江蘇科技大學本科畢業(yè)設(shè)計（論文）學院電子信息學院專業(yè)電氣工程及其自動化學生姓名于玉萍班級學號0545503137指導教師王寶忠副教授二九年六月江蘇科技大學本科畢業(yè)論文基于MSP430的智能電子秤設(shè)計DESIGNOFTHEELECTRONICSCALETHATBASEDONMSP430CHIPMICROCOMPUTER江蘇科技大學畢業(yè)論文（設(shè)計）任務(wù)書學院電子信息學院專業(yè)電氣工程及其自動化學號0545503137姓名于玉萍指導教師王寶忠職稱副教授2009年3月1日畢業(yè)設(shè)計（論文）題目基于MSP430的智能電子秤設(shè)計一、畢業(yè)設(shè)計（論文）內(nèi)容及要求（包括原始數(shù)據(jù)、技術(shù)要求、達到的指標和應(yīng)做的實驗等）1提供條件MSP430開發(fā)板，IAR開發(fā)環(huán)境、PROTEL99軟件等；2設(shè)計內(nèi)容與要求1調(diào)研收集分析有關(guān)資料，總結(jié)智能電子秤的結(jié)構(gòu)特點；2確定智能電子秤的結(jié)構(gòu)設(shè)計總體原則3進行智能電子秤的統(tǒng)結(jié)構(gòu)規(guī)范計算4繪制智能電子秤的電路框圖、程序流程圖等；5設(shè)計智能電子秤的電路圖和C原程序。二、完成后應(yīng)交的作業(yè)（包括各種說明書、圖紙等）1畢業(yè)設(shè)計論文一份（不少于15萬字）；2外文譯文一篇（不少于5000英文單詞）；3智能電子秤的電路圖和C原程序。三、完成日期及進度自2009年2月25日起至2009年6月20日止進度安排第一三周（2月25日3月16日）1、熟悉課題；2、查閱資料；3、翻譯外文文獻；4、完成開題報告。第四八周（3月17日4月20日）1、熟悉MSP430單片機硬件結(jié)構(gòu)，掌握常用模塊的設(shè)計原理；2、硬件、軟件設(shè)計。第九十一周（4月21日5月11日）1、硬件、軟件調(diào)試（若有條件）。2、完成中期檢查報告。第十二十五周（5月12日6月8日）撰寫畢業(yè)設(shè)計論文。第十六周（6月9日6月15日）1、交論文；2、完成畢業(yè)設(shè)計驗收。第十七周（6月16日6月20日）畢業(yè)答辯。五、主要參考資料（包括書刊名稱、出版年月等）1電子技術(shù)基礎(chǔ)高等教育出版社1998。72模擬電子線路2電子科技大學出版社200473SP430系列16位超低功耗單片機原理與實踐沈建華編著北京航空航天大學出版社200874MSP430單片機基礎(chǔ)與實踐謝興紅編著北京航空航天大學出版社200815MCS51單片機原理及應(yīng)用實例清華大學出版社200436單片機應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計北京航空航天大學出版社19961278051單片機基礎(chǔ)教程科學出版社200398基于MCS51單片機的嵌入式系統(tǒng)設(shè)計電子工業(yè)出版社20047系教研室主任（簽章）年月日學院主管領(lǐng)導（簽章）年月日摘要目前，電子計價秤的使用非常普及，逐漸會取代傳統(tǒng)的桿秤。由壓力傳感器制作的電子秤已廣泛地應(yīng)用到各行各業(yè),特別是微處理機的出現(xiàn)，工業(yè)生產(chǎn)過程自動化程度的不斷提高，壓力傳感器已成為過程控制中的一種必需的裝置。本文介紹了一種以MSP430單片機微處理器最小系統(tǒng)，并配以幾個主要的集成電路器件設(shè)計成的智能電子秤。本系統(tǒng)是利用壓力傳感器采集當前壓力，根據(jù)輸入單價，準確計算出物品的金額，同時把重量、金額顯示到LED數(shù)碼管上。關(guān)鍵詞壓力傳感器放大器單片機ABSTRACTNOWADAYS，ELECTRONICSCALEISVERYPOPULARANDITWILLREPLACETHETRADITIONALSTEELYARDGRADUALLYTHEELECTRONICSSTEELYARDMADEBYTHEPRESSURETRANSDUCERHASBEENAPPLIEDTOALLPROFESSIONS,ESPECIALLYTHEEMERGENCEOFTHEMICROPROCESSORANDWITHTHEINCREASINGOFTHEAUTOMATIONOFINDUSTRYPRODUCTION,THEPRESSURETRANSDUCERBECOMESAKINDOFESSENTIALDEVICEINTHEPROCESSCONTROLTHISPAPERINTRODUCESAMSP430SMALLESTSINGLECHIPMICROPROCESSORSYSTEM,ANDWITHSEVERALMAJORINTEGRATEDCIRCUITDEVICESDESIGNEDASASMARTELECTRONICSCALESTHESYSTEMISTOUSEPRESSURESENSORSCOLLECTTHECURRENTPRESSURE,ACCORDINGTOINPUTPRICE,ANDACCURATELYCALCULATETHEAMOUNTOFGOODS，ATTHESAMETIME,THEWEIGHTOFTHEAMOUNTOFSHOWSONTHELEDDIGITALTUBEKEYWORDSPRESSURETRANSDUCERAMPLIFIERSINGLECHIPMICROCOMPUTER目錄第一章緒論111電子秤設(shè)計背景112稱重技術(shù)和衡器的發(fā)展113電子秤的發(fā)展現(xiàn)狀114電子秤的發(fā)展趨勢215現(xiàn)有電子秤的不足4第二章芯片介紹521單片機的發(fā)展522MSP430F149芯片6221MSP430F149的引腳6222MSP430F149的模數(shù)轉(zhuǎn)換器ADC12923壓力傳感器10231壓力傳感器的選擇10232放大電路1124LED數(shù)碼管12241數(shù)碼管的分類12242數(shù)碼管的驅(qū)動方式1225鍵盤1326相關(guān)軟件13261PROTEL99SE13262C語言1527小結(jié)16第三章系統(tǒng)硬件設(shè)計1731電子秤系統(tǒng)的構(gòu)成及工作原理1732電子秤系統(tǒng)壓力傳感器電路1733電子秤系統(tǒng)的鍵盤電路1834電子秤系統(tǒng)的顯示電路1935電子秤系統(tǒng)的電源電路2036小結(jié)20第四章電子秤系統(tǒng)的軟件設(shè)計2141電子秤系統(tǒng)的程序總流程圖2142初始化程序流程圖2143壓力傳感器程序流程圖2244預(yù)處理程序流程圖2245稱重計價程序流程圖2346鍵盤程序流程圖24461鍵盤分析程序2547數(shù)碼管顯示流程圖2748小結(jié)27結(jié)論28致謝29參考文獻30附錄一31附錄二33第一章緒論11電子秤設(shè)計背景目前，臺式電子秤在商業(yè)貿(mào)易中的使用已相當普遍，但存在較大的局限性體積大、成本高、需要工頻交流電源供應(yīng)、攜帶不便、應(yīng)用場所受到制約。