單片機(jī)課程設(shè)計(jì)電子秤設(shè)計(jì)電子秤的設(shè)計(jì)摘要本系統(tǒng)采用單片片機(jī)AT899S52為控制核心心，實(shí)現(xiàn)電子子秤的基本控控制功能。系系統(tǒng)的硬件部部分包括最小小系統(tǒng)板，數(shù)數(shù)據(jù)采集、人人機(jī)交互界面面三大部分。最最小系統(tǒng)部分分主要是擴(kuò)展展了外部數(shù)據(jù)據(jù)存儲(chǔ)器，數(shù)數(shù)據(jù)采集部分分由壓力傳感感器、信號(hào)的的前級(jí)處理和和A/D轉(zhuǎn)換部分組組成。人機(jī)界界面部分為鍵鍵盤(pán)輸入，12864點(diǎn)陣式液晶晶顯示，可以以直觀的顯示示中文，使用用方便。軟件部分應(yīng)用單單片機(jī)C語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)了了本設(shè)計(jì)的全全部控制功能能，包括基本本的稱重功能能，和發(fā)揮部部分的顯示購(gòu)購(gòu)物清單的功功能，可以設(shè)設(shè)置日期和重重新設(shè)定10種商品的單單價(jià)，具有超超重報(bào)警功能能，由于系統(tǒng)統(tǒng)資源豐富，還還可以方便的的擴(kuò)展其應(yīng)用用關(guān)鍵詞壓力傳感器單片機(jī)A/D轉(zhuǎn)換器LED顯示器第一部分：方方案論證與比比較一、控制器部分分本系統(tǒng)基于551系列單片機(jī)機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)，因因?yàn)橄到y(tǒng)需要要大量的控制制液晶顯示和和鍵盤(pán)。不宜宜采用大規(guī)模?？删幊踢壿嬢嬈骷篊PLD、FPGA來(lái)實(shí)現(xiàn)。另另外系統(tǒng)沒(méi)有有其它高標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)的要求，我我們最終選擇擇了AT89SS52通用的比較較普通單片機(jī)機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)統(tǒng)設(shè)計(jì)。內(nèi)部部帶有8KB的程序存儲(chǔ)儲(chǔ)器，在外面面擴(kuò)展了32K數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器器，以滿足系系統(tǒng)要求。二、數(shù)據(jù)采集部部分（1）、傳傳感器題目沒(méi)有要求具具體的稱重范范圍，我們選選擇最大量值值為20千克。我們選選擇的是L-PSSIII型傳感器，量量程20Kgg，精度為，滿量程時(shí)時(shí)誤差0.0022Kg。可以以滿足系統(tǒng)的的精度要求。其其原理如下圖圖所示。稱重傳感器主要要由彈性體、電電阻應(yīng)變片電電纜線等組成成，內(nèi)部線路路采用惠更斯斯電橋，當(dāng)彈彈性體承受載載荷產(chǎn)生變形形時(shí)，輸出信信號(hào)電壓可由由下式給出：：（2）、前前級(jí)放大器部部分壓力傳感器輸出出的電壓信號(hào)號(hào)為毫伏級(jí)，所所以對(duì)運(yùn)算放放大器要求很很高。具體方案：高精精度低漂移運(yùn)運(yùn)算放大器構(gòu)構(gòu)成差動(dòng)放大大器。差動(dòng)放大器具有有高輸入阻抗抗，增益高的的特點(diǎn)，可以以利用普通運(yùn)運(yùn)放(如OP077)做成一個(gè)差差動(dòng)放大器。電阻R1、R2電容C1、C2、C3、C4用于濾除前前級(jí)的噪聲，C1、C2為普通小電電容，可以濾濾除高頻干擾擾，C3、C4為大的電解解電容，主要要用于濾除低低頻噪聲。優(yōu)點(diǎn)：輸入級(jí)加加入射隨放大大器，增大了了輸入阻抗，中中間級(jí)為差動(dòng)動(dòng)放大電路，滑滑動(dòng)變阻器R6可以調(diào)節(jié)輸輸出零點(diǎn)，最最后一級(jí)可以以用于微調(diào)放放大倍數(shù)，使使輸出滿足滿滿量程要求。