電子秤畢業(yè)論文

1、電子稱畢業(yè)論文題 目： 基于51單片機(jī)的電子秤設(shè)計專 業(yè)： 班 級： 學(xué) 號： 學(xué)生姓名： 指導(dǎo)教師： 起迄日期： 設(shè)計地點(diǎn)： 摘 要該設(shè)計以51系列單片機(jī)AT89S52為控制核心，實(shí)現(xiàn)電子秤的基本控制功能。在設(shè)計系統(tǒng)時，為了更好地采用模塊化設(shè)計法，分步的設(shè)計各個單元功能模塊，系統(tǒng)的硬件部分可以分為最小系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集、人機(jī)交互界面和系統(tǒng)電源四大部分。最小系統(tǒng)部分主要包括AT89S52以及外圍電路組成；數(shù)據(jù)采集部分由壓力傳感器、信號的前級處理和A/D轉(zhuǎn)換部分組成，包括24位A/D轉(zhuǎn)換器HX711；人機(jī)交互界面為鍵盤輸入和點(diǎn)陣式液晶顯示，主要使用LCD1602液晶顯示器，可以方便的輸入數(shù)據(jù)和直觀的

2、顯示中文。系統(tǒng)電源直接通過USB線與電腦的USB口連接供電。軟件部分應(yīng)用單片機(jī)C語言進(jìn)行編程，實(shí)現(xiàn)了該設(shè)計的全部控制功能。該電子秤可以實(shí)現(xiàn)基本的稱重功能（稱重范圍為010Kg，重量誤差不大于±0.005Kg）可以設(shè)定商品的單價。整個系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，使用方便，功能齊全，精度高，具有一定的開發(fā)價值。 關(guān)鍵詞：單片機(jī)；壓力傳感器；HX711；液晶顯示 AbstractThe design of 51 series single-chip microcomputer AT89S52 as the control core, realizes the basic control function

3、 of electronic scale. In the design of the system, in order to make better use of the modular design method, the design of each unit step function module, the hardware of the system can be divided into the smallest system, data acquisition, man-machine interface and power supply system four parts. M

4、inimum system consists of AT89S52 and peripheral circuits; data acquisition part consists of pressure sensor, signal pre-processing and A / D conversion part, including the 24 bit A / D converter HX711; man-machine interface for keyboard input and liquid crystal display, mainly using the Nokia 5110

5、LCD display, can easily input data and intuitive display of chinese. System power directly through the USB line and the computer USB port is connected with the power supply. Software application of single-chip C programming language, to achieve the design of the whole control function. The electroni

6、c scale can realize the basic function of weighing ( weighing range of 0 9.999Kg, weight error not greater than + / - 0.005Kg ) can be set to the price of goods, but also has the ultra range and less range of alarm function. The whole system has the advantages of simple structure, convenient use, co

7、mplete function, high precision, has the certain development value.Key words: single chip microcomputer; pressure sensor; HX711; liquid crystal display第1章 緒 論1.1引言在我們生活中經(jīng)常都需要測量物體的重量，于是就用到秤，但是隨著社會的進(jìn)步、科學(xué)的發(fā)展，我們對其要求操作方便、易于識別。隨著計量技術(shù)和電子技術(shù)的發(fā)展，傳統(tǒng)純機(jī)械結(jié)構(gòu)的桿秤、臺秤、磅秤等稱量裝置逐步被淘汰，電子稱量裝置電子秤、電子天平等以其準(zhǔn)確、快速、方便、顯示直觀等諸多優(yōu)點(diǎn)而受

8、到人們的青睞。電子秤向提高精度和降低成本方向發(fā)展的趨勢引起了對低成本、高性能模擬信號處理器件需求的增加。通過分析近年來電子衡器產(chǎn)品的發(fā)展情況及國內(nèi)外市場的需求，電子衡器總的發(fā)展趨勢是小型化、模塊化、集成化、智能化；其技術(shù)性能趨向是速率高、準(zhǔn)確度高、穩(wěn)定性高、可靠性高；其功能趨向是稱重計量的控制信息和非控制信息并重的“智能化”功能；其應(yīng)用性能趨向于綜合性和組合性。1.2 選題背景和意義稱重技術(shù)自古以來就被人們所重視，作為一種計量手段，廣泛應(yīng)用于工農(nóng)業(yè)、科研、交通、內(nèi)外貿(mào)易等各個領(lǐng)域，與人民的生活緊密相連。電子秤是電子衡器中的一種，衡器是國家法定計量器具，是國計民生、國防建設(shè)、科學(xué)研究、內(nèi)外貿(mào)易不

