【正文】 轉(zhuǎn)換模塊，人機(jī)接口界面、 系統(tǒng)電源 、語(yǔ)音報(bào)數(shù)（語(yǔ)音報(bào)數(shù)主要報(bào)讀 所稱物體重量、 輸入物品單價(jià)、金額，另擴(kuò)展報(bào)時(shí)功能）以及擴(kuò)展 部分 （主要擴(kuò)展了時(shí)鐘與溫度檢測(cè)模塊。 基于 AT89S52 的主控電路 AT89S52單片機(jī)是 ATMEL公司新近推出的高檔型 AT89S系列單片機(jī)中的增強(qiáng)型產(chǎn)品 。該公司的 技術(shù)優(yōu)勢(shì)在于推出 Flash 存儲(chǔ)器技術(shù)和高質(zhì)量、高可靠性的生產(chǎn)技術(shù)，它率先將獨(dú)特的 Flash 存儲(chǔ)技術(shù)注入于單片機(jī)產(chǎn)品中。 AT89S52 具有如下特點(diǎn)： 40 個(gè)引腳 ， 8k Bytes Flash 片內(nèi)程序存儲(chǔ)器 ， 256 bytes 的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（ RAM） ， 32 個(gè)外部雙向輸入 /輸出（ I/O）口 ， 5 個(gè)中斷優(yōu)先級(jí) 2 層中斷嵌套中斷 ， 3 個(gè) 16 位可編程定時(shí)計(jì)數(shù)器 ， 2 個(gè)全雙工串行通信口 ， 看門(mén)狗（ WDT）電路 ， 片內(nèi)時(shí)鐘振蕩 器 。 兼容 MCS51指令系統(tǒng) 32個(gè)雙向 I/O口 3個(gè) 16位可編程定時(shí) /計(jì)數(shù)器 全雙工 UART串行中斷口線 2個(gè)外部中斷源 中斷喚醒省電模式 看門(mén)狗（ WDT）電路 靈活的 ISP字 節(jié)和分頁(yè)編程 在這種工作模式下， P0 口具有內(nèi)部上拉作用。端口置 1 時(shí)，內(nèi)部上拉電阻將端口拉到高電平，作輸入用； 另外， 、 多功能電子秤 19 可以分別被用作定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 2 的外部計(jì)數(shù)輸入 ()和觸發(fā)輸入()；對(duì)內(nèi)部 Flash 程序存儲(chǔ)器編程時(shí)，接收低 8 位地址信息； Port 2： P2 是一個(gè)帶有內(nèi)部上拉電阻的 8位雙向 I/0 端口；輸出時(shí)可驅(qū)動(dòng) 4個(gè) TTL。端口置 1時(shí)，內(nèi)部上拉電阻將端口拉到高電平，作輸入用。只要這個(gè)管腳保持高電平， 51 芯片便循環(huán)復(fù)位。當(dāng)復(fù)位腳由高電平變?yōu)榈碗娖綍r(shí)，芯片為 ROM 的 00H 處開(kāi)始運(yùn)行程序； XTAL XTAL2 ： XTAL1 是片內(nèi)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(shí)，外部振蕩信號(hào)應(yīng)直接加到 XTAL1，而 XTAL2 懸空。晶振的頻率可以在 1MHz 至 24MHz 內(nèi)選擇，電容取 30PF 左右。當(dāng) AT89S52 由外部程序存儲(chǔ)器取指令或常數(shù)時(shí)，每個(gè)機(jī)器周期輸出 2 個(gè)脈沖， 即兩次有效。當(dāng)該引腳訪問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器時(shí)，應(yīng)輸入低電平。 多功能電子秤 21 主控電路圖如下： 圖 主控電路圖 數(shù)據(jù)采集與信號(hào)處理轉(zhuǎn)換電路 數(shù)據(jù)采集采用 HL8 型稱重傳感器 HL8 型稱重傳感器的安裝方法 HL8 型稱重傳感器的內(nèi)部原理以及與 HX711 實(shí)驗(yàn)板的連線 圖 HL8型稱重傳感器的安裝圖 圖 HL8稱重傳感器 內(nèi)部原理 圖 信號(hào)處理轉(zhuǎn)換采用 24 位 A/D 轉(zhuǎn)換器 HX711 HX711 是一款專為高精度稱重傳感器而設(shè)計(jì)的 24 位 A/D 轉(zhuǎn)換器芯片 。