【正文】 圖 212 所示 ： 徐州工程學院畢業(yè)設計 (論文 ) 17 圖 212 LM7805 組成 電路 總體實施方案總結 根據(jù)以上設計方案， 控制模塊 部分采用單片機 AT89S52 為控制核心部件，實現(xiàn)電子稱的基本控制功能。 人機交互部分中語音部分采用 ISD1420 語音電路，組成的 最小 語音 系統(tǒng)僅由喇叭、按鈕、 語音芯片和少量 電阻電容組成 ，電子稱播報的 錄音內容 已 存入永久存儲單元，提供零功率信息存儲 。 鍵盤部分采用若干按鈕，實現(xiàn)系統(tǒng)所需的復位和播報功能。 內部結構 如圖 31所示： 圖 31 PM23內部結構圖 當垂直正壓力 P 作用于梁上時，梁產生形變，電阻應變片 R1， R3受壓彎拉伸，阻值增加； R2， R4受壓縮，阻值減小；電橋失去平衡，產生不平衡電壓 ， 與作用在傳感器上載荷 P 成正比，從而將非電量轉化成為電量輸出。 圖 32 PM23工作原理 PM23型稱重傳感器 尺寸 如下圖 33所 示 ： 圖 33 PM23尺寸徐州工程學院畢業(yè)設計 (論文 ) 20 信號放大處理 采用 LM358放大電路， 4端接收 PM23型稱重傳感器的正負信號，經過 358的放大電路處理放大后傳輸?shù)?ADC0832。由于 ADC0832為雙通道 A/D 轉換，采用 CH0通道 輸入， CS端片選使能，接單片機的 P24端， VCC 接電源正， GND 接地， CLK 為芯片時鐘輸入，接單片機的 P25端， DI、 DO 共同接 P26端。ATMEL 公司是美國 20世紀 80年代中期成立并發(fā)展起來的半導體公司。其推 出的 AT89系列單片機，在世界電子技術行業(yè)中引起了極大的反響，在國內也受到廣大用戶歡迎 [11]。 主要功能特性 見下表 31 所示： 表 31 AT89S52 功能 兼容 MCS51 指令系統(tǒng) 8k 可反復擦寫 (1000 次） ISP Flash ROM 32 個雙向 I/O 口 工作電壓 3 個 16 位可編程定時 /計數(shù)器 時鐘頻率 033MHz 全雙工 UART 串行中斷口線 256x8bit 內部 RAM 2 個外部中斷源 低功耗空閑和省電模式 中斷喚醒省電模式 3 級加密位 看門狗（ WDT）電路 軟件設置空閑和省電功能 靈活的 ISP 字節(jié)和分頁編程 雙數(shù)據(jù)寄存器指針 引腳封裝如下圖 36 所示： 圖 36 AT89S52的引腳圖 引腳功能說明： VCC/GND：電源 /接地引腳； Port 0： P0是一個 8位漏極開路型雙向 I/O 端口，端口置 1(對端口寫 1)時作高阻抗輸入端； P0還徐州工程學院畢業(yè)設計 (論文 ) 22 可以用作總線方式下的地址數(shù)據(jù)復用管腳，用來操作外部存儲器。對內部 Flash 程序存儲器編程時，接收指令字節(jié)、校驗程序、輸出指令字節(jié)時，要求外接上拉電阻； Port 1： P1是一個帶有內部上拉電阻的 8位雙向 I/0端口，輸出時可驅動 4個 TTL。端口置 1時，內部上拉電阻將端口拉到高電平，作輸入用； P2口在存取外部存儲器時，可作為高位地址輸出；內部 Flash 程序存儲器編程時，接收高 8位地址和控制信息； Port 3： P3是一個帶有內部上拉電阻的 8位雙向 I/0端口，輸出時可驅動 4個 TTL。 P3 引腳功能復用見下 表 32 所示： 表 32 P3 引腳功能復用 串行通訊輸入 (RXD) 串行通訊輸出 (TXD) 外部中斷 0( INT0) 外部中斷 1(INT1) 定時器 0 輸入 (T0) 定時器 1 輸入 (T1) 外部數(shù)據(jù)存儲器寫選通 WR 外部數(shù)據(jù)存儲器寫選通 RD RST： 在振蕩器運行時，有兩個機器周期 (24個振蕩周期 )以上的高電平出現(xiàn)在此管腳時，將使單片機復位。