9、可缺少的計量設(shè)備，衡器產(chǎn)品技術(shù)水平的高低，將直接影響各行各業(yè)的現(xiàn)代化水平和社會經(jīng)濟(jì)效益的提高。稱重裝置不僅是提供重量數(shù)據(jù)的單體儀表，而且作為工業(yè)控制系統(tǒng)和商業(yè)管理系統(tǒng)的一個組成部分，推進(jìn)了工業(yè)生產(chǎn)的自動化和管理的現(xiàn)代化，它起到了縮短作業(yè)時間、改善操作條件、降低能源和材料的消耗、提高產(chǎn)品質(zhì)量以及加強(qiáng)企業(yè)管理、改善經(jīng)營管理等多方面的作用。稱重裝置的應(yīng)用已遍及到國民經(jīng)濟(jì)各領(lǐng)域，取得了顯著的經(jīng)濟(jì)效益。電子秤是稱重技術(shù)中的一種新型儀表，廣泛應(yīng)用于各種場合。電子秤與機(jī)械秤比較有體積小、重量輕、結(jié)構(gòu)簡單、價格低、實(shí)用價值強(qiáng)、維護(hù)方便等特點(diǎn)，可在各種環(huán)境工作，重量信號可遠(yuǎn)傳，易于實(shí)現(xiàn)重量顯示數(shù)字化，易于與計算

10、機(jī)聯(lián)網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程自動化，提高勞動生產(chǎn)率。例如標(biāo)簽秤在超市中的應(yīng)用已經(jīng)是耳聞目睹的了。一張小小的標(biāo)簽包含著：品名、價格、重量等，一一列表在這小小的電子標(biāo)簽上。標(biāo)簽機(jī)的使用大大加快了銷售速度，也方便了顧客。頂尖條碼標(biāo)簽稱有著許多卓越的特點(diǎn)，以太網(wǎng)功能使管理更加方便。因此，稱重技術(shù)的研究和衡器工業(yè)的發(fā)展各國都非常重視。50年代中期電子技術(shù)的滲入推動了衡器制造業(yè)的發(fā)展。60年代初期出現(xiàn)機(jī)電結(jié)合式電子衡器以來，隨著時代科技的迅猛發(fā)展，微電子學(xué)和計算機(jī)等現(xiàn)代電子技術(shù)的成就給傳統(tǒng)的電子測量與儀器帶來了巨大的沖擊和革命性的影響。經(jīng)過40多年的不斷改進(jìn)與完善，衡器技術(shù)也在不斷進(jìn)步和提高。從世界水平看，衡器技

11、術(shù)已經(jīng)經(jīng)歷了四個階段，從傳統(tǒng)的全部由機(jī)械元器件組成的機(jī)械稱到用電子線路代替部分機(jī)械元器件的機(jī)電結(jié)合秤，再從集成電路式到目前的單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計的電子計價秤。我國電子衡器從最初的機(jī)電結(jié)合型發(fā)展到現(xiàn)在的全電子型和數(shù)字智能型。現(xiàn)今電子衡器制造技術(shù)及應(yīng)用得到了新發(fā)展：電子稱重技術(shù)從靜態(tài)稱重向動態(tài)稱重發(fā)展；計量方法從模擬測量向數(shù)字測量發(fā)展；測量特點(diǎn)從單參數(shù)測量向多參數(shù)測量發(fā)展。常規(guī)的測試儀器儀表和控制裝置被更先進(jìn)的智能儀器所取代，使得傳統(tǒng)的電子測量儀器在遠(yuǎn)離、功能、精度及自動化水平定方面發(fā)生了巨大變化，并相應(yīng)的出現(xiàn)了各種各樣的智能儀器控制系統(tǒng)，使得科學(xué)實(shí)驗和應(yīng)用工程的自動化程度得以顯著提高。1.3 國內(nèi)外電

