【正文】 10~33μF，R取10kΩ，充電時(shí)間常數(shù)為1010610103=100ms。本設(shè)計(jì)使用了第二種方法，其電路圖如圖21所示。當(dāng)外接石英晶體時(shí)，電容CC3選30pF177。10pF。外接電容CC3的大小會(huì)影響振蕩器頻率的高低、振蕩頻率的穩(wěn)定度、起振時(shí)間及溫度穩(wěn)定性。在本系統(tǒng)中，選擇了12MHz石英晶振，電容CC2為30pF。 A/D轉(zhuǎn)換芯片HX711接口電路的設(shè)計(jì)根據(jù)設(shè)計(jì)要求，系統(tǒng)要求輸出的電流信號(hào)為20~1000mA，步進(jìn)為1mA，且要求顯示數(shù)值，因此，給定量的執(zhí)行元件A/D轉(zhuǎn)換器至少需要12位的轉(zhuǎn)換精度。HX711接口電路如圖22所示。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(shí)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)、降低了電子秤的整機(jī)成本，提高了整機(jī)的性能和可靠性。輸入選擇開關(guān)可任意選取通道A或通道B，與其內(nèi)部的低噪聲可編程放大器相連。20mV或177。通道B則為固定的64增益，用于系統(tǒng)參數(shù)檢測(cè)。芯片內(nèi)的時(shí)鐘振蕩器不需要任何外接部件。2, HX711引腳功能表21 HX711引腳功能管腳號(hào)名稱性能描述1VSUP電源穩(wěn)壓電路供電電源：（不用穩(wěn)壓電路時(shí)接AVDD）2BASE模擬輸出穩(wěn)壓電路控制輸出（不用穩(wěn)壓電路時(shí)為無(wú)連接）3AVDD電源模擬電源：4VFB模擬輸入穩(wěn)壓電路控制輸入（不用穩(wěn)壓電路時(shí)應(yīng)接地）5AGND地模擬地6VBG模擬輸出參考電源輸入7INA模擬輸入通道A負(fù)輸入端8INA+模擬輸入通道A正輸入端9INB模擬輸入通道B負(fù)輸入端10INB+模擬輸入通道B正輸入端11PDSCK數(shù)字輸入斷電控制（高電平有效）和串口時(shí)鐘輸入12DOUT數(shù)字輸出串口數(shù)據(jù)輸出13X0數(shù)字輸入輸出晶振輸入（不用晶振時(shí)為無(wú)連接）14X1數(shù)字輸入外部時(shí)鐘或晶振輸入，0：使用片內(nèi)振蕩器15RATE數(shù)字輸入輸出數(shù)據(jù)速率控制，0：10Hz；1：80Hz16DVDD電源數(shù)字電源： HX711管腳說(shuō)明模擬輸入通道A模擬差分輸入可直接與橋式傳感器的差分輸出相接。這些增益所對(duì)應(yīng)的滿量程差分輸入電壓分別177。40mV。40mV。供電電源數(shù)字電源（DVDD）應(yīng)使用與MCU芯片相同的數(shù)字供電電源。穩(wěn)壓電源的供電電壓（VSUP）可與數(shù)字電源（DVDD）相同。應(yīng)選擇該輸出電壓比穩(wěn)壓電源的輸入電壓（VSUP）低至少100mV。管腳VBG上不需要外接電容，管腳VFB應(yīng)接地，管腳BASE為無(wú)連接。這種情況下，典型輸出數(shù)據(jù)速率為10Hz或80Hz。這種情況下，芯片內(nèi)的時(shí)鐘振蕩器電路會(huì)自動(dòng)關(guān)閉，晶振時(shí)鐘或外部輸入時(shí)鐘被采用。輸出數(shù)據(jù)速率與晶振頻率以上述關(guān)系按比例增加或減少?？蓪CU芯片的晶振輸出管腳上的時(shí)鐘信號(hào)通過20pF的隔直電容連接到XI管腳上，作為外部時(shí)鐘輸入。HX711管腳說(shuō)明如圖23所示圖23 HX711管腳說(shuō)明串口通訊串口通訊線由管腳PDSCK和DOUT組成，用來(lái)輸出數(shù)據(jù)，選擇輸入通道和增益。