由于橋式傳感器輸出的信號(hào)較小，為了充分利用 A/D 轉(zhuǎn)換器的輸入動(dòng)態(tài)范 圍，該通道的可編程增益較大，為 128 或 64。 20mV 多功能電子秤 23 或177。通道 B 為固定的 64 增益，所對(duì)應(yīng)的滿量程差分輸入電壓為177。通道 B 應(yīng)用于包括電池在內(nèi)的系統(tǒng)參數(shù)檢測(cè)。 HX711 芯片內(nèi)的穩(wěn)壓電路可同時(shí)向 A/D 轉(zhuǎn)換器和外部傳感器提供模擬電源。穩(wěn)壓電源的輸出電壓值（ VAVDD）由外部分壓電阻 R R2 和芯片的輸出參 考電壓 VBG 決定（圖1）， VAVDD=VBG(R1+R2)/R2。如果不使用芯片內(nèi)的穩(wěn)壓電路，管腳 VSUP 和管腳 AVDD 應(yīng)相連，并接到電壓為 ～ 的低噪聲模擬電源。 3. 時(shí)鐘選擇 如果將管腳 XI 接地， HX711 將自動(dòng)選擇使用內(nèi)部時(shí)鐘振蕩器，并自動(dòng)關(guān)閉外部時(shí)鐘輸入和晶振的相關(guān)電路。如果需要準(zhǔn)確的輸出數(shù) 據(jù)速率，可將外部輸入時(shí)鐘通過(guò)一個(gè) 20pF 的隔直電容連接到 XI 管腳上，或?qū)⒕д襁B接到 XI 和 XO 管腳上。此時(shí)，若晶振頻率為 , 輸出數(shù)據(jù)速率為準(zhǔn)確的 10Hz 或 80Hz 。使用外部輸入時(shí)鐘時(shí)，外部時(shí)鐘信號(hào)不一定需要為方波。外部時(shí)鐘輸入信號(hào)的幅值可低至 150mV 。當(dāng)數(shù)據(jù)輸出管腳 DOUT 為高電平時(shí)，表明 A/D 轉(zhuǎn)換器還未準(zhǔn)備好輸出數(shù)據(jù)，此時(shí)串口時(shí)鐘輸入信號(hào) PD_SCK 應(yīng)為低電平。其中第一個(gè)時(shí)鐘脈沖的上升沿將讀出輸出 24 位數(shù)據(jù)的最高位（ MSB），直至第 24 個(gè)時(shí)鐘脈沖完成， 24 位輸出數(shù)據(jù)從最高位至最低位逐位輸出完成。 PD_SCL 脈沖數(shù)輸入通道 增益 25 A 128 26 B 64 27 A 64 表 輸入通道和增益選擇表 PD_SCK 的輸入時(shí)鐘脈沖數(shù)不應(yīng)少于 25 或多于 27，否則會(huì)造成串口通訊錯(cuò)誤。 DOUT 在 4 個(gè)數(shù)據(jù)輸出周期后才會(huì)從高電平變低電平，輸出有效數(shù)據(jù)。管腳PD_SCK 輸入用來(lái)控制 HX711 的斷電。 多功能電子秤 25 圖 斷電控制 圖 如果 PD_SCK 從低電平變高電平并保持在高電平超過(guò) 60μs， HX711 即進(jìn)入斷電狀態(tài)（圖三）。當(dāng) PD_SCK 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 PD_SCK 的脈沖數(shù)決定，參見(jiàn)串口通訊一節(jié)。 DOUT 在 4 個(gè)數(shù)據(jù)輸出周期后才會(huì)從高電平變低電平，輸出有效數(shù)據(jù)。兩個(gè)獨(dú)立按鍵用于 電子秤 與時(shí)鐘之間的功能切換。 S18 為 電子秤 按鍵：按下后由時(shí)鐘顯示轉(zhuǎn)換為電子秤顯示。 引腳功能說(shuō)明 ： 1602LCD 采用標(biāo)準(zhǔn)的 14 腳（ 無(wú)背光）或 16 腳（帶背光）接口，各引腳接口說(shuō)明如表 所示 : 編號(hào) 符號(hào) 引腳說(shuō)明 編號(hào) 符號(hào) 引腳說(shuō)明 1 VSS 電源地 9 D2 數(shù)據(jù) 2 VDD 電源正極 10 D3 數(shù)據(jù) 3 VL 液晶顯示偏壓 11 D4 數(shù)據(jù) 4 RS 數(shù)據(jù) /命令選擇 12 D5 數(shù)據(jù) 5 R/W 讀 /寫(xiě)選擇 13 D6 數(shù)據(jù) 6 E 使能信號(hào) 14 D7 數(shù)據(jù) 7 D0 數(shù)據(jù) 15 BLA 背光源正極 8 D1 