片機 ，單片機對信號處理后送去顯示。轉(zhuǎn)換后的數(shù)字信號送給控制器處理，由控制器完成對數(shù)字量的處理。按照設(shè)計的基本要求，系統(tǒng)可分為三大模塊：數(shù)據(jù)采集模塊，控制器模塊，人機交互界面模塊。硬件和軟件只有緊密結(jié)合、協(xié)調(diào)一致才能提高系統(tǒng)的性能價格比。 本章小結(jié) 本章主要介紹了體重秤的功能和 操作方法，軟件操作將上述功能通過軟件的方式描述出來，再加上一些外圍電路便可以實現(xiàn)上述功能。 (h) 當(dāng)內(nèi)碼 較 100KG 穩(wěn)定點的內(nèi)碼超出 3000 后，則顯示由 150KG 閃爍切換到內(nèi)碼顯示。穩(wěn)定后進入 150KG 校正點。顯示 100KG 閃爍。 (f) 當(dāng)內(nèi)碼 較 零點內(nèi)碼超出 3000 后，則顯示由 50KG 閃爍切換到內(nèi)碼顯示。 (e) 切換單位的 I/O 口，電平變化，抓取穩(wěn)定的零點 ，然后進入 50KG 校正點。 (c) 稱重穩(wěn)定后不會自動解鎖，重量保持顯示 6 秒后關(guān)機，要重復(fù)稱重必須在約 6秒內(nèi)離秤后在繼續(xù)，每次稱重結(jié)束會抓取零點。 體重 秤的操作 以上介紹了 體重秤 的基本 功 能，下 面介紹體重秤 的操作過程，為以后的軟件提供參考 : (a) 當(dāng)有負載時體重秤會自動開機，開機即可稱重 。 AD 參考電壓設(shè)置 不同的傳感器需要不同的 參考電壓，為了增強系統(tǒng)的可擴展性，使系統(tǒng)適應(yīng)不同的傳感器，可以 設(shè)置 AD 的參考電壓的值。來達到準(zhǔn)確測量。 分段校正 由于傳感器的傳輸曲線不是線性的，而是呈現(xiàn)出拋物線的特性，為了保證稱重的精度要求，就需要對該傳輸曲線進行分段線性，使其與傳感器的傳輸曲線達到更好的擬合。 稱重 體重秤在檢測到有壓力信號的時候自動開機 ，在應(yīng)變片上將重物產(chǎn)生的壓力轉(zhuǎn)換成電壓信號，送到 AD 轉(zhuǎn)換器進行轉(zhuǎn)換，最后將 人體的體重 顯示在液晶屏上。 當(dāng)電池電壓低于單片機工作電壓或待測物體重量超量程的時候系統(tǒng)會報警，提醒用戶。 該體重秤系統(tǒng)具有自動開機功能，而且功耗低很低。 系統(tǒng) 上電之后便工作 在綠色模式下， 每 1s 喚醒一次，進入正常工作模式，檢測待測重物的重量是否達到開機重量 （ 5kg） ， 如果沒有到則繼續(xù)進入綠色模式。 在綠色模式下，只有定時器可以繼續(xù)工作，其他的硬件資源都已經(jīng)停止工作，外部高速 /內(nèi)部低速振蕩器仍在工作，芯片工作電流降低至 5uA（ 3V） ，可通過設(shè)定 T0 來確定系統(tǒng)的喚醒時間，也可以由 P0/P1 的電平觸發(fā)信號立即喚醒。該單片機 有四種工作模式 ：正常模式，綠色模式，低速模式，睡眠模式。對全文做了總結(jié)， 講述了該系統(tǒng)最終實現(xiàn)的功能。 第五章為系統(tǒng)的軟件設(shè)計部分，這部分是整個系統(tǒng)的重點 ，由于主控芯片 SN8P1937陜西科技大學(xué) 畢業(yè) 設(shè)計說明書 4 的選擇使得整個系統(tǒng)的硬件電路變的簡單同時它的軟件設(shè)計就變的復(fù) 雜，這部分主要分為 LCD 驅(qū)動程序的設(shè)計、鍵盤子程序的設(shè)計、 AD 子程序的設(shè)計、 電池低壓檢測子程序的設(shè)計、 校機子程序，初始化找平衡子程序 和數(shù)據(jù)處理子程序的設(shè)計。 第三章為系統(tǒng)總體方案的設(shè)計，它主要從系統(tǒng) 方案選擇，單片機選擇以及傳感器的選擇對系統(tǒng)的設(shè)計方案進行確定。 論文結(jié)構(gòu)安排如下： 第一章為 緒論，主要介紹課題的背景，分析了 體重秤 的意義和需求， 體重秤 的發(fā)展現(xiàn)狀，并依此總結(jié)了提出本課題的必要性和以后的工作安排。在系統(tǒng)的整體設(shè)計和方案選擇中對系統(tǒng)選用的各種芯片進行了說明，主控芯片選用的是 SONIX公司的 SN8P1937 芯片，該芯片帶有一個內(nèi)部的 16bitAD 轉(zhuǎn)換器、一個可編程增益放大器、一個多路開關(guān)、內(nèi)置的溫度檢測電路和低電壓檢測電路，所以硬件的設(shè)計變的非常的簡單， EEPROM 選用的是 ATMEL 公司的 AT24C02。當(dāng)然也有一些高檔的 體重秤 ，采用 LCD 顯示，轉(zhuǎn)換精度也很高，系統(tǒng)的各項性能和功能也很優(yōu)越，但是價格又很高，所以就需要設(shè)計一款高精度低成本，高性價比的 體重 秤，本文就是基于此目的，以普通稱重系統(tǒng)為例，設(shè)計出了一款最大稱重 150KG， 最小起秤重量 2KG， 低功耗 ，高可靠性的 體重 秤。