當(dāng)DOUT從高電平變低電平后，PDSCK應(yīng)輸入25至27個(gè)不等的時(shí)鐘脈沖（圖二）。表22 主要電氣參數(shù)參數(shù)條件及說(shuō)明最小值典型值最大值單位滿額度差分輸入范圍V（inp）V(inn)177。7nV/℃增益漂移（增益=128）177。當(dāng)A/D轉(zhuǎn)換器的輸入通道或增益改變時(shí)，A/D轉(zhuǎn)換器需要4個(gè)數(shù)據(jù)輸出周期才能穩(wěn)定。如圖24所示。管腳PDSCK輸入來(lái)控制HX711的斷電。圖25 斷電控制如果PDSCK從低電平變高電平并保持在高電平超過60 us，HX711即進(jìn)入斷電狀態(tài)。當(dāng)PDSCK重新回到低電平時(shí)，芯片會(huì)自動(dòng)復(fù)位后進(jìn)入正常工作狀態(tài)。隨后的輸入通道和增益選擇由PDSCK的脈沖數(shù)決定，參見串口通訊一節(jié)。DOUT在4個(gè)數(shù)據(jù)輸出周期后才會(huì)從高電平變?yōu)榈碗娖剑敵鲇行?shù)據(jù)。它具有以下優(yōu)點(diǎn)：，測(cè)量范圍廣；，性能穩(wěn)定可靠。應(yīng)變片響應(yīng)時(shí)間約為100ns；、高速、高溫、強(qiáng)烈振動(dòng)、強(qiáng)磁場(chǎng)、核輻射和化學(xué)腐蝕等惡劣環(huán)境條件下工作；，價(jià)格便宜。應(yīng)變片式電阻傳感器應(yīng)用很廣。適用于小壓力測(cè)量。由電阻應(yīng)變片和測(cè)量電路兩部分組成。電阻應(yīng)變片也有誤差，產(chǎn)生的因素很多，所以在測(cè)量時(shí)我們一定要注意。B：電阻絲與被測(cè)原件對(duì)橋接零點(diǎn)和輸出，靈敏度的影響，即使采用同一批應(yīng)變也會(huì)因應(yīng)變片之間稍有溫度特性之差而引起誤差，所以對(duì)要求精度較高的傳感器，必須進(jìn)行溫度補(bǔ)償，解決的辦法是在被粘貼的基片上采用適當(dāng)及溫度系數(shù)的自動(dòng)補(bǔ)償，并從外部對(duì)它加以適當(dāng)?shù)难a(bǔ)償。產(chǎn)生非線性誤差的原因很多，一般來(lái)說(shuō)主要由結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)決定，通過線性補(bǔ)償，也可以得到改善。由于粘合劑為高分子材料，其特性隨溫度變化較大，所以稱重傳感器必須在規(guī)定的溫度范圍內(nèi)使用。設(shè)有一根電阻絲，如圖所示。電阻絲在外力的作用下，將引起電阻變化，且有令電阻絲的軸向效應(yīng)為，由材料力學(xué)可知，為電阻絲材料的泊松系數(shù)，經(jīng)整理可得通常把單位應(yīng)變所引起的電阻相對(duì)變化稱作電阻線的靈敏系數(shù)，其表達(dá)式為從上式可以明顯看出，電阻絲靈敏系數(shù)由兩部分組成：表示受力后由材料的幾何尺寸變化引起的；表示由材料電阻變化所引起的。大量實(shí)驗(yàn)證明，在電阻絲拉伸比例極限內(nèi)，電阻的相對(duì)變化與應(yīng)變成正比，即=～。 全橋測(cè)量電路應(yīng)變式傳感器常用的測(cè)量電路有單臂電橋、差動(dòng)半橋和差動(dòng)全橋，其中差動(dòng)全橋可提高電橋的靈敏度，消除電橋的非線性誤差，并可消除溫度誤差等共模干擾。其電路圖如圖36所示。其特點(diǎn)是：當(dāng)四個(gè)橋臂電阻達(dá)到相應(yīng)關(guān)系時(shí)，電橋輸出為零，或則就有電壓輸出，可用靈敏檢流計(jì)來(lái)測(cè)量，所以電橋能夠精確地測(cè)量微小的電阻變化。無(wú)壓力時(shí)，電橋平衡，輸出電壓為零；有壓力時(shí)，電橋的橋臂電阻值發(fā)生變化，電橋失去平衡。其輸出靈敏度比半橋提高了一倍，非線性誤差和溫度誤差均得到了改善。