12、子稱發(fā)展及成果隨著第二次世界大戰(zhàn)后的經(jīng)濟(jì)繁榮，為了把稱重技術(shù)引入到生產(chǎn)工藝過程中去，對稱重技術(shù)提出了心動要求，希望稱重過程自動化，為此電子技術(shù)滲入衡器制造業(yè)。在1954年使用了帶新式打印機(jī)的傾斜式秤，其輸出信號能控制商用結(jié)算器，并且用電磁鐵機(jī)構(gòu)與人工操作的按鍵與辦公機(jī)器聯(lián)用。在1960年開發(fā)出了與衡器相聯(lián)的專門稱重值打印機(jī)。當(dāng)時帶電子裝置的衡器其稱量工作是機(jī)械式的，但與稱量有關(guān)的顯示、記錄、遠(yuǎn)傳式控制器等功能是電子方式的。電子稱的發(fā)展過程與其他事物一樣，也經(jīng)歷了由簡單到復(fù)雜、又粗糙到精密、由機(jī)械到機(jī)電結(jié)合再到全電子化、由單一功能到多功能的過程。特別是近30年以來，工藝流程中的現(xiàn)場稱重、配料定量

13、稱重、以及產(chǎn)品質(zhì)量的監(jiān)測等工作，都離不開能輸出信號的電子衡器。這是由于電子衡器不僅給出質(zhì)量或重量信號，而且也能作為總系統(tǒng)中的一個單元承擔(dān)著控制和檢驗功能，從而推進(jìn)工業(yè)生產(chǎn)和貿(mào)易交往的自動化和合理化。近年來電子稱已愈來愈多地參與到數(shù)據(jù)的處理和控制過程中。現(xiàn)代稱重技術(shù)和數(shù)據(jù)系統(tǒng)已經(jīng)成為工藝技術(shù)、儲運(yùn)技術(shù)、預(yù)包裝技術(shù)、收貨業(yè)務(wù)及商業(yè)銷售領(lǐng)域中不可或缺的組成部分。隨著稱重傳感器各項性能的不斷突破，為電子稱的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)，國外如美國、西歐等一些國家在20世紀(jì)60年代就出現(xiàn)了0.1%稱量準(zhǔn)確度的電子稱，并在70年代中期約對75%的機(jī)械稱進(jìn)行了機(jī)電結(jié)合式改造。我國的衡器在20世紀(jì)40年代以前還全是機(jī)械式的

14、，40年代開始發(fā)展了機(jī)電結(jié)合式的衡器。50年代開始出現(xiàn)了以稱重傳感器為主的電子衡器。80年代以來，我國通過自行研究引進(jìn)消化吸收和技術(shù)改造。已由傳統(tǒng)的機(jī)械式衡器步入集傳感器、微電子技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)與一體化的電子衡器發(fā)展階段。目前，由于電子衡器具有稱量快、讀數(shù)方便、能在惡劣條件下工作、便于與計算機(jī)技術(shù)相結(jié)合而實(shí)現(xiàn)稱重技術(shù)和過程控制的自動化特點(diǎn)，已被廣泛應(yīng)用于工礦企業(yè)、能源交通、商業(yè)貿(mào)易和科學(xué)技術(shù)等各個部門、隨著稱重傳感器技術(shù)以及超大規(guī)模集成電路和微處理器的進(jìn)一步發(fā)展，電子稱重技術(shù)及其應(yīng)用范圍將更進(jìn)一步的發(fā)展，并被人們越來越重視。電子衡器產(chǎn)品量大面廣、種類繁多，從通用的各種規(guī)格的電子稱到大型的電子稱

15、重系統(tǒng)，從單純的稱重、計價到生產(chǎn)過程檢測系統(tǒng)的一個測量控制單元，其應(yīng)用領(lǐng)域不斷地擴(kuò)大。根據(jù)近些年來電子稱重技術(shù)和電子衡器的發(fā)展情況及電子衡器市場的需求，電子稱的發(fā)展動向為：小型化、模塊化、智能化、集成化；其技術(shù)性能趨向于速率高、準(zhǔn)確度高、可靠性高；其應(yīng)用性趨向綜合性、組合性。1.4 本論文的研究內(nèi)容及結(jié)構(gòu)安排首先是通過壓力傳感器采集到被測物體的重量并將其轉(zhuǎn)換成電壓信號。輸出電壓信號通常很小，需要通過前端信號處理電路進(jìn)行準(zhǔn)確的線性放大。放大后的模擬電壓信號經(jīng)V/F轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換成數(shù)字量被送入到主控電路的單片機(jī)中，再經(jīng)過單片機(jī)控制譯碼顯示器，從而顯示出被測物體的重量。按照設(shè)計的基本要求，系統(tǒng)可分為三