輸輸出級(jí)為反向向放大器，所所以輸出電阻阻不是很大，比比較符合應(yīng)用用要求。缺點(diǎn)：此電路要要求R3、R4相等，誤差差將會(huì)影響輸輸出精度，難難度較大。實(shí)實(shí)際測(cè)量，每每一級(jí)運(yùn)放都都會(huì)引入較大大噪聲。對(duì)精精度影響較大大。（3）、A/D轉(zhuǎn)換器由上面對(duì)傳感器器量程和精度度的分析可知知：A/D轉(zhuǎn)換器誤差差應(yīng)在以下12位A//D精度：10Kgg/40966=2.444g14位A//D精度：10Kgg/163884=0.661g考慮到其他部分分所帶來(lái)的干干擾,12位A/D無(wú)法滿足系系統(tǒng)精度要求求。所以我們需需要選擇14位或者精度度更高的A/D。具體方案雙積積分型A/D轉(zhuǎn)換器：如如：ICL71135、ICL71109。雙積分型A/D轉(zhuǎn)換器精度度高，但速度度較慢(如：ICL71135),具有精確的的差分輸入，輸輸入阻抗高（大大于），可自動(dòng)動(dòng)調(diào)零，超量量程信號(hào)，全全部輸出于TTL電平兼容。雙積分型A//D轉(zhuǎn)換器具有有很強(qiáng)的抗干干擾能力。對(duì)對(duì)正負(fù)對(duì)稱的的工頻干擾信信號(hào)積分為零零，所以對(duì)50HZ的工頻干擾擾抑制能力較較強(qiáng)，對(duì)高于于工頻干擾（例例如噪聲電壓壓）已有良好好的濾波作用用。只要干擾擾電壓的平均均值為零，對(duì)對(duì)輸出就不產(chǎn)產(chǎn)生影響。尤尤其對(duì)本系統(tǒng)統(tǒng)，緩慢變化化的壓力信號(hào)號(hào)，很容易受受到工頻信號(hào)號(hào)的影響。故故而采用雙積積分型A/D轉(zhuǎn)換器可大大大降低對(duì)濾濾波電路的要要求。作為電子秤，系系統(tǒng)對(duì)AD的轉(zhuǎn)換速度度要求并不高高，精度上14位的AD足以滿足要要求。另外雙雙積分型A/D轉(zhuǎn)換器較強(qiáng)強(qiáng)的抗干擾能能力，和精確確的差分輸入入，低廉的價(jià)價(jià)格。綜合的的分析其優(yōu)點(diǎn)點(diǎn)和缺點(diǎn)，我我們最終選擇擇了ICL71135具體方案、雙積積分型A/D轉(zhuǎn)換器：如如：ICL71135、ICL71109。雙積分型A//D轉(zhuǎn)換器精度度高，但速度度較慢(如：ICL71135),具有精確的的差分輸入，輸輸入阻抗高（大大于），可自動(dòng)動(dòng)調(diào)零，超量量程信號(hào)，全全部輸出于TTL電平兼容。雙積分型A//D轉(zhuǎn)換器具有有很強(qiáng)的抗干干擾能力。對(duì)對(duì)正負(fù)對(duì)稱的的工頻干擾信信號(hào)積分為零零，所以對(duì)50HZ的工頻干擾擾抑制能力較較強(qiáng)，對(duì)高于于工頻干擾（例例如噪聲電壓壓）已有良好好的濾波作用用。只要干擾擾電壓的平均均值為零，對(duì)對(duì)輸出就不產(chǎn)產(chǎn)生影響。尤尤其對(duì)本系統(tǒng)統(tǒng)，緩慢變化化的壓力信號(hào)號(hào)，很容易受受到工頻信號(hào)號(hào)的影響。故故而采用雙積積分型A/D轉(zhuǎn)換器可大大大降低對(duì)濾濾波電路的要要求。作為電子秤，系系統(tǒng)對(duì)AD的轉(zhuǎn)換速度度要求并不高高，精度上14位的AD足以滿足要要求。另外雙雙積分型A/D轉(zhuǎn)換器較強(qiáng)強(qiáng)的抗干擾能能力，和精確確的差分輸入入，低廉的價(jià)價(jià)格。綜合的的分析其優(yōu)點(diǎn)點(diǎn)和缺點(diǎn)，我我們最終選擇擇了ICL71135三、人機(jī)交互界界面顯示輸出：雖然ZLG77289具有控制數(shù)數(shù)碼管顯示的的功能，但考考慮到本題目目要求中文顯顯示，數(shù)碼管管無(wú)法滿足，只只能考慮用帶帶有中文字庫(kù)庫(kù)的液晶顯示示器。