復位后 P0— P3口均置 1，管腳表現(xiàn)為高電平，程序計數(shù)器和特殊功能寄存器 SFR 全部清零。當 AT89S52由外部程序存儲器取指令或常數(shù)時，每個機器周期輸出 2個脈沖， 即兩次有效。當該引腳訪問外部程序存儲器時，應輸入低電平。 XTAL XTAL2 ： XTAL1是片內振蕩器的反相放大器輸入端， XTAL2則是輸出端，使用外部振蕩器時，外部振蕩信號應直接加到 XTAL1，而 XTAL2懸空。晶振的頻率可以在 1MHz 至 24MHz 內選擇，電容取 30PF 左右。 徐州工程學院畢業(yè)設計 (論文 ) 24 人機交互部分 鍵盤 在該課題設計中簡單運用了鍵盤按鈕的功能，分別在單片機的復位和語音電路的開關上采用了鍵盤，使用鍵盤可以使該電子稱設計更顯人性化。管腳與單片機的 P0端相接，在電路處理完善上，為了使器件功能運行正常，增加了 Q Q Q Q4三極管進行電壓放大處理。該芯片中已燒錄好“ 0~點、千克、物體重量是”等語音內容，在播報時對其進行選址即可。如果是機電一體化的設計人員，往往需要同時考慮單片機的軟硬件資源分配。其步驟可概括為以下三 點： （ 1） 分析系統(tǒng)控制要求，確定算法：對復雜的問題進行具體的分析，找出合理的計算方法及適當?shù)臄?shù)據(jù)結構，從而確定編寫程序的步驟。 （ 2） 根據(jù)算法畫流程圖：畫程序框圖可以把算法和解題步驟逐步具體化，以減少出錯的可能性。 程序數(shù)據(jù)的一種理想方法是結構化程序設計方法。 根據(jù)系統(tǒng)的控制任務，本系統(tǒng)的軟件設計主要由主函數(shù)程序、按鍵子程序、 LED 顯示子程序、 A/D 轉換子程序、語音播報子程序組成。它既可以用來編寫計算機的系統(tǒng)程序，也可以用來編寫一般的應用程序。 C 語言是當前最流行的程序設計語言，它像其它高級語言一樣，面向用戶，面向解題的過程，編程 者不必熟悉具體的計算機內部結構和指令；C 語言又像匯編語言一樣，可以對機器硬件進行操作。我們知道，匯編語言將涉及計算機硬件，所以 C 語言又像低級語言一樣，可以對計算機硬件進行控制，因此人們把它稱為介于高級語言與低級語言之間的一種中級語言。本文采用 C 語言進行編寫．因為此系統(tǒng)軟件比較，其存儲量較大，因此必須應用 C 語言編程了。 按鍵子程序 在本次設計中，總共用到兩個個按鍵。 語音按鍵的流程圖如 圖 42 所示 ： 數(shù)值 處理 計算 進行 A/D 轉換 打開定時器中斷 開始 定時器初始化 數(shù)碼管顯示 語音播報 單片機讀取轉換后的值 播報按鍵是否按下 否 是 徐州工程學院畢業(yè)設計 (論文 ) 28 否 是 否 是 圖 42 按鍵子程序流程圖 LED 顯示 子程序 LED 顯示子程序主要是顯示所稱物體重量，是十分重要的程序之一。設計顯示子程 序的流程圖如下圖 43 所示： 圖 43 LED 顯示子程序流程圖 A/D 轉換 子程序 A/D 轉換子程序主要是指在系統(tǒng)開始運行時，把稱重傳感器傳遞過來的模擬信號轉換開始 播報標志位置 1 掃描按鍵是否按下 返回主程序 掃描按鍵是否按下 開始 顯示小數(shù)部分 返回主程序 顯示 整數(shù)部分 徐州工程學院畢業(yè)設計 (論文 ) 29 成數(shù)字信號并傳遞到單片機所涉及到的程序設計。子程序的流程圖如下圖 45 所示： 是 否 開始 返回讀取的數(shù)據(jù) CS=1 置高電平片選無效 CS 置 0 片選使能 A/D 轉換是否完成 初始化 讀取 A/D 轉換的值 返回主程序 徐州工程學院畢業(yè)設計 (論文 ) 30 否 是 圖 45 語音播報子程序流程圖 開始 播報 標志位是否為 1 播報“物體重 量是” 播報物體重量的個位值 播報“點” 播報小數(shù)點后第一位 播報小數(shù)點后第二位 播報“千克” 返回主程序 徐州工程學院畢業(yè)設計 (論文 ) 31 5 電子稱稱重調試 在完成電子稱的設計后，需要對其進行調試，確定其精確度以及誤差。 