數(shù)據(jù) 16 BLK 背光源負(fù)極 表 ：引腳接口說(shuō)明表 1602LCD 的指令說(shuō)明及時(shí)序 1602 液晶模塊內(nèi)部的控制器共有 11 條控制指令，如表 所示： 序號(hào) 指令 RS R/W D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 1 清顯示 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 多功能電子秤 28 2 光標(biāo)返回 0 0 0 0 0 0 0 0 1 * 3 置輸入模式 0 0 0 0 0 0 0 1 I/D S 4 顯示開(kāi) /關(guān)控制 0 0 0 0 0 0 1 D C B 5 光標(biāo)或字符移位 0 0 0 0 0 1 S/C R/L * * 6 置功能 0 0 0 0 1 DL N F * * 7 置字符發(fā)生 存貯器地址 0 0 0 1 字符發(fā)生存貯器地址 8 置數(shù)據(jù)存貯器地址 0 0 1 顯示數(shù)據(jù)存貯器地址 9 讀忙標(biāo)志或地址 0 1 BF 計(jì)數(shù)器地址 10 寫(xiě)數(shù)到 CGRAM 或DDRAM） 1 0 要寫(xiě)的數(shù)據(jù)內(nèi)容 11 從 CGRAM 或DDRAM 讀數(shù) 1 1 讀出的數(shù)據(jù)內(nèi)容 表 ：控制命令表 1602 液晶模塊的讀寫(xiě)操作、屏幕和光標(biāo)的操作都是通過(guò)指令編程來(lái)實(shí)現(xiàn)的。 指令 2：光標(biāo)復(fù)位，光標(biāo)返回到地址 00H。高電平表示有效，低電平則無(wú)效。 D：控制整體顯示的開(kāi)與關(guān)，高電平表示開(kāi)顯示，低電平表示關(guān)顯示 C：控制光標(biāo)的開(kāi)與關(guān)，高電平表示有光標(biāo)，低電平表示無(wú)光標(biāo) B：控制光標(biāo)是否閃爍，高電平閃爍，低電平不閃爍。 指令 6：功能設(shè)置命令 DL：高電平時(shí)為 4 位總線，低電平時(shí)為 8 位總線 N：低電平時(shí)為單行顯示，高電平 時(shí)雙行顯示 F: 低電平時(shí)顯示 5x7 的點(diǎn)陣字符，高電平時(shí)顯示 5x10 的點(diǎn)陣字符。 指令 8： DDRAM 地址設(shè)置。 指令 10：寫(xiě)數(shù)據(jù)。 與 HD44780 相兼容的芯片時(shí)序表如下： 讀狀態(tài) 輸入 RS=L， R/W=H， E=H 輸出 D0— D7=狀態(tài)字 寫(xiě)指令 輸入 RS=L， R/W=L， D0— D7=指令碼， E=高脈沖 輸出 無(wú) 讀數(shù)據(jù) 輸入 RS=H， R/W=H， E=H 輸出 D0— D7=數(shù)據(jù) 寫(xiě)數(shù)據(jù) 輸入 RS=H， R/W=L， D0— D7=數(shù)據(jù)， E=高脈沖 輸出 無(wú) 表 ：基本操作時(shí)序表 讀寫(xiě)操作時(shí)序如圖 和 所示： 圖 讀操作時(shí)序 圖 寫(xiě)操作時(shí)序 1602LCD 的 RAM 地址映射及標(biāo)準(zhǔn)字庫(kù)表 液晶顯示模塊是一個(gè)慢顯示器件，所以在執(zhí)行每條指令之前一定要確認(rèn)模塊的忙標(biāo)志為低電平，表示不忙，否則此指令失效。 多功能電子秤 30 圖 1602LCD內(nèi)部顯示地址 例如第二行第一個(gè)字符的地址是 40H，那么是否直接寫(xiě)入 40H 就可以將光標(biāo)定位在第二行第一個(gè)字符的位置呢？這樣不行，因?yàn)閷?xiě)入顯示地址時(shí)要求最高位 D7 恒定為高電平 1 所以實(shí)際寫(xiě)入的數(shù)據(jù)應(yīng)該是 01000000B（ 40H）+10000000B(80H)=11000000B(C0H)。每次輸入 指令前都要判斷液晶模塊是否處于忙的狀態(tài)。 