現(xiàn)有的便攜秤為桿秤或以彈簧、拉伸變形來實現(xiàn)計量的彈簧秤，居民用戶使用的基本是桿秤。彈簧盤秤制造工藝要求較高，彈簧的疲勞問題無法徹底解決，一旦超過彈簧彈性限度，彈簧秤就會產(chǎn)生很大誤差，以至損壞，影響到稱重的準確性和可靠性，只是一種暫時的代用品，也被列入逐漸取消的行列。多年來，人們一直期待測量準確、價格低廉的電子秤投放市場?；陔娮映拥默F(xiàn)狀，本課題擬研究一種用MSP430單片機控制的高精度智能電子秤設(shè)計方案。這種高精度智能電子秤體積小、計量準確、攜帶方便，集質(zhì)量稱量功能與價格計算功能于一體，能夠滿足商業(yè)貿(mào)易和居民家庭的使用需求。12稱重技術(shù)和衡器的發(fā)展電子衡器一般是指裝有電子裝置的衡器。因其種類繁多，且涉及到貿(mào)易結(jié)算和保護廣大消費者的利益，所以為世界各國政府普遍關(guān)注和重視，并被確定為國家強制管理的法制計量器具。電子衡器是自動化稱重控制和貿(mào)易計量的重要手段，對加強企業(yè)管理、嚴格生產(chǎn)、貿(mào)易結(jié)算、交通運輸、港口計量和科學研究都起到了重要作用。電子衡器具有反應(yīng)速度快，測量范圍廣、應(yīng)用面廣、結(jié)構(gòu)簡單、使用操作方便、信號遠傳、便于計算機控制等特點。被廣泛應(yīng)用于我國煤炭、石油、化工、電力、輕工、冶金、礦山、交通運輸、港口、建筑、機械制造和國防等各個領(lǐng)域。13電子秤的發(fā)展現(xiàn)狀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)機電結(jié)合式電子衡器以來，經(jīng)過40多年的不斷改進與完善，我國電子衡器從最初的機電結(jié)合型發(fā)展到現(xiàn)在的全電子型和數(shù)字智能型。我國電子衡器的技術(shù)裝備和檢測試驗手段基本達到國際90年代中期的水平。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；測量特點從單參數(shù)測量向多參數(shù)測量發(fā)展。但就總體而言，我國電子衡器產(chǎn)品的數(shù)量和質(zhì)量與工業(yè)發(fā)達國家相比還有較大差距，其主要差距是技術(shù)與工藝不夠先進、工藝裝備與測試儀表老化、開發(fā)能力不足、產(chǎn)品的品種規(guī)格較少、功能不全、穩(wěn)定性和可靠性較差等。14電子秤的發(fā)展趨勢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，電子秤總的發(fā)展方向是小型化、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）集成化對于某些品種和結(jié)構(gòu)的電子衡器，例如小型電子平臺秤、專用秤、便攜式靜動態(tài)電子輪軸秤、靜動態(tài)電子軌道衡等，都可以實現(xiàn)秤體與稱重傳感器，鋼軌與稱重傳感器，軌道衡秤體與鐵路線路一體化。如秤體與稱重傳感器一體化的便攜式靜動態(tài)電子輪軸秤，多用硬鋁合金厚板制成。其結(jié)構(gòu)原理是經(jīng)過固溶熱處理強化的鋁合金板，或通過在4個角上鉆孔和銑槽分別形成4個懸臂梁型稱重傳感器；或在鋁合金板的底面銑出多個對稱的盲孔和盲槽形成整體剪切梁型稱重傳感器。這就使得秤體與稱重傳感器合二為一，即鋁合金板既是秤體臺面又是一個大板式稱重傳感器。以后者結(jié)構(gòu)的10T便攜式動態(tài)電子輪軸秤為例，其尺寸為720MM550MM32MM，重量約為23KG。2）智能化電子衡器的稱重顯示控制器與電子計算機組合，利用電子計算機的智能來增加稱重顯示控制器的功能。使電子衡器在原有功能的基礎(chǔ)上，增加推理、判斷、自診斷、自適應(yīng)、自組織等功能，這就是當今市場上采用微機化稱重顯示控制器的電子衡器與采用智能化稱重顯示控制器的電子衡器的根本區(qū)別。3）綜合性電子稱重技術(shù)的發(fā)展規(guī)律就是不斷的加強基礎(chǔ)研究并擴大應(yīng)用，擴展新技術(shù)領(lǐng)域，向相鄰學科和行業(yè)滲透，綜合各種技術(shù)去解決稱重計量、自動控制、信息處理等問題。例如在流量計量專業(yè)，如果按照傳統(tǒng)的理論和方法建造一套標準大流量測量系統(tǒng)，價格相當昂貴。如果采用稱重法即質(zhì)量流量法，只要將重量和時間測量準確，大流量的測量問題就迎刃而解了。對某些商用電子計價秤而言，只具備稱重、計價、顯示、打印功能還遠遠不夠，現(xiàn)代商業(yè)系統(tǒng)還要求它能提供各種銷售信息，把稱重與管理自動化緊密結(jié)合，使稱重、計價、進庫、銷售管理一體化，實現(xiàn)管理自動化。這就要求電子計價秤能與電子計算機聯(lián)網(wǎng)，把稱重系統(tǒng)與計算機系統(tǒng)組成一個完整的綜合控制系統(tǒng)。4）組合性在工業(yè)稱重計量過程或工藝流程中，不少稱重計量系統(tǒng)還要求具有可組合性，即測量范圍等可以任意設(shè)定；硬件能夠依據(jù)一定的工作條件和環(huán)境作某些調(diào)整，硬件功能向軟件方向發(fā)展；軟件能按一定的程序進行修改和擴展；輸入輸出數(shù)據(jù)與指令可以使用不同的語言和條形碼，并能與外部的控制和數(shù)據(jù)處理設(shè)備進行通信。5）小型化體積小、高度低、重量輕，即小、薄、輕。近幾年新研制的電子平臺秤結(jié)構(gòu)充分體現(xiàn)了小薄輕的發(fā)展方向。對于低容量的電子平臺秤和電子輪軸秤，可采用將薄型或超薄型的圓形稱重傳感器，直接嵌入鋼板或鋁板底面與稱重傳感器外徑相同的盲孔內(nèi)，形成低外形的秤體結(jié)構(gòu)，稱重傳感器的數(shù)量和位置由秤的額定載荷和力學要求計算決定。