它是一種通過控制半導(dǎo)體發(fā)光二極管的顯示方式，用來(lái)顯示文字、圖形、圖像、動(dòng)畫、行情、視頻、錄像信號(hào)等各種信息的顯示屏幕?？蓪?shí)現(xiàn)0～9的顯示。通常使用的是七段LED。共陰極LED顯示塊的發(fā)光二極管陰極共地。在設(shè)計(jì)中使用LED顯示塊構(gòu)成N位LED顯示器。根據(jù)顯示方式不同，位選線與段選線的連接方法不同。LED顯示器有靜態(tài)顯示與動(dòng)態(tài)顯示兩種方式。在多位LED顯示時(shí)，為了簡(jiǎn)化電路，降低成本，將所有位的段選線并聯(lián)在一起，由一個(gè)8位I/O口控制，而共陰極點(diǎn)或共陽(yáng)極點(diǎn)分別由響應(yīng)的I/O口線控制。 LED數(shù)碼管顯示方式方案二： LCD顯示LCD 液晶顯示器是 Liquid Crystal Display 的簡(jiǎn)稱，LCD 的構(gòu)造是在兩片平行的玻璃當(dāng)中放置液態(tài)的晶體，兩片玻璃中間有許多垂直和水平的細(xì)小電線，透過通電與否來(lái)控制桿狀水晶分子改變方向，將光線折射出來(lái)產(chǎn)生畫面。在日常生活中，我們對(duì)液晶顯示器并不陌生。在單片機(jī)的人機(jī)交流界面中，一般的輸出方式有以下幾種：發(fā)光管、LED數(shù)碼管、液晶顯示器。 在單片機(jī)系統(tǒng)中應(yīng)用晶液顯示器作為輸出器件有以下幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)：（1）顯示質(zhì)量高：由于液晶顯示器每一個(gè)點(diǎn)在收到信號(hào)后就一直保持那種色彩和亮度，恒定發(fā)光，而不像陰極射線管顯示器（CRT）那樣需要不斷刷新新亮點(diǎn)。（2）數(shù)字式接口：液晶顯示器都是數(shù)字式的，和單片機(jī)系統(tǒng)的接口更加簡(jiǎn)單可靠，操作更加方便。（4）功耗低：相對(duì)而言，液晶顯示器的功耗主要消耗在其內(nèi)部的電極和驅(qū)動(dòng)IC上，因而耗電量比其它顯示器要少得多。液晶顯示器具有厚度薄、適用于大規(guī)模集成電路直接驅(qū)動(dòng)、易于實(shí)現(xiàn)全彩色顯示的特點(diǎn)，目前已經(jīng)被廣泛應(yīng)用在便攜式電腦、數(shù)字?jǐn)z像機(jī)、PDA移動(dòng)通信工具等眾多領(lǐng)域。例如屏的第一行的亮暗由RAM區(qū)的000H——00FH的16字節(jié)的內(nèi)容決定，當(dāng)（000H）=FFH時(shí)，則屏幕的左上角顯示一條短亮線，長(zhǎng)度為8個(gè)點(diǎn)；當(dāng)（3FFH）=FFH時(shí)，則屏幕的右下角顯示一條短亮線；當(dāng)（000H）=FFH，（001H）=00H，（002H）=00H，……（00EH）=00H，（00FH）=00H時(shí)，則在屏幕的頂部顯示一條由8段亮線和8條暗線組成的虛線。（2）字符的顯示：用LCD顯示一個(gè)字符時(shí)比較復(fù)雜，因?yàn)橐粋€(gè)字符由68或88點(diǎn)陣組成，既要找到和顯示屏幕上某幾個(gè)位置對(duì)應(yīng)的顯示RAM區(qū)的8字節(jié)，還要使每字節(jié)的不同位為“1”，其它的為“0”，為“1”的點(diǎn)亮，為“0”的不亮。但由于內(nèi)帶字符發(fā)生器的控制器來(lái)說(shuō)，顯示字符就比較簡(jiǎn)單了，可以讓控制器工作在文本方式，根據(jù)在LCD上開始顯示的行列號(hào)及每行的列數(shù)找出顯示RAM對(duì)應(yīng)的地址，設(shè)立光標(biāo)，在此送上該字符對(duì)應(yīng)的代碼即可。