圖 硬件原理圖 ： 多功能電子秤 31 圖 1602液晶 與單片機(jī)連接的 硬件原理圖 系統(tǒng)擴(kuò)展與創(chuàng)新部分 語(yǔ)音報(bào)數(shù) 在網(wǎng)上查閱了很多 資料之后，語(yǔ)音報(bào)數(shù)采用了電子秤專業(yè)的語(yǔ)音芯片SC1010B， SC1010B 是深圳 億矽特 公司最新開(kāi)發(fā)應(yīng)用于語(yǔ)音 電子秤 的新型語(yǔ)音芯片，外圍元件少 ,電路簡(jiǎn)單 ,控制方便 ,成本低 。A 工作電流： Iop ： 2m A(no load) 音頻輸出方式： D/A 輸出（ DAC 輸出） 工作溫度： 20℃ ~＋ 80℃ 封裝形式： DIP8/SOP8 圖 SC1010B管腳圖 2． 引腳功能 ： 腳號(hào) 名稱 功能 1 RST 脈沖計(jì)數(shù)復(fù)位 2 CNT 脈沖觸發(fā)信號(hào) 3 BUSY 工作狀態(tài)反饋 4 IO NC 5 VSS 電源負(fù) 多功能電子秤 32 6 PWM1 NC 7 VDD 電源正 8 PWM2/DAC DAC 信號(hào)輸出 表 SC1010B引腳功能表 注 :NC 腳懸空不接 。 多功能電子秤 33 圖 SC1010時(shí)序圖 : 地址 語(yǔ)音內(nèi)容 地址 語(yǔ)音內(nèi)容 1 無(wú) 14 千 2 0 15 點(diǎn) 3 1 16 元 4 2 17 角 5 3 18 分 6 4 19 單價(jià) 7 5 20 公斤 8 6 21 金額 9 7 22 重量 10 8 23 總計(jì) 11 9 24 您好 12 十 25 謝謝 13 百 26 表 SC1010B語(yǔ)音內(nèi)容 時(shí)鐘部分 時(shí)鐘模塊主要采用 DS1302 時(shí)鐘芯片。實(shí)時(shí)時(shí)鐘 /日歷電路提供秒、分、時(shí)、日、星期、月、年的信息，每個(gè)月的天數(shù)和閏年的天數(shù)可自動(dòng)調(diào)整，時(shí)鐘操作可通過(guò) AM/PM 標(biāo)志位決定采用 24 或 12 小時(shí)時(shí)間格式。雖然數(shù)據(jù)分成兩種，但是對(duì)單片機(jī)的程序而言，其多功能電子秤 34 實(shí)是一樣的，就是對(duì)特定的地址進(jìn)行讀寫(xiě)操作。不過(guò)對(duì)我們目前而言，最需要熟悉的是和時(shí)鐘相關(guān)部分的功能，對(duì)于其它參數(shù)請(qǐng)參閱數(shù)據(jù)手冊(cè)。數(shù)據(jù)在時(shí)鐘（ SCLK）的上升沿串行輸入，前 8 位指定訪問(wèn)地址，命令字裝入移位寄存器后，在之后的時(shí)鐘周期，讀操作時(shí)輸出數(shù)據(jù)，寫(xiě)操作時(shí)輸出數(shù)據(jù)。 對(duì) DS1302 的操作就是對(duì)其內(nèi)部寄存器的操作， DS1302 內(nèi)部共有 12 個(gè)寄存器，其中有 7 個(gè)寄存器與日歷、時(shí)鐘相關(guān)，存放的數(shù)據(jù)位為 BCD 碼形式。時(shí)鐘突發(fā)寄存器可一次性順序讀寫(xiě)除充電寄存器以外的寄存器。 DS1302 內(nèi)部寄存器列表如表 所示： 寄存器名稱 命令字 取值范圍 各位內(nèi)容 寫(xiě) 讀 7 6 5 4 3 2 1 0 秒寄存器 80H 81H 0059 CH 10SEC SEC 分寄存器 82H 83H 0059 0 10MIN MIN 小時(shí)寄存器 84H 85H 0112 或 0023 12/24 0 A HR HR 日期寄存器 86H 87H 0128,29,30,31 0 0 10DATE DATE 月份寄存器 88H 89H 0112 0 0 0 10M MONTH 周寄存器 8AH 8BH 0107 0 0 0 0 0 DAY 年份寄存器 8CH 8DH 0099 10YEAR YEAR 表 DS14302內(nèi)部主要寄存器分布表 DS1302 內(nèi)部的 RAM 分為兩類， 一類是單個(gè) RAM 單元，共 31 個(gè)，每個(gè)單元為一個(gè) 8 位的字節(jié)，其命令控制字為 COH~FDH，其中奇數(shù)為讀操作，偶數(shù)為寫(xiě)操作；再一類為突發(fā)方式下的 RAM，此方式下可一次性讀寫(xiě)所有的 RAM 的31 個(gè)字節(jié)，命令控制字