【正文】 該指令用來查詢液晶顯示模塊內(nèi)部控制器的狀態(tài)，各參量 含義如下： BUSY： 1內(nèi)部在工 作 0正常狀態(tài)； ON/OFF： 1顯示關(guān)閉 0顯示打開； RESET： 1復(fù)位狀態(tài) 0正常狀態(tài)； 在 BUSY 和 RESET狀態(tài)時，除讀狀態(tài)指令外，其它指令均不對液晶顯示模塊產(chǎn)生作用。 (3)頁（ PAGE）設(shè)置指令 R/WRS DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB0 00 100111 頁號（ 07） 顯示 RAM 共 64 行，分 8 頁，每頁 8 行。在字模的記載方式如圖 36 所示： 15 圖 36 “A”字模圖 1602LCD 指令系統(tǒng) 表 32 1602LCD 指令表 指令命令 控制信號 控制代碼 引 腳 R/W RS DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB0 顯示開關(guān) 0 0 0 0 1 1 1 1 1 I/O 顯示起示行設(shè)置 0 0 1 1 X X X X X X 頁設(shè)置 0 0 1 0 1 1 1 X X X 列地址設(shè)置 0 0 1 X X X X X X X 讀狀態(tài) 1 0 BUSY 0 ON/OFF RST 0 0 0 0 寫數(shù)據(jù) 0 1 寫數(shù)據(jù) 讀數(shù)據(jù) 1 1 讀數(shù)據(jù) (1)顯示開 /關(guān)指令 16 R/WRS DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB0 00 0 0 1 1 1 1 1 1/0 當(dāng) DB0＝ 1 時， LCD 顯示 RAM 中的內(nèi)容； DB0＝ 0 時，關(guān)閉顯示。那么，得到了漢字的內(nèi)碼后，還僅是一組數(shù)字，若要在屏幕上顯示，就涉及到文字的字模，字模雖然也是一組數(shù)字，但它的意義卻與數(shù)字的意義有了根本的變化，它是用數(shù)字的各位信息來記載英文或漢字的形狀，如英文的 39。而對于中文，常用卻有 6000 以上，于是我們的 DOS 前輩想了一個辦法，就是將 ASCII 表的高 128 個很少用到的數(shù)值以兩個為一組來表示漢字，即漢字的內(nèi)碼。 點(diǎn)陣 LCD 的顯示原理 在數(shù)字電路中，所有的數(shù)據(jù)都是以 0 和 1 保存的，對 LCD 控制器進(jìn)行不同的數(shù)據(jù)操作，可以得到不同的結(jié)果。可完成圖形顯示，也可以顯示 48 個 (162 點(diǎn)陣 ) 字母 [12]。 CPU 可采用中斷、查詢或者程序延時等方式讀取 HX711的轉(zhuǎn)換結(jié)果，本設(shè)計(jì)采用查詢方式 [11]。轉(zhuǎn)換結(jié)果分高 8 位、低 4 位與 P0 口相連，分兩次讀入，所以 12/8 端接地。本次設(shè)計(jì)采用單極性接法，如圖 34 所示。則可以利用此線驅(qū)動一信號二極管的亮滅，從而表示是否處于 A/D 轉(zhuǎn)換。 輸出信號有： XI：工作狀態(tài)信號線。 當(dāng) R/C=0，啟動 A/D 轉(zhuǎn)換： 當(dāng) A0=0，啟動 12 位 A/D 轉(zhuǎn)換方式；當(dāng) A0=1，啟動 8 位轉(zhuǎn)換方式。 PDSCK：數(shù)據(jù)輸出格式選擇 控制信號。當(dāng) CS=0， CE=1 同時滿足時， HX711 才處于工作狀態(tài)，否則工作被禁止。 VSUP：片啟動信號。 HX711 采用 16 腳雙列直插標(biāo)準(zhǔn)封裝如下圖 33 所示 [10]。