鋼板或鋁板就是秤體的臺面，稱重傳感器既是傳感元件，又是承力支點，極大地減化了秤體結(jié)構(gòu)，減少了活動連接環(huán)節(jié)，不但降低了成本，而且提高了穩(wěn)定性和可靠性。對中等或較大容量的電子平臺秤、電子地上衡，已經(jīng)出現(xiàn)了采用方形或長方形閉合截面的薄壁型鋼，并聯(lián)排隊列焊接成一個整體的竹排式結(jié)構(gòu)的秤體，4個稱重傳感器分別安裝在最外邊兩根薄壁型鋼兩端的切口內(nèi)，安裝在稱重傳感器承力點上的固定支承就是秤體的承力支點，既減化了承力傳力機構(gòu)，又節(jié)省了秤體高度，這是一種很有發(fā)展前途的秤體結(jié)構(gòu)。對于大型電子平臺秤，可利用有限單元法進行等強度和剛度計算，采用抗彎剛度大的型材和輕型波紋夾心鋼板等。6）模塊化對于大型或超大型的承載器結(jié)構(gòu)，如大型靜動態(tài)電子汽車衡等，已開始采用幾種長度的標準結(jié)構(gòu)的模塊，經(jīng)過分體組合，而產(chǎn)生新的品種和規(guī)格。以（5、6、7）M長的同寬度3種標準模塊為例，由單塊、二塊、三塊到四塊分體組合，可以組合成長度為（528）M的22種規(guī)格的分體式秤體結(jié)構(gòu)。當然在實際應(yīng)用中，根據(jù)各行業(yè)用戶的需要，選擇其中10余種常用的標準規(guī)格即可。這種模塊化的分體式秤體結(jié)構(gòu)，不僅提高了產(chǎn)品的通用性、互換性和可靠性，而且也大大地提高了生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。同時還降低了成本，增強了企業(yè)的市場競爭能力。15現(xiàn)有電子秤的不足我國電子衡器產(chǎn)品的數(shù)量和質(zhì)量與工業(yè)發(fā)達國家相比還有較大差距，其主要差距是技術(shù)與工藝不夠先進、工藝裝備與測試儀表老化、開發(fā)能力不足、產(chǎn)品的品種規(guī)格較少、功能不全、穩(wěn)定性和可靠性較差等。我國的電子衡器要打入國際市場。參與國際競爭。就必須執(zhí)行國際法制計量組織制定的國際建議并要有國際水平的技術(shù)與裝備、有國際水平的質(zhì)量。這就要求企業(yè)以技術(shù)為先導、以質(zhì)量為中心、以管理為基礎(chǔ)，努力提高制造技術(shù)與制造工藝水平，穩(wěn)定產(chǎn)品質(zhì)量。增強國際市場競爭能力。面對與國際先進水平的差距和我國國民經(jīng)濟持續(xù)發(fā)展的大好形勢，我們衡器行業(yè)發(fā)展應(yīng)該是明確的，就是要從觀念上、技術(shù)上和管理上迅速趕上，瞄準先進、與時俱進、迎接挑戰(zhàn)、開拓創(chuàng)新、以提高制造技術(shù)與制造工藝水平為突破口，主要解決電子衡器中的工程化產(chǎn)品的定型設(shè)計。生產(chǎn)工藝，質(zhì)量保證，可靠性考核等規(guī)模生產(chǎn)中的關(guān)鍵技術(shù)與工藝，提高批量生產(chǎn)能力，使我國的民族衡器工業(yè)走上健康持續(xù)發(fā)展的軌道。第二章芯片介紹21單片機的發(fā)展單片機又稱單片微控制器,它不是完成某一個邏輯功能的芯片,而是把一個計算機系統(tǒng)集成到一個芯片上。概括的講一塊芯片就成了一臺計算機，學習使用單片機是了解計算機原理與結(jié)構(gòu)的最佳選擇。還有它的體積小、質(zhì)量輕、價格便宜、而且它低電壓，低功耗，便于生產(chǎn)便攜式產(chǎn)品，因此為學習、應(yīng)用和開發(fā)提供了便利的條件。單片機內(nèi)部也用和電腦功能類似的模塊，比如CPU，內(nèi)存，并行總線，還有和硬盤作用相同的存儲器件，不同的是它的這些部件性能都相對我們的家用電腦弱很多，不過價錢也是低的，一般不超過10元即可用它來做一些控制電器一類不是很復雜的工作足矣了。我們現(xiàn)在用的全自動滾筒洗衣機、排煙罩、VCD等等的家電里面都可以看到它的身影它主要是作為控制部分的核心部件。它是一種在線式實時控制計算機，在線式就是現(xiàn)場控制，需要的是有較強的抗干擾能力，較低的成本，這也是和離線式計算機的（比如家用PC）的主要區(qū)別。單片機是靠程序的，并且可以修改。通過不同的程序?qū)崿F(xiàn)不同的功能，尤其是特殊的獨特的一些功能，這是別的器件需要費很大力氣才能做到的，有些則是花大力氣也很難做到的。一個不是很復雜的功能要是用美國50年代開發(fā)的74系列，或者60年代的CD4000系列這些純硬件來搞定的話，電路一定是一塊大PCB板但是如果要是用美國70年代成功投放市場的系列單片機，結(jié)果就會有天壤之別只因為單片機的通過你編寫的程序可以實現(xiàn)高智能，高效率，以及高可靠性目前單片機滲透到我們生活的各個領(lǐng)域，幾乎很難找到哪個領(lǐng)域沒有單片機的蹤跡。導彈的導航裝置，飛機上各種儀表的控制，計算機的網(wǎng)絡(luò)通訊與數(shù)據(jù)傳輸，工業(yè)自動化過程的實時控制和數(shù)據(jù)處理，廣泛使用的各種智能IC卡，民用豪華轎車的安全保障系統(tǒng)，錄象機、攝象機、全自動洗衣機的控制，以及程控玩具、電子寵物等等，這些都離不開單片機。更高級的還有自動控制領(lǐng)域的機器人、智能儀表、醫(yī)療器械等等。綜合所述，單片機已成為計算機發(fā)展和應(yīng)用的一個重要方面。另一方面，單片機應(yīng)用的重要意義還在于，它從根本上改變了傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)設(shè)計思想和設(shè)計方法。從前必須由模擬電路或數(shù)字電路實現(xiàn)的大部分功能，現(xiàn)在已能用單片機通過軟件方法來實現(xiàn)了，因此單片機的學習、開發(fā)與應(yīng)用是十分重要的。22MSP430F149芯片MSP430系列單片機是美國德州儀器TI推出的一款16位超低功耗的混合信號處理器，其在我國推出的時間也已經(jīng)很久了，它以低功耗著稱，并且將許多模擬電路、數(shù)字電路和微處理器集成在一個芯片上，因此一經(jīng)推出便在我國得到迅速推廣。針對目前普遍使用的51系列單片機局限性，為了很好地滿足控制器的準確性、精確性的要求，采取了一系列措施。