測試結果如下所示： （ 1） 當在電子稱的托盤處放上 100g 砝碼時，測量的數(shù)值為 ，單位為千克。 實物如 圖 52 所示： 圖 52 200g 砝碼測試 徐州工程學院畢業(yè)設計 (論文 ) 32 （ 3）當在電子稱的托盤處同時放上 100g 和 200g 砝碼時，第一次測量的數(shù)值為 ，第二次測量的數(shù)值為 ，單位為千克。 徐州工程學院畢業(yè)設計 (論文 ) 33 結論 隨著集成電路和計算機技術的迅速發(fā)展，使電子儀器的整體水平發(fā)生巨大變化，傳統(tǒng)的儀器逐步的被智能儀器所取代。而傳感器作為測控系統(tǒng)中對象信息的入口，越來越受到人們的關注。因此，只有充分了解有關智能儀 器、單片機、傳感器以及各部分之間的關系才能達到要求 [15]。在做畢業(yè)設計的過程中，雖然碰到了不少的困難，但是在老師的指導以及自己的努力下，終于取得了一定成果。 通過對數(shù)據(jù)采集部分的分析，了解了各種傳感器、放大器及 A/D 轉換器有了更深的認識。 采用面向對象的思想，分層次、分模塊構建設計的總體框架。 沒有擴展更多電路，如溫度測量電路等，可以精確測量出實時溫度。比如過載的時候沒有設計蜂鳴器報警。 這些都為我 今后的學習和工作留下了積極的影響 。 在這里要衷心感謝即將審閱此論文的各位老師，感謝他們?yōu)楸菊撐奶岢鰧氋F的意見和建議。這次畢業(yè)設計從選題到硬件設計再到軟件開發(fā)的整個過程，都得到了丁老師的悉心指導和熱情關懷，她及時的給予了我很多建設性的指導意見和修改建議，使我此次畢業(yè)設計最終得以順利的完成。 徐州工程學院畢業(yè)設計 (論文 ) 35 參考文獻 [1]劉九卿．展望 21 世紀初電子稱 重技術的發(fā)展 [J]，自動化儀表 ， 第 20 卷第 10 期 1999年 10月． [2]趙廣平．電子稱重技術現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢 [J]，儀表技術與傳感器 ， 2020 年第 7 期． [3]單寶明．串行 A/D 在電子稱上的應用 [J]，青島科技大學學報 ， 第 24 卷 2020 年 9月． [4]劉九卿．電子稱重技術的發(fā)展動向 [J]，衡器 ， 1998 年第 2 期． [5]趙勇主編．傳感器與自動檢測技術 [M]．北京：高等教育出版社， 2020． [6]張志剛 ． A/D 和 D/A 轉換器應用手冊 [M]．上?？茖W普及出版社 ， 2020． [7]梁延貴．積分式 A/D 轉換器其他 專用集成電路分冊 [M]．科學技術文獻出版社， 2020． [8]李光飛，樓苗然． 51 系列單片機 [M]．北京：北京航空航天大學出版社， 2020． [9]王幸之． AT89 系列單片機原理及接口技術 [M]．北京：航天航空出版社， 2020． [10]胡漢才．單片機原理及接口技術 [M]．北京：清華大學出版社， 1996． [11]謝維成等．單片機原理與應用及 C51 程序設計 [M]．北京：清華大學出版社， 2020． [12]程飛．基于 AT89C2051 單片機的電子稱設計 [J]．電腦知識與技術， 2020 年 30 期． [13]吳金戎 ． 8051 單片機實踐與應用 [M]．清華大新型集成電路學出版社， 1997． [14]周立功．單片機 ZLG7289B 串行接口 LED 數(shù)碼管及鍵盤管理器件數(shù)據(jù)手冊 [M]． [15]陳杰美，古天祥．電子測量儀器原理 [M]．北京：國防工業(yè)出版社， 1981． [16]姚福安．電子電路設計與實踐 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