1602字符型LCD簡(jiǎn)介字符型液晶顯示模塊是一種專門用于顯示字母、數(shù)字、符號(hào)等點(diǎn)陣式LCD，目前常用16*1，16*2，20*2和40*2行等的模塊。1602LCD分為帶背光和不帶背光兩種，基控制器大部分為HD44780，帶背光的比不帶背光的厚，是否帶背光在應(yīng)用中并無(wú)差別，1602LCD主要技術(shù)參數(shù)：顯示容量:162個(gè)字符，芯片工作電壓:—，工作電流:()，模塊最佳工作電壓:，字符尺寸:(WH)mm[19]。所以選用液晶顯示，1602LCD符合基本條件，能夠采用。其中，第2腳為液晶的驅(qū)動(dòng)電源；第三腳VL為液晶的對(duì)比度調(diào)節(jié)，通過在VCC和GND之間接一個(gè)10K多圈可調(diào)電阻，中間抽頭接VL，可實(shí)現(xiàn)液晶對(duì)比度的調(diào)節(jié)；液晶的控制線RS、R/W；數(shù)據(jù)口接在單片機(jī)的P2口；BL+、BL為液晶背光電源。圖29 1602液晶模塊的讀操作時(shí)序1602液晶模塊的寫操作時(shí)序如圖210所示。操作者通過鍵盤向系統(tǒng)發(fā)送各種指令或置入必要的數(shù)據(jù)信息。鍵盤是由若干個(gè)按鍵開關(guān)組成，鍵的多少根據(jù)單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的用途而定。單片機(jī)接收到按鍵的觸點(diǎn)信號(hào)后作相應(yīng)的功能處理。方案一：專用芯片式設(shè)計(jì)專用鍵盤處理芯片一般功能比較完善，芯片本身能完成對(duì)按鍵的編碼、掃描、消抖和重鍵等問題的處理，甚至還集成了顯示接口功能。專用鍵盤處理芯片的優(yōu)點(diǎn)很明顯，可靠性高，口簡(jiǎn)單，使用方便，適合處理按鍵較多的情況。 方案二：矩陣式鍵盤設(shè)計(jì)矩陣式鍵盤又叫行列式鍵盤。例如，用22的行列結(jié)構(gòu)可構(gòu)成4個(gè)鍵的鍵盤，44行列結(jié)構(gòu)可構(gòu)成16個(gè)鍵的鍵盤。相對(duì)于專用芯片式可以節(jié)省成本，且更為靈活。 圖211 44矩陣鍵盤考慮到成本方面，我決定采用矩陣鍵盤。如果是機(jī)電一體化的設(shè)計(jì)人員，往往需要同時(shí)考慮單片機(jī)的軟硬件資源分配。程序設(shè)計(jì)是一件復(fù)雜的工作，為了把復(fù)雜的工作條理化，就要有相應(yīng)的步驟和方法。這是能否編制出高質(zhì)量程序的關(guān)鍵。⑶編寫程序：根據(jù)程序框圖所表示的算法和步驟，選用適當(dāng)?shù)闹噶钆帕衅饋?lái)，構(gòu)成一個(gè)有機(jī)的整體，即程序。結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)是對(duì)利用到的控制結(jié)構(gòu)類程序做適當(dāng)?shù)南拗?，特別是限制轉(zhuǎn)向語(yǔ)句(或指令)的使用，從而控制了程序的復(fù)雜性，力求程序的上、下文順序與執(zhí)行流程保持一致性，使程序易讀易理解，減少邏輯錯(cuò)誤和易于修改、調(diào)試。 C語(yǔ)言在單片機(jī)中的應(yīng)用C語(yǔ)言是一種通用的計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言，在國(guó)際上非常流行。以前計(jì)算機(jī)的系統(tǒng)軟件主要用匯編語(yǔ)言編寫，單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)更是如此。如進(jìn)行端口I，0操作、位操作、地址操作，并可內(nèi)嵌匯編指令，將匯編指令當(dāng)作它的語(yǔ)句一樣。正是因?yàn)镃語(yǔ)言具有這樣的特性，所以很適合編寫要對(duì)硬件進(jìn)行操作的軟件程序。 系統(tǒng)