由于可可以分頁(yè)顯示示，無(wú)需太大大屏幕，我們們選擇了點(diǎn)陣陣式128×64型LCD—OCM44X8C。第二部分：具體體實(shí)現(xiàn)方案一、硬件組成：：（一）、硬件結(jié)結(jié)構(gòu)框圖如下下：（二）、各部部分硬件電路路實(shí)現(xiàn)(1)、基于AT89SS52的主控電路路圖主控電路以889C52為核心擴(kuò)展32KRRAM；單片機(jī)使使用6M晶振，P0口外接上拉拉電阻，增大大了帶負(fù)載能能力；A12～A15接74LS1138譯碼器，輸輸出作外部片片選信號(hào)。擴(kuò)展了幾個(gè)個(gè)接口用于其其它部分于單單片機(jī)的通信信（2）前端信信號(hào)處理INA126構(gòu)構(gòu)成的放大器器及濾波電路路：通過(guò)調(diào)節(jié)的阻阻值來(lái)改變放放大倍數(shù)。微微弱信號(hào)Vi1和Vi2被分別放大大后從INA1226的第6腳輸出。A/D轉(zhuǎn)換器ICL71135的輸入電壓壓變化范圍是是-2V～+2V，傳感器的的輸出電壓信信號(hào)在0～20mv左右，因此此放大器的放放大倍數(shù)在200～300左右，可將接成的滑動(dòng)變阻阻器。由于ICL77135對(duì)高頻干擾擾不敏感，所所以濾波電路路主要針對(duì)工工頻及其低次次諧波引入的的干擾。因?yàn)闉閴毫π盘?hào)變變化十分緩慢慢，所以濾波波電路可以把把頻率做得很很低。（3）A/DD轉(zhuǎn)換器基準(zhǔn)源選用芯片片MC144032..5V分壓得到：由于ICL77135內(nèi)部沒(méi)有振振蕩器，所以以需要外接。但A/D轉(zhuǎn)換器精度與時(shí)鐘頻率的漂移無(wú)關(guān)。正向積分時(shí)間T1和反向積分時(shí)間T2按相同比例增加并不影響測(cè)量的結(jié)果。ICL7135的時(shí)鐘頻率典型值為200kHz最高允許為1200kHz，時(shí)鐘頻率越高，轉(zhuǎn)換速度越快。每輸出一位BCD碼的時(shí)間為200個(gè)時(shí)鐘周期，選通脈沖位于數(shù)據(jù)脈沖的中部，如果時(shí)鐘頻率太高，則數(shù)據(jù)的接受程序還沒(méi)有接受完畢，數(shù)據(jù)就已經(jīng)消失了?？紤]到此系統(tǒng)頻率要求不是太高，且單片機(jī)的工作頻率也不是很高，因此我們?nèi)r(shí)鐘頻率的典型值：200kHz。由于頻率比較低，對(duì)時(shí)鐘漂移要求不高，我們采用阻容方式實(shí)現(xiàn)了基本的振蕩電路。如下：振蕩頻率約為160kHHz。此外ICL77135外部還需要要外接積分電電阻、積分電電容，但A/D轉(zhuǎn)換器精度度與外接的積積分電阻、積積分電容的精精度無(wú)關(guān)，故故可以降低對(duì)對(duì)元件質(zhì)量的的要求。不過(guò)過(guò)積分電容和和積分電容的的介質(zhì)損耗會(huì)會(huì)影響到A/D轉(zhuǎn)換器的精精度，所以應(yīng)應(yīng)采用介質(zhì)損損耗較小的聚聚丙乙烯電容容ICL71355還需要外接接基準(zhǔn)電源，這這是因?yàn)樾酒瑑?nèi)部的基準(zhǔn)準(zhǔn)源一般容易易受到溫度的的影響，而基基準(zhǔn)電源的變變化會(huì)直接影影響轉(zhuǎn)換精度度。所以當(dāng)精精度要求較高高時(shí)，應(yīng)采用用外接基準(zhǔn)源源。一般接其其典型值1V。(4)、人機(jī)機(jī)交互界面LCD顯示示接口電路.LCD復(fù)位信信號(hào)通過(guò)反相相器接到單片片機(jī)的RESEET上，上電或或手動(dòng)復(fù)位時(shí)時(shí)將隨單片機(jī)機(jī)同時(shí)復(fù)位。