首先，考慮系統(tǒng)所接的外部模塊比較多，需要的I/O口比較多，一般的8位單片機是不夠用的所以考慮選擇8位以上的單片機，再者32位的單片機功能又太過了，不僅I/O口比較多，而且好多集成的資源用不上都會浪費，所以考慮使用16位的單片機，而16位單片機中的TI公司MSP430系列的較為成熟，適用于在儀表儀器中使用，而且用在本系統(tǒng)中也正好合適，其次該控制器本身部分集成了12位的A/D轉(zhuǎn)換器進行高精度轉(zhuǎn)換，并可采用軟件配置采樣通道，確定采樣序列，保存采樣結(jié)果。用于本系統(tǒng)中進行采樣也比較合適，再次考慮控制器對功能性接口要求較高，而且存在較大數(shù)量的計算任務(wù)。基于以上的考慮，選擇了性價比比較高的MSP430F149單片機。221MSP430F149的引腳MSP430F149的引腳圖如圖21所示，引腳功能如表21所示。DVCC1P632P643P654P665P676VREF7XIN8XOUT/TCLK9VEREF10VREF/VEREF11P1012P1113P1214P1315P1416P1517P1618P1719P2020P2121P2222P2323P2424P2525P2626P2727P3028P3129P3230P3331P3432P3533P3634P3735P4036P4137P4238P4339P4440P4541P4642P4743P5044P5145P5246P5347P5448P5549P5650P5751XT2OUT52XT2IN53TDO/TDI54TDI55TMS56TCK57RST/NMI58P6059P6160P6261AGND62DGND63AVCC64U2MSP430F149圖21MSP430F149的引腳圖表21MSP430F149的引腳功能引腳I/O說明名稱序號P10/TACLK12I/O通用數(shù)字I/O引腳/TIMERA，TACLK時鐘信號輸入P11/TA013I/O通用數(shù)字I/O引腳/TIMERA，捕獲CCI0A輸入，比較OUT0輸出P12/TA114I/O通用數(shù)字I/O引腳/TIMERA，捕獲CCI1A輸入，比較OUT1輸出P13/TA215I/O通用數(shù)字I/O引腳/TIMERA，捕獲CCI2A輸入，比較OUT2輸出P14/SMCLK16I/O通用數(shù)字I/O引腳/SMCLK信號輸出P15/TA017I/O通用數(shù)字I/O引腳/TIMERA，比較OUT0輸出P16/TA118I/O通用數(shù)字I/O引腳/TIMERA，比較OUT1輸出P17/TA219I/O通用數(shù)字I/O引腳/TIMERA，比較OUT2輸出P20/ACLK20I/O通用數(shù)字I/O引腳/ACLK輸出端P21/TAINCLK21I/O通用數(shù)字I/O引腳/TIMERA，INCLK時鐘信號P22/CAOUT/TA022I/O通用數(shù)字I/O引腳/TIMERA，捕獲CCI0B輸入，比較OUT0輸出P23/CA0/TA123I/O通用數(shù)字I/O引腳/TIMERA，捕獲CCI1B輸入，比較OUT1輸出P24/CA1/TA224I/O通用數(shù)字I/O引腳/TIMERA，比較OUT2輸出P25/ROSC25I/O通用數(shù)字I/O引腳/外接一電阻用以決定DCO頻率P26/ADC12CLK26I/O通用數(shù)字I/O引腳/12位A/D轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換時鐘P27/TA027I/O通用數(shù)字I/O引腳/TIMERA，比較OUT0輸出P30/SET028I/O通用數(shù)字I/O引腳/從機傳輸使能USART0/SPI模式P31/SIMO029I/O通用數(shù)字I/O引腳/USART0/SPI模式的從輸入或主輸出P32/SOMI030I/O通用數(shù)字I/O引腳/USART0/SPI模式的從輸出或主輸入P33/UCLK031I/O通用數(shù)字I/O引腳/外部時鐘輸入USART0/UART或SPI模式，時鐘輸出USART0/SPI模式P34/UTXD032I/O通用數(shù)字I/O引腳/發(fā)送數(shù)據(jù)輸出USART0/UART模式P35/URXD033I/O通用數(shù)字I/O引腳/接受數(shù)據(jù)輸入USART0/UART模式P36/UTXD134I/O通用數(shù)字I/O引腳/發(fā)送數(shù)據(jù)輸出USART1/UART模式P37/URXD135I/O通用數(shù)字I/O引腳/接受數(shù)據(jù)輸入USART1/UART模式P40/TB036I/O通用數(shù)字I/O引腳/捕獲I/P或PWM輸出口定時器B7CCR0P41/TB137I/O通用數(shù)字I/O引腳/捕獲I/P或PWM輸出口定時器B7CCR1P42/TB238I/O通用數(shù)字I/O引腳/捕獲I/P或PWM輸出口定時器B7CCR2P43/TB339I/O通用數(shù)字I/O引腳/捕獲I/P或PWM輸出口定時器B7CCR3P44/TB440I/O通用數(shù)字I/O引腳/捕獲I/P或PWM輸出口定時器B7CCR4P45/TB541I/O通用數(shù)字I/O引腳/捕獲I/P或PWM輸出口定時器B7CCR5P46/TB642I/O通用數(shù)字I/O引腳/捕獲I/P或PWM輸出口定時器B7CCR6P47/TBCLK43I/O通用數(shù)字I/O引腳/定時器B3的輸入時鐘TBCLKP50/STE144I/O通用數(shù)字I/O引腳/從機發(fā)送使能USART1/SPI模式P51/SIMO145I/O通用數(shù)字I/O引腳/USART1的從輸入、主輸出或SPI方式P52/SOMI146I/O通用數(shù)字I/O引腳/USART1的從輸出、主輸入或SPI方式P53/UCLK47I/O通用數(shù)字I/O引腳/外部時鐘輸入USART1/UART或SPI模式，時鐘輸出USART1/SPI模式P54/MCLK48I/O通用數(shù)字I/O引腳/主系統(tǒng)時鐘MCLK輸出P55/SMCLK49通用數(shù)字I/O引腳/子系統(tǒng)時鐘SMCLK輸出P56/ACLK50I/O通用數(shù)字I/O引腳/輔助時鐘ACLK輸出P57/TBPUTTH51I/O通用數(shù)字I/O引腳/切換所有的PWM數(shù)字輸出口為高阻抗定時器B3TB0TB2P60/A059I/O通用數(shù)字I/O引腳/12位A/D