16、大模塊，數(shù)據(jù)采集模塊、控制器模塊、人機(jī)交互界面模塊。其中數(shù)據(jù)采集模塊由壓力傳感器、信號的前級處理和V/F轉(zhuǎn)換部分組成。轉(zhuǎn)換后的數(shù)字信號送給控制器處理，由控制器完成對該數(shù)字量的處理，驅(qū)動顯示模塊完成人機(jī)間的信息交換。此部分對軟件的設(shè)計要求比較高，系統(tǒng)的大部分功能都需要軟件來控制。在擴(kuò)展功能上，本設(shè)計增加了一個過載報警提示。本文的結(jié)構(gòu)安排如下：第1章緒論，簡單介紹了本課題電子稱的研究背景、研究目的、意義及國內(nèi)外的研究狀況。第2章系統(tǒng)方案設(shè)計，本章主要內(nèi)容是電子稱的方案設(shè)計，首先是對整體的方案進(jìn)行選擇與設(shè)計，再針對各個模塊（傳感器、放大模塊、信號轉(zhuǎn)換模塊、電源模塊、人機(jī)交界模塊）進(jìn)行具體的方案論證及

17、設(shè)計。第3章系統(tǒng)硬件設(shè)計，在選定各個模塊的方案中，對各方案的用到的主要芯片進(jìn)行簡單功能介紹及應(yīng)用，并且給出了本次電路設(shè)計的具體電路圖。第4章系統(tǒng)軟件設(shè)計，本章主要是介紹電子稱的軟件設(shè)計，給出了本次設(shè)計的主程序流程圖及一些模塊的子程序圖。最后，對本次的研究課題的主要工作及結(jié)果做出了總結(jié)與討論，并且指出了本次研究工作中存在的不足和發(fā)現(xiàn)的一些問題。第2章 系統(tǒng)方案設(shè)計2.1 硬件方案單片機(jī)電子秤硬件方案如圖1所示：圖1 單片機(jī)電子秤硬件方案稱重傳感器感應(yīng)被測重力，輸出微弱的毫伏級電壓信號。該電壓信號經(jīng)過電子秤專用模擬/數(shù)字（A/D）轉(zhuǎn)換器芯片hx711對傳感器信號進(jìn)行調(diào)理轉(zhuǎn)換。HX711 采用了海芯

18、科技集成電路專利技術(shù)，是一款專為高精度電子秤而設(shè)計的24 位A/D 轉(zhuǎn)換器芯片，內(nèi)置增益控制，精度高，性能穩(wěn)定。HX711芯片通過2線串行方式與單片機(jī)通信。單片機(jī)讀取被測數(shù)據(jù)，進(jìn)行計算轉(zhuǎn)換，再液晶屏上顯示出來。矩陣鍵盤主要用于計算金額。當(dāng)被測物體重量得到后，用戶可以通過矩陣鍵盤輸入單價，電子秤自動計算總金額并在液晶屏顯示。電源系統(tǒng)給單片機(jī)、HX711電路及傳感器供電。2.2 稱重傳感器傳感器是測量機(jī)構(gòu)最重要的部件。稱重傳感器本身具有單調(diào)性，其主要參數(shù)指標(biāo)是靈敏度、總誤差和溫度漂移。(1) 靈敏度稱重傳感器的電靈敏度為滿負(fù)荷輸出電壓與激勵電壓的比值，典型值是2mV/V。當(dāng)使用2 mV/V靈敏度和

19、5 V激勵電壓的傳感器時，其滿度輸出電壓為10 mV。通常，為了使用稱重傳感器線性度最好的一段稱重范圍，應(yīng)當(dāng)僅使用滿度范圍的三分之二。因此滿度輸出電壓應(yīng)當(dāng)大約為6mV。當(dāng)電子秤應(yīng)用于工業(yè)環(huán)境時，在6mV滿度范圍內(nèi)測量微小的信號變化并非易事。(2) 總誤差總誤差是指輸出誤差和額定誤差的比值。典型電子秤的總誤差指標(biāo)大約是0.02%，這一技術(shù)指標(biāo)相當(dāng)重要，它限制了使用理想信號調(diào)節(jié)電路所能達(dá)到的精確度，決定了ADC分辨率的選擇以及放大電路和濾波器的設(shè)計。(3) 漂移稱重傳感器也產(chǎn)生與時間相關(guān)的漂移。目前常用的稱重傳感器有電阻應(yīng)變式壓力傳感器、電容壓力傳感器、壓電式壓力傳感器。選用時應(yīng)按穩(wěn)定行、精度登記