它采用逐次逼近型的 A/D 轉(zhuǎn)換器，最大轉(zhuǎn)換時間為 25us，轉(zhuǎn)換精度為 %，所以適合于高精度的快速轉(zhuǎn)換采樣系統(tǒng)。 51 單片機(jī)的復(fù)位是由 RESET 引腳來控制的，此引腳與高電平相接超過 24 個振蕩周期后， 51 單片機(jī)即進(jìn)入芯片內(nèi)部復(fù)位狀態(tài)，而且一直在此狀態(tài)下等待，直到 RESET 引腳轉(zhuǎn)為低電平后，才檢查 EA 引腳是高電平或低電平，若為高電平則執(zhí)行芯片內(nèi)部的程序代碼，若為低電平便會執(zhí)行外部程序。單片機(jī)的復(fù)位操作使單片機(jī)進(jìn)入初始化狀態(tài)，其中包括使程序計(jì)數(shù)器 PC＝ 0000H，這表明程序從 0000H 地址單元開始執(zhí)行。上電復(fù)位要求接通電源后，自動實(shí)現(xiàn)復(fù)位操作。如果RST 持續(xù)為高電平，單片機(jī)就處于循環(huán)復(fù)位狀態(tài)。由于單片機(jī)內(nèi)部有一個高增益反相放大器，當(dāng)外接晶振后，就構(gòu)成了自激振蕩器并產(chǎn)生振蕩時鐘脈沖。 單片機(jī)的時鐘信號通常用兩種電路形式得到：內(nèi)部振蕩方式和外部振蕩方式。單片機(jī)的時鐘信號用來提供單片機(jī)片內(nèi)各種操作的時間基準(zhǔn)，復(fù)位操作則使單片機(jī)的片內(nèi)電路初始化，使單片機(jī)從一種確定的初態(tài)開始運(yùn)行。在本系統(tǒng)中，硬件電路的構(gòu)成主要有以下幾部分： STC89C52 的最小系統(tǒng)構(gòu)成、電源電路、數(shù)據(jù)采集、人機(jī)交換電路等 [9]。由于傳感器輸出的為模擬信號，所以需要對其進(jìn)行A/D 轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號以便單片機(jī)接收。 在本系統(tǒng)中用于稱量的主要器件是稱重傳感器，稱重傳感器在受到壓力或拉力時會產(chǎn)生電信號，受 到不同壓力或拉力是產(chǎn)生的電信號也隨著變化，而且力與電信號的關(guān)系一般為線性關(guān)系?？臻e模式下， CPU 停止工作，允許 RAM、定時器 /計(jì)數(shù)器、串口、中斷繼續(xù)工作。 STC89C52 具有以下標(biāo)準(zhǔn)功能 ： 8k 字節(jié) Flash， 256 字節(jié) RAM， 32 位 I/O 口線，看門狗定時器， 2 個數(shù)據(jù)指針，三個 16 位 定時器 /計(jì)數(shù)器，一個 6 向量 2 級中斷結(jié)構(gòu)，全雙工串行口，片內(nèi)晶振及 時鐘電路 。片上 Flash 允許程序存儲器在系統(tǒng)可編程，亦適于常規(guī)編程器。 STC89C52 是一種低功耗、高性能 CMOS8 位微控制器，具有 8K 在系統(tǒng)可編程 Flash 存儲器。 單片機(jī)的典型代表是 Intel 公司在 20 世紀(jì) 80 年代初設(shè)計(jì)生產(chǎn)的 MCS51 單片機(jī)。以突出其高速海量數(shù)值運(yùn)算能力，在數(shù)據(jù)處理、模擬仿真、人工智能、圖象處理、多媒體、網(wǎng)絡(luò)通信中得到了廣泛的應(yīng)用；單片機(jī)作為最典型的嵌入式系統(tǒng)，由于其微小的體積和低廉的成本，廣泛應(yīng)用于家用電器、機(jī)器人、儀器儀表、工業(yè)控制單元、辦公自動化設(shè)備以及通信產(chǎn)品中，成為現(xiàn)代電子系統(tǒng)中最重要的智能化工具。 3 硬件電路設(shè)計(jì) STC89C52 單片機(jī)介紹 STC89C52 單片機(jī)綜述 單片機(jī)的誕生標(biāo)志著計(jì)算機(jī)正式形成了通用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)和嵌入式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)兩個分支。