轉(zhuǎn)換器模擬輸入通道0P61/A160I/O通用數(shù)字I/O引腳/12位A/D轉(zhuǎn)換器模擬輸入通道1P62A261I/O通用數(shù)字I/O引腳/12位A/D轉(zhuǎn)換器模擬輸入通道2P63/A32I/O通用數(shù)字I/O引腳/12位A/D轉(zhuǎn)換器模擬輸入通道3P64/A43I/O通用數(shù)字I/O引腳/12位A/D轉(zhuǎn)換器模擬輸入通道4P65/A54I/O通用數(shù)字I/O引腳/12位A/D轉(zhuǎn)換器模擬輸入通道5P66/A65I/O通用數(shù)字I/O引腳/12位A/D轉(zhuǎn)換器模擬輸入通道6P67/A76I/O通用數(shù)字I/O引腳/12位A/D轉(zhuǎn)換器模擬輸入通道7RST/NMI58I復位輸入、不可屏蔽中斷輸入口，或自動加載程序啟動（FLASH版本器件有此功能）TCK57I測試時鐘，TCK是用于器件測試與自動加載程序啟動的始終輸入接口（FLASH版本器件有此功能）TMS56I測試方式選擇，器件編程與測試的輸入口TDI55I測試數(shù)據(jù)輸入口，期間的保護熔絲被連接到TDITDO/TDI54I/O測試數(shù)據(jù)輸出口、編程數(shù)據(jù)輸出口VEREF10I/P送到模數(shù)轉(zhuǎn)換器ADC12的外部基準電壓VREF7O模數(shù)轉(zhuǎn)換器ADC12內(nèi)部基準電壓的正輸入端VREF/VEREF11O模數(shù)轉(zhuǎn)換器ADC12內(nèi)部基準電壓或外部加的基準電壓負端XIN8I晶體振蕩器XT1的輸入口XOUT/TCLK9I/O晶體振蕩器XT1的輸入口或測試時鐘的輸入口XT2IN53I晶體振蕩器XT2的輸入口，只能接標準晶體XT2OUT52O晶體振蕩器XT2的輸出口AVCC64模擬電源的正輸入端，送到模數(shù)轉(zhuǎn)換器ADC12的模擬部分AVSS62模擬電源的負輸入端，送到模數(shù)轉(zhuǎn)換器ADC12的模擬部分DVCC1數(shù)字電源的正輸入端DVSS63數(shù)字電源的負輸入端222MSP430F149的模數(shù)轉(zhuǎn)換器ADC12MSP430F149內(nèi)嵌模數(shù)轉(zhuǎn)換器模塊，其采樣頻率為每通道200KB/S，可以對生物、機械等傳感器給出的模擬量進行AD轉(zhuǎn)換。內(nèi)置的模數(shù)轉(zhuǎn)換器又由帶有采樣和保持的ADC內(nèi)核、參考電壓發(fā)生器、轉(zhuǎn)換時鐘的選擇和控制電路、采樣與轉(zhuǎn)換時序控制電路4部分組成。采樣系統(tǒng)中數(shù)模轉(zhuǎn)換速度與轉(zhuǎn)換時鐘有密切關(guān)系，MSP430的ADC12CLK來源于ACLK，MCLC，SMCLK，ADC12OSC，然后被分頻器分頻，最終得到的信號作為ADC12CLK送往ADC12內(nèi)核。ADCS12信號源自內(nèi)部，同時會隨溫度、電壓以及器件的離散性而變化。對于要求精確的轉(zhuǎn)化，則需要穩(wěn)定的轉(zhuǎn)換時鐘信號，因此使用由晶體產(chǎn)生的時鐘信號。為了得到正確可靠的轉(zhuǎn)換，模擬輸入信號必須在采樣期間保持穩(wěn)定，在整個采樣與轉(zhuǎn)換期間，不允許有相鄰的其他通道引腳有數(shù)字信號活躍，這樣可減少對模擬信號轉(zhuǎn)換的干擾，以得到正確的結(jié)果。MSP430F149內(nèi)置模數(shù)轉(zhuǎn)換器有4種轉(zhuǎn)換模式單通道單次轉(zhuǎn)換、單通道多次轉(zhuǎn)換、多通道單次轉(zhuǎn)換、多通道多次轉(zhuǎn)換。23壓力傳感器231壓力傳感器的選擇壓力傳感器又稱荷重傳感器，考慮到使用地點的重力加速度（G）和空氣浮力（F）的影響后，通過把其中一種被測量（質(zhì)量）轉(zhuǎn)換成另外一種被測量（輸出）來測量質(zhì)量的力傳感器。壓力傳感器由敏感元件、轉(zhuǎn)換元件、后續(xù)處理部分組成，壓力傳感器一般應(yīng)用應(yīng)變片來實現(xiàn)壓力的測量，應(yīng)變片的制造原理是依據(jù)橋式電路，當在橋臂上的電阻滿足這樣的條件R1R3R2R4時電橋平衡，則輸出的電壓為零，當電阻由變化的時候，電橋不平衡，有一定的電壓輸出?？煞譃閱伪垭姌颉㈦p臂電橋、全臂電橋，其輸出的電壓與電阻的變化量成近似的線性變化。應(yīng)變片是很薄的薄片，上表面鑲嵌兩個有電阻絲制成的電阻，同時下表面也有兩個同樣的電阻，在連接上形成橋式電路，當應(yīng)變片上沒有壓力是，輸出的電壓為零，當有壓力作用時，上邊的電阻變大，下面的電阻變小，電橋不平恒，而且是相同的電阻絲，其電阻的變化量相同，輸出的電壓與電阻的變化量成線性關(guān)系，再經(jīng)相應(yīng)的測量電路把這一電阻變化轉(zhuǎn)換為電信號（電壓或電流），從而完成了將外力變換為電信號的過程。這樣就可以測量出壓力的大小。本設(shè)計中稱重范圍定為9999KG，重量誤差不大于KG，考慮到秤臺自重、05振動和沖擊分量，還要避免超重損壞傳感器，所以傳感器量程必須大于額定稱重。我們選擇的是LPSIII型傳感器，量程20KG，精度為，滿量程時誤KG91差0002KG。可以滿足本系統(tǒng)的精度要求。其原理如圖22所示R112KR212KR412KR312KEINEOUT圖22全橋測量電橋圖稱重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，當彈性體承受載荷產(chǎn)生變形時，輸出信號電壓可由式21給出EINR432R142EOUT（21）232放大電路在許多需要用A/D轉(zhuǎn)換和數(shù)字采集的單片機系統(tǒng)中，多數(shù)情況下，傳感器輸出的模擬信號都很微弱，必須通過一個模擬放大器對其進行一定倍數(shù)的放大，才能滿足A/D轉(zhuǎn)換器對輸入信號電平的要求，在此情況下，就必須選擇一種符合要求的放大器本設(shè)計中，我們將采用專用儀表放大器，如INA126，INA121等。此類芯片內(nèi)部采用差動輸入，共模抑制比高，差模輸入阻抗大，增益高，精度也非常好，且外部接口簡單。以INA126為例,接口如圖23所示RG1KINA126P60GND5VINA126圖23放大電路結(jié)構(gòu)圖放大器增益，通過改變的大小來改變放大器的增益。GRK805GR基于以上分析，我們決定采用制作方便而且精度很好的專用儀表放大器INA126。