20、、壽命和安裝環(huán)境要求考慮，其主要特點(diǎn)如下：(1) 電容式壓力傳感器穩(wěn)定性較差，精度和靈敏度較高，壽命較短，對環(huán)境要求苛刻，不易長距離傳輸。(2) 壓電式壓力傳感器穩(wěn)定性好，精度和靈敏度高，壽命長，但大量程的壓力傳感器尚待進(jìn)一步研究。(3) 電阻應(yīng)變式壓力傳感器穩(wěn)定性較好，精度和靈敏度較高，壽命較長，對測量環(huán)境要求不太嚴(yán)格。綜上所述，選用電阻應(yīng)變式壓力傳感器作為電子秤稱重傳感器是最為合適的。電阻應(yīng)變式壓力傳感器主要由彈性體、電阻應(yīng)變片電纜線等組成，內(nèi)部線路采用惠更斯電橋，當(dāng)彈性體承受載荷產(chǎn)生變形時，電阻應(yīng)變片（轉(zhuǎn)換元件）受到拉伸或壓縮應(yīng)變片變形后，它的阻值將發(fā)生變化（增大或減?。?，從而使電橋失去

21、平衡，產(chǎn)生相應(yīng)的差動信號，供后續(xù)電路測量和處理。電阻應(yīng)變式傳感器測量原理如圖2所示。圖2 電阻應(yīng)變式傳感器測量原理當(dāng)垂直正壓力P作用于梁上時，梁產(chǎn)生形變，電阻應(yīng)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(chǎn)生不平衡電壓，不平衡電壓與作用在傳感器上的載菏P成正比，從而將非電量轉(zhuǎn)化成電量輸出。R1、R2、R3和R4組成惠更斯電橋，將2對電阻應(yīng)變片的阻值變化轉(zhuǎn)變成輸出電壓，其工作原理如圖3所示。HX711模塊全局圖如下所示：2.3 電子秤專用24位AD轉(zhuǎn)換芯片HX711及其電路HX711 采用了海芯科技集成電路專利技術(shù)，是一款專為高精度電子秤而設(shè)計的24 位A/D

22、轉(zhuǎn)換器芯片。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)。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。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。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。通道A 的可編程增益為128 或64，對應(yīng)的滿額度差分輸入信號幅值分別為±20mV或±40mV。通道B 則為固定的32 增益，用于系統(tǒng)參數(shù)檢測。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

23、器提供電源，系統(tǒng)板上無需另外的模擬電源。芯片內(nèi)的時鐘振蕩器不需要任何外接器件。上電自動復(fù)位功能簡化了開機(jī)的初始化過程。 HX711內(nèi)部方框圖如圖4所示。其外部管腳如圖5所示。圖4 HX711內(nèi)部方框圖圖5 HX711外部管腳圖圖5為HX711芯片應(yīng)用于計價秤的一個參考電路圖。該方案使用內(nèi)部時鐘振蕩器(XI=0)，10Hz的輸出數(shù)據(jù)速率(RATE=0)。電源（2.75.5V）直接取用與MCU 芯片相同的供電電源。通道A與傳感器相連，通道B通過片外分壓電阻與電池相連，用于檢測電池電壓。圖6 HX711計價秤應(yīng)用參考電路圖 本課題設(shè)計的HX711電路如圖7所示：圖7 HX711電路第3章 系統(tǒng)硬件設(shè)

24、計3.1 單片機(jī)AT89S52及其電路(1) AT89S52 單片機(jī)概述AT89S52系列單片機(jī)是宏晶科技生產(chǎn)的單時鐘/機(jī)器周期(1T)的單片機(jī)，是高速/低功耗/超強(qiáng)抗干擾的新一代8051單片機(jī)，指令代碼完全兼容傳統(tǒng)8051,但速度快8-12倍，內(nèi)部集成MAX810專用復(fù)位電路。(2) AT89S52 單片機(jī)特點(diǎn)l 增強(qiáng)型 8051 CPU，1T，單時鐘/機(jī)器周期，指令代碼完全兼容傳統(tǒng)8051；l 工作電壓： 5.5V - 3.5V（5V單片機(jī)）；l 工作頻率范圍：040MHz，相當(dāng)于普通8051的 080MHz；l 用戶應(yīng)用程序空間 4K/8K/16k/32K/64K字節(jié)；l 片上集成128