在本系統(tǒng)中，設(shè) 置報警的目的就是在超出電子秤測量范圍時，發(fā)出聲光報警信號，提示用戶，防止損壞儀器。這里我們采用1602LCD 液晶顯示器，主要用于顯示數(shù)字、專用符號和圖形。 LCD 液晶顯示具有顯示質(zhì)量高，數(shù)字式接口，體積小，重量輕，功耗低等優(yōu)點(diǎn)。數(shù)據(jù)顯示有兩種方案： LED（全稱： Light Emitting Diode）數(shù)碼顯示和 LCD（全稱： Liquid Crystal Display）液晶顯示。因?yàn)楸驹O(shè)計(jì)的電子秤需要設(shè)置最大量程和清零去皮 [8]。 鑒于上述兩種方法的缺點(diǎn)，我們可以采用掃描式的方法來判斷按鍵事件。第二種方法同樣不容易檢測按鍵的按下、 釋放及長按鍵等事件。在中斷處理程序中，往往需要執(zhí)行這樣一個操作序列：延時一定的時間去抖，如果按鍵有效，那么等待按鍵釋放。 ② 如果按鍵數(shù)較少，那么可以直接將按鍵 接到單片機(jī)的 I/O 口，然后各按鍵取邏輯或送到單片機(jī)的中斷管腳（對于 51 體系），單片機(jī)響應(yīng)中斷后再去讀取 I/O 口的數(shù)據(jù)。而一般的實(shí)現(xiàn)方法包括： ① 外接鍵盤掃描芯片（例如 8279,7279 等），然后由該芯片來完成去抖、鍵值讀取、中斷請求等功能。 鍵盤處理部分方案的論證 目前，微機(jī)系統(tǒng)中最常用的是觸電式開關(guān)按鍵。所有控制由管腳輸入，芯片內(nèi)寄存器無需編程可選擇 10Hz 或 80Hz 的輸出數(shù)據(jù)速率，同步抑制 50Hz 和 60Hz 的電源 干擾耗電量（含穩(wěn)壓電源電路）。同時穩(wěn)壓電路可直接向外部傳感器和芯片內(nèi) A/D 轉(zhuǎn)換器提供電源片內(nèi)時鐘振蕩器無需任何外接器件，必要時也可使用外接晶振或時鐘。上電自動復(fù)位功能簡化了開機(jī)的初始化過程 [7]。芯片內(nèi)提供的穩(wěn)壓電源可以直接向外部傳感器和芯片內(nèi)的 A/D 轉(zhuǎn) 換器提供電源，系統(tǒng)板上無需另外的模擬電源。40mV。通道 A 的可編程增益為 128 ， 9 對應(yīng)的滿額度差分輸入信號幅值分別為 177。該芯片與后端 MCU 芯片的接口和編程非常簡單，所有控制信號由管腳驅(qū)動，無需對芯片內(nèi)部的寄存器編程。與同類型其它芯片相比，該芯片集成了包括穩(wěn)壓電源、 片內(nèi)時鐘振蕩器等其它同類型芯片所需要的外圍電路，具有集成度高、響應(yīng)速度快、抗干擾性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。由于內(nèi)部線路采用惠斯通電橋，當(dāng)彈性體承受載荷產(chǎn)生變形時，輸出信號電壓可由下式（ 21）給出： E i nR4 R4R3 R3R2 R2R1 R1)42( 42E ??????? ??????? △△△△RR RRout （ 21） A/D 轉(zhuǎn)換器的選擇 A/D 轉(zhuǎn)換部分是整個設(shè)計(jì)的關(guān)鍵，這一部分處理不好，會使得整個設(shè)計(jì)毫無意義。其工作原理如圖 25 所示： 其工作原理：用應(yīng)變片測量時，將其粘貼在彈性體上。 (5)傳感器使用過程受溫度影響的特性和蠕變特性 經(jīng)過查詢資料對比，適合本設(shè)計(jì)的可以用平行梁應(yīng)變式傳感器，最大量程為 5Kg，精度為 %，滿量程時誤差為 +；有考慮到秤臺自重，震動和沖擊分量，還要避免超重破壞傳感器，允許最大量程時誤差 +，可滿足本系統(tǒng)的精度要求。 (4)傳感器的量程范圍。 (3)傳感器的精度等級。 8 圖 25 傳感器工作原理圖 稱重傳感器在選用過程中一般要考慮以下問題： (1)安裝要求，有些場合就直適合某種特定的稱重傳感器。它不受測力點(diǎn)變化的影響。柱環(huán)式傳感器由于本身的結(jié)構(gòu)特性目前大多僅用于測量拉力，其精度一般在 到 之間。橋式傳感器的彈性體形狀像橋，因此得得名。柱式傳感器的測量范圍都很大，一般最大可以達(dá)到幾百噸，它剛性好，抗過載能力強(qiáng)，加工也簡單，重量也比較輕。稱重傳感器按結(jié)構(gòu)類型分主要有 S 行雙連孔式傳感器 ,柱式傳感器 ,輪輻式與橋式傳感 ,柱環(huán)式傳感器 ,剪切梁式傳感器和單 S梁式傳感器。 稱重傳感器是力傳感器當(dāng)中一個重要的品種 ,實(shí)際應(yīng)用及其廣泛。其中敏感元件指傳感器中能直接感受被測量的部分，轉(zhuǎn)換部分指傳感器中能將敏感元件輸出量轉(zhuǎn)換為適于傳輸和測量的電信號部分。 傳感器的選擇 傳感器的定義：能感受規(guī)定的被測量，并按照一定規(guī)律轉(zhuǎn)換成可用輸出信號的器件或裝置。掉電保護(hù)方式下， RAM 內(nèi)容被保存，振蕩器被凍結(jié)，單片機(jī)一切工作停止，直到下一個中斷或硬件復(fù)位為止。 第四， STC89X52 可降至 0Hz 靜態(tài)邏輯操作，支持 2 種軟件可選擇節(jié)電模式。在單芯片上，擁有靈巧的 8 位 CPU 和在系統(tǒng)可編程 Flash，使得 STC89C52 為眾多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高 靈活、超有效的解決方案。 STC89C52 的優(yōu)勢： 第一， STC89C52 是 STC 公司生產(chǎn)的一種低功耗、高性能 CMOS8 位微控制器，具有 8K 在系統(tǒng)可編程 Flash 存儲器。這種新型的智能儀表報警電路 壓力傳感器 AD 轉(zhuǎn)換器 鍵盤控制 時鐘芯片 信號轉(zhuǎn)換 FPGA 報警電路 鍵盤控制 LCD 顯示 壓力傳感器 7 在測量過程自動化、測量結(jié)果的數(shù)據(jù)處理以及 功能的多樣化方面，都取得了巨大的進(jìn)展。鑒于本電子稱的設(shè)計(jì)并不太復(fù)雜，單片機(jī)完全能實(shí)現(xiàn)所需功能，所以在具體設(shè)計(jì)時，采用了第三種設(shè)計(jì)方案。 雖然以 FPGA 為核心的電子稱系統(tǒng)很優(yōu)化，但只有在大規(guī)模和超大規(guī)模集成電路中其高集成度才能更好得以體現(xiàn)。其中控制器采用 Xilinx 公司可編程器件 FPGA 為核心，基于 ISE 軟件平臺，采用 VHDL 編程實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)處理、 LED 和 LCD 驅(qū)動、時鐘芯片的 I2C 通訊、鍵盤控制等模塊。 采用 FPGA 測頻測量精度高，測量頻率范圍大，而且編程靈活、調(diào)試方便，設(shè)計(jì)要求的精度較高，所以要求系統(tǒng)的穩(wěn)定性要好，抗干擾能力要強(qiáng)。 方案四 采用以現(xiàn)場可編程門陣列 (FPGA)為控制核心，利用 EDA 軟件編程，下載燒制實(shí)現(xiàn)。但其缺點(diǎn)是外 圍電路比較復(fù)雜 ,編程復(fù)雜。結(jié)構(gòu)簡圖如圖 23 所示 : 數(shù)據(jù)采集 數(shù)碼管顯示 單片機(jī) 數(shù)據(jù)采集 鍵盤輸入 數(shù)碼管顯示 單片機(jī) 單 片 機(jī) LCD 顯示 6 圖 23 LCD 顯示的方案 目前單片機(jī)技術(shù)比較成熟，功能也比較強(qiáng)大，被測信號經(jīng)放大整形后送入單片機(jī)，由單片機(jī)對