隨著我國經(jīng)濟的發(fā)展，人民生活水平的提高，人們也開始注意自己的飲食結(jié)構(gòu)和生活質(zhì)量，我國市場對各種各樣的電子秤的需求也越來越旺盛，但是我國 體重 秤產(chǎn)品的數(shù)量和質(zhì)量與工業(yè)發(fā)達國家相比還有較大差距，產(chǎn)品的品種規(guī)格較少、功能不全、 穩(wěn)定性和可靠性較差等問題一直困擾著我們，針對如此強大的市場需求，對 體重 秤的深入研究成了一種發(fā)展趨勢。可以預(yù)見，多 功能，智能化體重基于 SN8P19 系列單片機 AutoRun 功能體重秤的設(shè)計 3 秤技術(shù)必將隨著我國相關(guān)技術(shù)的發(fā)展而逐步完善和成熟，廣泛地使用在家庭生活中，將會 為提高 我國的 人民的身體素質(zhì)及延長平均壽命做出巨大貢獻 。特別是對有老人的家庭，這樣的系統(tǒng)更是必不可少。這樣就可以自己在家里對自己的身體進行實施監(jiān)控。并通過串口通信與 PC 機進行通信，通過 PC 機將接收到得數(shù)據(jù)進行分析和比較，然后結(jié)合一些醫(yī)學(xué)常識可以做一個專家系統(tǒng)。 隨著今后技 術(shù)的發(fā)展，智能化的普及以及系統(tǒng)復(fù)雜程度不斷增加，體重秤一定會有越來越廣泛的發(fā)展前景。各種新技術(shù)、新器件、新理論的出現(xiàn)和計算機網(wǎng)絡(luò)的飛速發(fā)展，必將給體重秤的發(fā)展和應(yīng)用提供廣闊的天地。目前市面上的體重秤做到了占用空間少，操作方便，測量精度高等基本的測量功能，但是集多功能為一體的體重秤將會是未來發(fā)展的一個趨勢?，F(xiàn)在我們可 以見到的體重秤有指針式的，和用 LCD 顯示的。增強國際市場競爭能力。就必須執(zhí)行國際法制計量組織制定的國際建議并要有國際水平的技術(shù)與裝備、有國際水平的質(zhì)量。 我國的電子衡器要打入國際市場。但就總體而言，我國電子衡器產(chǎn)品的數(shù)量和質(zhì)量與工業(yè)發(fā)達國家相比還有較大差距，其主要差距是技術(shù)與工藝不夠先進、工藝裝備與測試儀表老化、開發(fā)能力不足、產(chǎn)品的品種規(guī)格較少、功能不全、穩(wěn)定性和可靠性較差等。電子衡器制造技術(shù)及應(yīng)用得到了新發(fā)展。 60 年代初期出現(xiàn)機電結(jié)合式電子衡器以來，經(jīng)過 40 多年的不斷改進與完善，我國電子衡器從最初的機電結(jié)合型陜西科技大學(xué) 畢業(yè) 設(shè)計說明書 2 發(fā)展到現(xiàn)在的全電子型和數(shù)字智能型。其中，不等臂平臺秤（ “十進秤 ”）是當(dāng)今動態(tài)軌道衡的鼻祖，至今它仍是最通用的一種秤。 稱重技術(shù)和衡器 的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢 衡器是通過作用于被測量物體的重力來確定該物體質(zhì)量的計量器具。 本設(shè)計就是滿足上面需求的一種體重秤，采用 16 位的 AD 轉(zhuǎn)換，使得測量精度更高；整個秤體積很小，方便攜帶；采用液晶顯示方便使用者讀數(shù)；通過按鍵可以切換單位；系統(tǒng) 上電后就 運行在綠色模式下，內(nèi)部的高速時鐘關(guān)閉，所有的 硬件資源 也關(guān)閉，這樣電流只有 5uA 左右，非常省電。 現(xiàn)在電子產(chǎn)品越來也多，給人們的生活提供很多方便，體重秤作為電子秤的一個分支在人們的日常生活中扮演著越來越不可或缺的角色。低成本、高智能化的電子秤無疑具有極其廣闊的市場前景。據(jù)考證，世界上最古老的計量器具出土于中東和埃及，最古老的衡器和砝碼出自于埃及。公元前，人們?yōu)榱藢ω浳锝粨Q量進行估計，起初采用木材或陶土制作的容器對交 換貨物進行計量。 作為 體重 測量儀器， 電子體重 秤 以其測量的準(zhǔn)確性和高速性 開始逐漸取代 傳統(tǒng)的儀表體重秤 ，成為測量 體重 領(lǐng)域的主流產(chǎn)品。s living standards improved, people bee increasingly concerned about their health, as weight is an important factor whether healthy or not .It is important for people to use a scales to measure their traditional form of instrument scales are not only relatively large measurement errors, but also not easy reading，and volume of the scales will take up more