25、0字節(jié) RAM；l 通用I/O口（32/36個），復(fù)位后為準(zhǔn)雙向口/弱上拉（普通8051傳統(tǒng)I/O口）；l ISP（在系統(tǒng)可編程）/IAP（在應(yīng)用可編程），無需專用編程器/仿真器。l 每個I/O口驅(qū)動能力均可達(dá)到20mA，但整個芯片最大不要超過120mA；l 可通過串口（P3.0/P3.1）直接下載用戶程序，數(shù)秒即可完成一片；l 有EEPROM功能；l 看門狗；l 內(nèi)部集成MAX810專用復(fù)位電路（外部晶體12M以下時，復(fù)位腳可直接1K電阻到地）；l 時鐘源：外部高精度晶體/時鐘，內(nèi)部R/C振蕩器；l 用戶在下載用戶程序時，可選擇是使用內(nèi)部R/C 振蕩器還是外部晶體/ 時鐘；l 常溫下內(nèi)部R/

26、C 振蕩器頻率為：5.0V 單片機(jī)為： 11MHz 17MHz；l 共4個16位定時器，兩個與傳統(tǒng)8051兼容的定時器/計數(shù)器,16位定時器T0和T1，沒有定時器2，但有獨(dú)立波特率發(fā)生器做串行通訊的波特率發(fā)生器,再加上2路PCA模塊可再實(shí)現(xiàn)2個16位定時器；l 外部中斷I/O口4路,傳統(tǒng)的下降沿中斷或低電平觸發(fā)中斷,并新增支持上升沿中斷的PCA模塊，Power Down模式可由外部中斷喚醒；l 通用全雙工異步串行口(UART) ；l 工作溫度范圍：-40 +85(工業(yè)級) / 0 75(商業(yè)級) ；l 封裝：PDIP-40, PLCC-44。 (3) AT89S52 單片機(jī)管腳及封裝AT89S

27、52單片機(jī)有多種封裝形式，本設(shè)計中選用40DIP封裝，其管腳定義如圖8所示。圖8 AT89S52 管腳圖 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還可以用作總線方式下的地址數(shù)據(jù)復(fù)用管腳，用來操作外部存儲器。在這種工作模式下，P0口具有內(nèi)部上拉作用。對內(nèi)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(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/0端口，輸出時可驅(qū)動4個TTL。端口置1時，內(nèi)部上拉電阻將端口拉到高電平，作輸入用； 另外，P1.0

28、、P1.1可以分別被用作定時器/計數(shù)器2的外部計數(shù)輸入(P1.0/T2)和觸發(fā)輸入(P1.1/T2EX)；對內(nèi)部Flash程序存儲器編程時，接收低8位地址信息；Port 2： P2是一個帶有內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/0端口；輸出時可驅(qū)動4個TTL。端口置1時，內(nèi)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(nèi)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(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/0端口，輸出時可驅(qū)動4個TTL。端口置1時，內(nèi)部上拉電阻將端口拉到高電平，作輸入用。 P3引腳功能復(fù)用見下表： 表3.2 P3引腳功能復(fù)

29、用P3.0 串行通訊輸入(RXD) P3.1串行通訊輸出(TXD) P3.2外部中斷0( INT0) P3.3外部中斷1(INT1) P3.4 定時器0輸入(T0) P3.5定時器1輸入(T1)P3.6 外部數(shù)據(jù)存儲器寫選通WR P3.7外部數(shù)據(jù)存儲器寫選通RD RST：在振蕩器運(yùn)行時，有兩個機(jī)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(jī)復(fù)位。只要這個管腳保持高電平，51芯片便循環(huán)復(fù)位。復(fù)位后P0P3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(dāng)復(fù)位腳由高電平變?yōu)榈碗娖綍r，芯片為ROM的00H處開始運(yùn)行程序；XTAL1、XTAL2 ：XTAL1是片內(nèi)

30、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(yīng)直接加到XTAL1，而XTAL2懸空。內(nèi)部方式時，時鐘發(fā)生器對振蕩脈沖二分頻，如晶振為12MHz，時鐘頻率就為6MHz。晶振的頻率可以在1MHz至24MHz內(nèi)選擇，電容取30PF左右。ALE/PROG：訪問外部存儲器時，ALE(地址鎖存允許)的輸出用于鎖存地址的低位字節(jié)，即使不訪問外部存儲器，ALE端仍以不變的頻率輸出脈沖信號(此頻率是振蕩器頻率的1/6)，在訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時，出現(xiàn)一個ALE脈沖； PSEN：該引腳是外部程序存儲器的選通信號輸出端。當(dāng)AT89S52由外部程序存儲器取指令或常數(shù)時，每個機(jī)器周期輸出