24LED數(shù)碼管241數(shù)碼管的分類LED數(shù)碼管是一種半導體發(fā)光器件，其基本單元是發(fā)光二極管。數(shù)碼管按段數(shù)分為七段數(shù)碼管和八段數(shù)碼管，八段數(shù)碼管比七段數(shù)碼管多一個發(fā)光二極管單元（多一個小數(shù)點顯示）；按能顯示多少個“8”可分為1位、2位、4位等等數(shù)碼管；按發(fā)光二極管單元連接方式分為共陽極數(shù)碼管和共陰極數(shù)碼管。共陽數(shù)碼管是指將所有發(fā)光二極管的陽極接到一起形成公共陽極COM的數(shù)碼管。共陽數(shù)碼管在應(yīng)用時應(yīng)將公共極COM接到5V，當某一字段發(fā)光二極管的陰極為低電平時，相應(yīng)字段就點亮。當某一字段的陰極為高電平時，相應(yīng)字段就不亮。共陰數(shù)碼管是指將所有發(fā)光二極管的陰極接到一起形成公共陰極COM的數(shù)碼管。共陰數(shù)碼管在應(yīng)用時應(yīng)將公共極COM接到地線GND上，當某一字段發(fā)光二極管的陽極為高電平時，相應(yīng)字段就點亮。當某一字段的陽極為低電平時，相應(yīng)字段就不亮242數(shù)碼管的驅(qū)動方式數(shù)碼管要正常顯示，就要用驅(qū)動電路來驅(qū)動數(shù)碼管的各個段碼，從而顯示出我們要的數(shù)字，因此根據(jù)數(shù)碼管的驅(qū)動方式的不同，可以分為靜態(tài)式和動態(tài)式兩類。靜態(tài)顯示驅(qū)動靜態(tài)驅(qū)動也稱直流驅(qū)動。靜態(tài)驅(qū)動是指每個數(shù)碼管的每一個段碼都由一個單片機的I/O端口進行驅(qū)動，或者使用如BCD碼二十進制譯碼器譯碼進行驅(qū)動。靜態(tài)驅(qū)動的優(yōu)點是編程簡單，顯示亮度高，缺點是占用I/O端口多，如驅(qū)動5個數(shù)碼管靜態(tài)顯示則需要5840根I/O端口來驅(qū)動，要知道一個89S51單片機可用的I/O端口才32個呢），實際應(yīng)用時必須增加譯碼驅(qū)動器進行驅(qū)動，增加了硬件電路的復雜性。動態(tài)顯示驅(qū)動數(shù)碼管動態(tài)顯示接口是單片機中應(yīng)用最為廣泛的一種顯示方式之一，動態(tài)驅(qū)動是將所有數(shù)碼管的8個顯示筆劃“A,B,C,D,E,F,G,DP“的同名端連在一起，另外為每個數(shù)碼管的公共極COM增加位選通控制電路，位選通由各自獨立的I/O線控制，當單片機輸出字形碼時，所有數(shù)碼管都接收到相同的字形碼，但究竟是那個數(shù)碼管會顯示出字形，取決于單片機對位選通COM端電路的控制，所以我們只要將需要顯示的數(shù)碼管的選通控制打開，該位就顯示出字形，沒有選通的數(shù)碼管就不會亮。通過分時輪流控制各個數(shù)碼管的的COM端，就使各個數(shù)碼管輪流受控顯示，這就是動態(tài)驅(qū)動。在輪流顯示過程中，每位數(shù)碼管的點亮時間為12MS，由于人的視覺暫留現(xiàn)象及發(fā)光二極管的余輝效應(yīng)，盡管實際上各位數(shù)碼管并非同時點亮，但只要掃描的速度足夠快，給人的印象就是一組穩(wěn)定的顯示數(shù)據(jù)，不會有閃爍感，動態(tài)顯示的效果和靜態(tài)顯示是一樣的，能夠節(jié)省大量的I/O端口，而且功耗更低。25鍵盤在單片機應(yīng)用中，鍵盤是人機對話的輸入設(shè)備，借助鍵盤可以向系統(tǒng)設(shè)置參數(shù)，發(fā)出控制指令等。在數(shù)字電路中，可以利用編碼器實現(xiàn)按鍵鍵值的直接編碼。將每個按鍵的輸出信號對應(yīng)連接到編碼器的每個輸人端，通過編碼邏輯就可以在編碼器的輸出端得到對應(yīng)每個按鍵的碼值，早期稱這種鍵盤為編碼鍵盤。但是，當按鍵較多時數(shù)碼邏輯的成本較高，直接編碼的方法也不夠靈活，一旦編碼邏輯固定就難以更改。在通用鍵盤上或當按鍵數(shù)量較多時，普遍采用掃描方式產(chǎn)生鍵值。將按鍵連接成矩陣，每個按鍵位于某行、某列的交點上，先通過掃描方式確定按下鍵的行和列位，即位置碼或掃描碼。再查表將位置碼轉(zhuǎn)換為按鍵碼值或者直接使用掃描碼，稱為掃描式鍵盤。在執(zhí)行鍵盤掃描時應(yīng)注意將鍵在閉合過程中往往會有一些難以避免的機械性抖動如圖43，使輸出信號也發(fā)生抖動，通常達10MS20MS寬。若不避開抖動區(qū)，則可能誤認為多次按鍵。還應(yīng)注意當前一個鍵值還未送出又有按鍵按下時，后邊的鍵值將覆蓋前邊的鍵值，從而造成丟失。要解決這一問題即可以設(shè)置硬件延時電路，延遲數(shù)十毫秒后再讀取鍵值，這種電路稱為去抖電路?；蛘咴谲浖锩娌捎密浖訒r的方式來讀取鍵值。26相關(guān)軟件261PROTEL99SE1PROTEL的發(fā)展PROTEL是PROTEL（現(xiàn)更名為ALTIUM）公司在20世紀80年代末推出的CAD工具。它較早在國內(nèi)使用，普及率很高。早期的PROTEL主要作為印刷板自動布線工具使用，現(xiàn)在普遍使用的是PROTEL99SE。它是個完整的全方位電路設(shè)計系統(tǒng)，包含了電原理圖繪制、模擬電路與數(shù)字電路混合信號仿真、多層印刷電路板設(shè)計，可編程邏輯器件設(shè)計等功能，并具有CLIENT/SERVER體系結(jié)構(gòu)，同時還兼容一些其它設(shè)計軟件的文件格式。PROTEL軟件功能強大、界面友好、使用方便。它最具代表性的是電路設(shè)計和PCB設(shè)計。PROTEL99SE是應(yīng)用于WINDOWS9X/2000/NT操作系統(tǒng)下的EDA設(shè)計軟件，采用設(shè)計庫管理模式，可以進行聯(lián)網(wǎng)設(shè)計，具有很強的數(shù)據(jù)交換能力和開放性及3D模擬功能，是一個32位的設(shè)計軟件，可以完成電路原理圖設(shè)計，印制電路板計和可編程邏輯器件設(shè)計等工作，可以設(shè)計32個信號層，16個電源地層和16個機加工層。2PROTEL99SE的系統(tǒng)組成按照系統(tǒng)功能來劃分，PROTEL99SE主要包含以下倆大部分和6個功能模塊。1）電路工程設(shè)計部分1、電路原理設(shè)計部分電路原理圖設(shè)計部分包括電路圖編輯器、電路圖零件庫編輯器和各種文本編輯器。本系統(tǒng)的主要功能是繪制、修改和編輯電路原理圖；更新和修改電路圖零件庫；查看和編輯有關(guān)電路圖和零件庫的各種報表。2、印刷電路板設(shè)計系統(tǒng)印刷電路板設(shè)計系統(tǒng)包括印刷電路板編輯器、零件封裝編輯器和電路板組件管理器。本系統(tǒng)的主要功能是繪制、修改和編輯電路板；更新和修改零件封裝；管理電路板組件。3、自動布線系統(tǒng)本系統(tǒng)包含一個基于形狀的無柵格自動布線器，用于印刷電路板的自動布線，以實現(xiàn)PCB設(shè)計的自動化。2）電路仿真與PLD部分1、電路模擬仿真系統(tǒng)電路模擬仿真系統(tǒng)包含一個數(shù)字/模擬信號仿真器，可提供連續(xù)的數(shù)字信號和模擬信號，以便對電路原理圖進行信號模擬仿真，從而驗證其正確性和可行性。2、可編程邏輯設(shè)計系統(tǒng)可編程邏輯設(shè)計系統(tǒng)包含一個有語法功能的文本編輯器和一個波形編輯器。本系統(tǒng)的主要功能是；對邏輯電路進行分析、綜合；觀察信號的波形。利用PLD系統(tǒng)可以最大限度的精簡邏輯部件，使數(shù)字電路設(shè)計達到最簡化。3、高級信號完整性分析系統(tǒng)信號完整性分析系統(tǒng)提供了一個精確的信號完整性模擬器，可用來分析PCB設(shè)計、檢查電路設(shè)計參數(shù)、實驗超調(diào)量、阻抗和信號諧波要求等。3PROTEL99SE的功能特性1、開放式集成化的設(shè)計管理體系。2、超強功能的、修改與編輯功能。3、強大的設(shè)計自動化功能?？偟膩碚f，PROTEL99SE是個完整的全方位電路設(shè)計系統(tǒng)，包含了電路圖的繪制、混合信號仿真、多層印刷電路板設(shè)計、可編程邏輯器件設(shè)計、圖表生成等功能。所有模塊都集合在一個窗口里，并具有CLIENT/SERVER體系結(jié)構(gòu)，同時可與ORCAD、PSPICE、EXCEL等軟件相兼容。因此被廣泛使用于電子電路仿真與設(shè)計等方面。262C語言C語言是一種計算機程序設(shè)計語言。它既有高級語言的特點，又具有匯編語言的特點。它可以作為系統(tǒng)設(shè)計語言，編寫工作系統(tǒng)應(yīng)用程序，也可以作為應(yīng)用程序設(shè)計語言，編寫不依賴計算機硬件的應(yīng)用程序。因此，它的應(yīng)用范圍廣泛。C語言對操作系統(tǒng)和系統(tǒng)使用程序以及需要對硬件進行操作的場合，用C語言明顯優(yōu)于其它解釋型高級語言，一些大型應(yīng)用軟件也是用C語言編寫的。1源程序的結(jié)構(gòu)特點1、一個C語言源程序可以由一個或多個源文件組成。2、每個源文件可由一個或多個函數(shù)組成。3、一個源程序不論由多少個文件組成，都有一個且只能有一個MAIN函數(shù)，即主函數(shù)。4、源程序中可以有預(yù)處理命令I(lǐng)NCLUDE命令僅為其中的一種，預(yù)處理命令通常應(yīng)放在源文件或源程序的最前面。5、每一個說明，每一個語句都必須以分號結(jié)尾。但預(yù)處理命令，函數(shù)頭和花括號“”之后不能加分號。6、標識符，關(guān)鍵字之間必須至少加一個空格以示間隔。若已有明顯的間隔符，也可不再加空格來間隔。2C語言有很多優(yōu)點1、簡潔緊湊、靈活方便。2、運算符豐富。3、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)豐富。4、C是結(jié)構(gòu)式語言。5、C語法限制不太嚴格，程序設(shè)計自由度大。6、C語言允許直接訪問物理地址，可以直接對硬件進行操作。7、C語言程序生成代碼質(zhì)量高。8、C語言適用范圍大，可移植性好?？偟膩碚f，C語言具有繪圖能力強，可移植性，并具備很強的數(shù)據(jù)處理能力，因此適于編寫系統(tǒng)軟件，三維，二維圖形和動畫。因為它具有強大的功能加以它是數(shù)值計算的高級語言。因而C語言發(fā)展迅速,而且成為最受歡迎的語言之一。由于C語言程序具有完整的程序模塊結(jié)構(gòu)，從而為軟件開發(fā)中采用模塊化程序設(shè)計和代碼的移植提供了有力的保障，縮短了單片機開發(fā)人員的開發(fā)周期。作為涉足較大規(guī)模的單片機系統(tǒng)來說，開發(fā)的開發(fā)人員首選的還是C語言編程。本系統(tǒng)就使用應(yīng)用C語言來編寫系統(tǒng)軟件程序，通過單片機和外部硬件電路來實現(xiàn)電子秤的稱重功能。27小結(jié)對芯片性能的了解和掌握是做好硬件、軟件設(shè)計的基礎(chǔ)。本章主要介紹了壓力傳感器、鍵盤設(shè)計、數(shù)碼管的基本知識，闡述了MSP430F149單片機的特性和管腳定義，為下文的硬件設(shè)計作了鋪墊。第三章系統(tǒng)硬件設(shè)計31電子秤系統(tǒng)的構(gòu)成及工作原理電子秤電路主要由傳感器電路、調(diào)理電路、鍵盤電路、顯示電路、電源電路等組成。系統(tǒng)原理方框圖如圖31所示。顯示電路鍵盤電路調(diào)理電路MSP430F149壓力傳感器電源圖31系統(tǒng)原理方框圖系統(tǒng)工作原理當電子秤上放上重物時，壓力傳感器把模擬信號傳送到處理器的AD轉(zhuǎn)換器，由AD轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，然后由數(shù)碼管顯示出重物的重量，同時系統(tǒng)根據(jù)輸入的單價計算出金額，并顯示在數(shù)碼管上。32電子秤系統(tǒng)壓力傳感器電路系統(tǒng)的壓力傳感器電路如圖32所示。在圖的電路中，傳感器的正端接模數(shù)轉(zhuǎn)換器ADC12內(nèi)部基準電壓的正輸入端VREF，負端接模數(shù)轉(zhuǎn)換器ADC12內(nèi)部基準電壓負端。在本系統(tǒng)中，通過單片機提供激勵電壓。由于采用這樣的方法，在測量期間或在電子秤工作于待機狀態(tài)的情況下，就可以不用為電橋提供激勵電壓，從而降低功耗。傳感器的電橋電阻為1200歐，電源電壓為3V，激勵狀態(tài)下耗電25MA。將橋接傳感器的輸出信號連接至放大器之后輸入AD轉(zhuǎn)換通道P60。