31、2個脈沖，即兩次有效。但訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時，將不會有脈沖輸出；EA/Vpp：外部訪問允許端。當(dāng)該引腳訪問外部程序存儲器時，應(yīng)輸入低電平。要使AT89S52只訪問外部程序存儲器(地址為0000H-FFFFH)， 這時該引腳必須保持低電平；本課題設(shè)計的電子秤的單片機(jī)應(yīng)用電路如圖9所示：圖9 AT89S52單片機(jī)電路3.2 液晶屏電路該液晶為LCD1602顯示信息。該顯示模塊既可以當(dāng)成普通的圖像型液晶顯示模塊使用（即顯示普通圖像型的單色圖片功能），可以從字庫IC 中讀出內(nèi)置的字庫的點(diǎn)陣數(shù)據(jù)寫入到LCD 驅(qū)動IC 中，以達(dá)到顯示漢字的目的。其接口引腳功能介紹：LCD1602液晶顯示器如下所示：3.3

32、 電源電路本設(shè)計采用USB接口供電，電源電壓5V。同時，USB接口通過內(nèi)含PL2303芯片的轉(zhuǎn)換電路對單片機(jī)進(jìn)行程序編寫。其電路原理如圖所示。系統(tǒng)電路原理圖如下所示：第4章 系統(tǒng)軟件設(shè)計在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的開發(fā)中，軟件的設(shè)計是最復(fù)雜和困難的，大部分情況下工作量都較大，特別是對那些控制系統(tǒng)比較復(fù)雜的情況。如果是機(jī)電一體化的設(shè)計人員，往往需要同時考慮單片機(jī)的軟硬件資源分配。本系統(tǒng)的軟件設(shè)計主要分為系統(tǒng)初始化、按鍵、顯示處理及信號頻率輸入處理。程序設(shè)計是一件復(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。其步驟可概括為以下三點(diǎn)： 分析系統(tǒng)控制要求，確定算法：對復(fù)雜的問題進(jìn)行具體的分析，找出

33、合理的計算方法及適當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，從而確定編寫程序的步驟。這是能否編制出高質(zhì)量程序的關(guān)鍵。 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。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)闹噶钆帕衅饋恚瑯?gòu)成一個有機(jī)的整體，即程序。程序數(shù)據(jù)的一種理想方法是結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計方法。結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計是對利用到的控制結(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，減少邏輯錯誤和易于修改、調(diào)試。根據(jù)系統(tǒng)的控制任務(wù)，本系統(tǒng)的軟件設(shè)計主要由主程序、初始化程序、顯示子程序、數(shù)據(jù)采集子程

34、序和延時程序等組成。4.1 C語言在單片機(jī)中的應(yīng)用C語言是一種通用的計算機(jī)程序設(shè)計語言，在國際上非常流行。它既可以用來編寫計算機(jī)的系統(tǒng)程序，也可以用來編寫一般的應(yīng)用程序。以前計算機(jī)的系統(tǒng)軟件主要用匯編語言編寫，單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)更是如此。C語言是當(dāng)前最流行的程序設(shè)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(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)和指令；C語言又像匯編語言一樣，可以對機(jī)器硬件進(jìn)行操作。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)作它的語句一樣。我們知道，匯編語言將涉及計算機(jī)硬件，所以C語言又像低級語言一樣，可以對計算機(jī)硬件進(jìn)行控制，因此人們把它稱為介

35、于高級語言與低級語言之間的一種中級語言。正是因為C語言具有這樣的特性，所以很適合編寫要對硬件進(jìn)行操作的軟件程序。本文采用C語言進(jìn)行編寫因為此系統(tǒng)軟件比較，其存儲量較大，因此必須應(yīng)用C語言編程了9。4.2 電子稱的軟件設(shè)計與實(shí)現(xiàn)電子稱軟件設(shè)計均采用模塊化設(shè)計，整個程序包括主程序、定時中斷程序、INTO中斷程序按鍵程序、數(shù)據(jù)處理子程序(雙字節(jié)乘法、二一十進(jìn)制轉(zhuǎn)換程序及逆轉(zhuǎn)換程序)、LCD十六位液晶靜態(tài)顯示子程序等模塊。所有程序均采用C匯編語言編寫。電子計價秤的軟件設(shè)計思路說明如下：主程序的作用為程序初始化，計算單價木單重(單價和單重分別在定時中斷程序和INT0外部中斷程序中獲得)，并時時顯示十進(jìn)制