R112KR212KR412KR312KUINVEREFVEREFRG1KINA126P60R50075KR60075KC1100NFC2220FC3100NFC4220FGNDGNDGND5VINA126圖32壓力傳感器電路33電子秤系統(tǒng)的鍵盤電路本系統(tǒng)所需要的鍵盤有13個，經(jīng)過分析覺得使用44方式掃描比較合適。連接電路如圖33所示。圖33電子秤系統(tǒng)的鍵盤電路現(xiàn)在具體分析鍵盤的工作原理。由于所有的列線都上拉到33V，所以在沒有任何鍵被按下的時候，所有列線上都是高電平。當在P17管腳上輸出低電平，并且行S01S02S03S05S06S07S09S10S11S13S14S15S04S08S12S16P10P11P12P13R0110KR0210KR0310KR0410KR05300R06300R07300R08300P14P15P16P1733VCC線的其他管腳上輸出高電平時，如果“S01”鍵被按下，則P10為低電平；如果“S02”鍵被按下，則P11為低電平；如果“S03”鍵被按下，則P12為低電平；如果“S04”鍵被按下，則P13為低電平。通過設(shè)置一條行線的輸出就可以獲取列線上的相應(yīng)狀態(tài)，從而獲得鍵盤輸入的值。同理，依次在其他列線上輸出低電平，就可以獲取其他鍵的輸入值。通過這樣的掃描方式，可以實現(xiàn)鍵盤的輸入。在本模塊中，考慮到硬件成本高以及軟件延時方便，所以采用了軟件延時然后讀取鍵值的方法。在圖中，按鍵S01到S09分別對應(yīng)電子秤鍵盤上的數(shù)字輸入鍵19，S10對應(yīng)數(shù)字鍵0。其作用是用于輸入被稱物品的單價。按鍵S11對應(yīng)電子秤鍵盤上的清除按鍵，其作用是用于清除之前輸入的價格，重量顯示也歸零。按鍵S12對應(yīng)電子秤鍵盤上的去皮按鍵，其作用是當電子秤上有物體確認為皮重時，按下去皮鍵重量即顯示為零，相當于置零的功能。按鍵S13對應(yīng)電子秤鍵盤上的累計按鍵，其作用是用于累加計算多次測量的總金額。34電子秤系統(tǒng)的顯示電路LED數(shù)碼管顯示電路如圖34所示。本電路的作用是用來顯示重量、單價及金額。為了保證數(shù)碼管的工作安全，電路中必須加上上拉電阻，上拉電阻電路如圖35所示，通過網(wǎng)絡(luò)標號與數(shù)碼管相連。E1D2H3C4G5W46B7W38W29F10A11W112SM201E1D2H3C4G5W46B7W38W29F10A11W112SM203E1D2H3C4G5W46B7W38W29F10A11W112SM202P20P21P22P23P24P25P26P27P20P21P22P23P24P25P26P27P20P21P22P23P24P25P26P27P43P42P41P40P37P36P35P34P33P32P31P30圖34電子秤系統(tǒng)的顯示電路在本系統(tǒng)中，SM201用來顯示物品的重量，SM202用來顯示物品的單價，SM203用來顯示物品的金額。P30P31P32P33P34P35P36P37P40P41P42P43912345678R204180C201100UFGND5V912345678R205180C202100UFGND5V圖35上拉電阻電路電路圖35電子秤系統(tǒng)的電源電路在單片機應(yīng)用中需要穩(wěn)定的電壓信號，因此必須提供電源電路。如圖36所示為電源電路。它可以為整個系統(tǒng)提供33V和5V的電壓。C404104C403470UF/25VC406104C405470UF/25V321VVGNDINOUT4U402SPX1117M3DC50333VDC5025VR40122C401470UF/25VVIN1GND23U401LM7805CV412356Q401GBL02C4021045V33VGND12J401CON2圖36電源電路36小結(jié)本章在上一章的基礎(chǔ)上，結(jié)合電子秤系統(tǒng)的基本功能介紹了它的工作流程、硬件組成和工作原理，設(shè)計了壓力傳感器的稱重放大電路、LED數(shù)碼管顯示電路、鍵盤掃描電路和電源電路。各電路根據(jù)需要連接到MSP430F149單片機的接口上，就構(gòu)成了一個功能強大的基于MSP430的智能電子秤。第四章電子秤系統(tǒng)的軟件設(shè)計電子秤系統(tǒng)的順利工作，需要合適的軟件來協(xié)調(diào)系統(tǒng)的各個硬件組成部分，根據(jù)電子秤系統(tǒng)的工作需要來工作，從而達到特定的功能。本章主要設(shè)計電子秤系統(tǒng)的各個硬件組成部分的程序流程圖。41電子秤系統(tǒng)的程序總流程圖系統(tǒng)總程序流程圖如圖41所示。系統(tǒng)初始化之后，要順次執(zhí)行壓力傳感器程序、預(yù)處理程序、稱重計價程序、數(shù)碼管顯示程序、鍵盤程序。開始初始化壓力傳感器程序數(shù)碼管顯示程序鍵盤程序稱重計價程序預(yù)處理程序圖41電子秤系統(tǒng)的程序總流程圖42初始化程序流程圖初始化程序流程圖如圖42所示。進入初始化階段，電子秤系統(tǒng)的各個部分依次初始化，即依次執(zhí)行壓力傳感器初始化、數(shù)碼管初始化、鍵盤初始化后返回。開始壓力傳感器初始化數(shù)碼管初始化返回圖42初始化程序流程圖43壓力傳感器程序流程圖壓力傳感器程序流程圖如圖43所示。這個程序用來啟動ADC轉(zhuǎn)換器，將轉(zhuǎn)換的二進制結(jié)果換算成BCD碼，以便顯示程序和計算程序可以隨時調(diào)用。開始AD轉(zhuǎn)換，保存轉(zhuǎn)換結(jié)果將轉(zhuǎn)換結(jié)果換算為BCD碼并存儲開始返回圖43壓力傳感器程序流程圖44預(yù)處理程序流程圖預(yù)處理程序流程圖如圖44所示。這個程序的作用是用于判斷清除、去皮、累計三個按鍵是否按下，如果有鍵按下，就執(zhí)行相應(yīng)的程序。開始返回累計標志位為1清除標志位為1去皮標志位為1累計函數(shù)去皮函數(shù)清除函數(shù)YYYNNN圖44預(yù)處理程序流程圖45稱重計價程序流程圖稱重計價程序流程圖如圖45所示。這個程序的作用是分別讀取物品的重量和單價，計算出物品的金額并存儲。開始返回讀取重量讀取單價計算金額并存儲圖45稱重計價程序流程圖46鍵盤程序流程圖鍵盤程序流程圖如圖46所示。本系統(tǒng)的鍵盤主要用來輸入單價以及一些系統(tǒng)的設(shè)定。開始返回延時，有鍵按下鍵盤分析程序有鍵按下YYNN圖46鍵盤程序流程圖461鍵盤分析程序鍵盤分析程序如圖47所示。這個程序的作用是識別按鍵，得到鍵碼。通過對圖33的分析可知，4條行線與