36、的單重，單價，總價。設(shè)定T0為計數(shù)工作方式，T1為定時工作方式。其中R0為標(biāo)志位寄存器當(dāng)為OOH時為正常顯示方式。當(dāng)為01H時為累計顯示方式，在T1定時中斷程序中。一秒鐘采樣物料重量(已轉(zhuǎn)成脈沖頻率)，并賦值重量計算RAM區(qū)和顯示RAM區(qū)。在INTO外部中斷程序中，采樣單價并賦值單價計算。4.3主程序流程圖主程序流程圖給出了系統(tǒng)工作的基本過程，描述了信號的基本流向，起到一個向?qū)У淖饔?。圖4.1主程序流程圖4.4 源代碼#include "config.h"void main(void)LCD_Initial();init_sys();beep=1;zero=ReadCoun

37、t()/1000;for(;)function();Display();sbit LcdRs = P10;sbit LcdEn = P11;sfr DBPort = 0x80; void LCD_delay(unsigned char t) unsigned char i=0; for(;i<110;i+) for(;t;t-);void LCD_Write(bit style, unsigned char input) LcdRs=style; DBPort=input; LcdEn=1;LCD_delay(10);LcdEn=0; void LCD_Initial(void) LCD

38、_Write(0,0x38); LCD_Write(0,0x0c); LCD_Write(0,0x01); LCD_Write(0,0x06); void GotoXY(unsigned char x, unsigned char y)if(y=1) LCD_Write(0,0x80|x);if(y=2) LCD_Write(0,0xc0|x);void Print(unsigned char x,unsigned char y,unsigned char *str)GotoXY(x,y);while(*str!='0')LCD_Write(1,*str+);unsigned

39、char keyscan(void)P3=0x0f;if(P3&0x0f)!=0x0f)flag=1;P3=0xef;switch(P3&0x0f)case 0x0e:while(P3&0x0f)!=0x0f);return(7);case 0x0d:while(P3&0x0f)!=0x0f);return(8);case 0x0b:while(P3&0x0f)!=0x0f);return(9);case 0x07:while(P3&0x0f)!=0x0f);return(10);default: break;P3=0xdf;switch(P3&

40、amp;0x0f)case 0x0e:while(P3&0x0f)!=0x0f);return(4);case 0x0d:while(P3&0x0f)!=0x0f);return(5);case 0x0b:while(P3&0x0f)!=0x0f);return(6);case 0x07:while(P3&0x0f)!=0x0f);return(11);default: break;P3=0xbf;switch(P3&0x0f)case 0x0e:while(P3&0x0f)!=0x0f);return(1);case 0x0d:while(P3

41、&0x0f)!=0x0f);return(2);case 0x0b:while(P3&0x0f)!=0x0f);return(3);case 0x07:while(P3&0x0f)!=0x0f);return(12);default: break;P3=0x7f;switch(P3&0x0f)case 0x0e:while(P3&0x0f)!=0x0f);return(15);case 0x0d:while(P3&0x0f)!=0x0f);return(0);case 0x0b:while(P3&0x0f)!=0x0f);return(1

42、4);case 0x07:while(P3&0x0f)!=0x0f);return(13);default: break;else return(key);sbit ADDO = P37;sbit ADSK = P36;unsigned long ReadCount(void) unsigned long Count; unsigned char i; ADDO=1; ADSK=0; Count=0; while(ADDO); for(i=0;i<24;i+) ADSK=1; Count=Count<<1; ADSK=0; if(ADDO)Count+; ADSK=1

43、; Count=Count0x800000; ADSK=0; return(Count); sbit K1=P15;sbit K2=P16;bit K1flag,K2flag,K3flag,cflag;void init_sys(void) TMOD=0x01; TH0=(65536-5000)/256; /50msTL0=(65536-5000)%256; EA=1;ET0=1; TR0=1;void timer0(void) interrupt 1 /定時器0方式1，50ms中斷一次TH0=(65536-5000)/256; /50msTL0=(65536-5000)%256; t+;if

44、(t=250)t=0;AdVal=ReadCount();weight=AdVal/1000-zero;weight=weight*2328/1000; /if(weight>40000)/weight=40000;/ void Delay(unsigned int t)unsigned int i,j;for(i=t;i-;i>0)for(j=110;j-;j>0);void Display(void)GotoXY(0,1);LCD_Write(1,0x30+weight/10000%10); /重量顯示LCD_Write(1,0x30+weight/1000%10);Print(2,1,".");LCD_Write(1,0x30+weight/100%10);LCD_Write(1,0x30+weight%100/10);LCD_Write(1,0x30+weight%10);Print(6,1,"KG"); /KG顯示Print(10,1,"MAX:")