由由于復(fù)位后并并行口輸出高高電平，LCD處于選中狀狀態(tài)，此時(shí)LCD將輸出內(nèi)部部狀態(tài)字，將將會(huì)影響數(shù)據(jù)據(jù)總線上的數(shù)數(shù)據(jù)傳輸。所所以外接一個(gè)個(gè)反相器。二、軟件組組成：（一）、流程圖圖主程序流程程如圖所示：：中斷服務(wù)程程序流程圖如如下：（2）、軟件件說(shuō)明由于涉及到大量量數(shù)據(jù)的運(yùn)算算，程序不宜宜采用匯編語(yǔ)語(yǔ)言，C語(yǔ)言大大縮縮短了開(kāi)發(fā)時(shí)時(shí)間，且程序序可讀性非常常好。程序中對(duì)ADD采入的數(shù)據(jù)據(jù)進(jìn)行了數(shù)字字濾波，進(jìn)一一步減小AD讀入數(shù)據(jù)的的誤差。7289鍵盤(pán)控控制采用中斷斷方式，加快快了程序的執(zhí)執(zhí)行效率。九、設(shè)計(jì)體會(huì)單片機(jī)課程設(shè)計(jì)計(jì)結(jié)束了，在在設(shè)計(jì)之初并并沒(méi)象想象的的那么簡(jiǎn)單，因因?yàn)槠綍r(shí)總是是學(xué)的理論，而而這次是親手手的動(dòng)手操作作，雖然說(shuō)很很累，但感覺(jué)覺(jué)收獲卻特別別大。我現(xiàn)在很欣慰，因因?yàn)槲覀儺吘咕垢冻隽撕顾?，索性的是是我我們也成成功了。也使使我更加體會(huì)會(huì)到那種不付付出汗水怎會(huì)會(huì)有果實(shí)的快快感。同時(shí)我也學(xué)會(huì)了了很多芯片的的原理，雖然然我們只用上上幾個(gè)芯片，可可我們是從很很多很多芯片片中篩選出來(lái)來(lái)了，因此對(duì)對(duì)很多芯片都都有了初步的的了解。像89C51等芯片在平平常學(xué)習(xí)時(shí)并并不清楚它的的具體功能，也也沒(méi)想到他們們會(huì)與我們的的生活聯(lián)系那那么密切，通通過(guò)我們這幾幾天的課程設(shè)設(shè)計(jì)，我們查查資料，仔細(xì)細(xì)研究它們的的邏輯功能，用用途，要求等等，終于基本本完成了我們們的秒表設(shè)計(jì)計(jì)。這激發(fā)了了我們學(xué)習(xí)專專業(yè)知識(shí)的興興趣，也增強(qiáng)強(qiáng)了我們的動(dòng)動(dòng)手能力。但但同時(shí)，由于于掌握的知識(shí)識(shí)有限，在設(shè)設(shè)計(jì)過(guò)程中我我們遇到一些些問(wèn)題我們暫暫時(shí)還沒(méi)有能能力去解決。我我們的數(shù)字秒秒便與理想中中比較實(shí)際的的數(shù)字秒表還還有很大的差差距。例如，不不能使它多次次記錄時(shí)間和和顯示分、時(shí)時(shí)時(shí)間等。因因此，我們會(huì)會(huì)在以后的學(xué)學(xué)習(xí)中，盡可可能地?cái)U(kuò)大自自己的知識(shí)面面，不能僅僅僅只局限課本本，要更加刻刻苦地努力地地去學(xué)習(xí)專業(yè)業(yè)知識(shí)，充分分利用圖書(shū)館館和網(wǎng)絡(luò)資源源，多查多學(xué)學(xué)多練，打好好扎實(shí)功底，為為以后的更好好的發(fā)展奠定定一個(gè)堅(jiān)實(shí)的的基礎(chǔ)。此次課程設(shè)計(jì)，我我們還發(fā)現(xiàn)，理理論上的理解解，實(shí)踐中不不一定能夠完完全正確應(yīng)用用，自己的動(dòng)動(dòng)手能力還有有待一步的鍛鍛煉提高。同同時(shí)經(jīng)過(guò)這次次課程設(shè)計(jì)我我們也更懂得得了知識(shí)的重重要性，大科科學(xué)家培根說(shuō)說(shuō)的一點(diǎn)都不不錯(cuò)“知識(shí)就是力力量”，通過(guò)對(duì)知知識(shí)的靈活運(yùn)運(yùn)用，再加上上恒心、毅力力、團(tuán)隊(duì)協(xié)作作、能夠做到到許多平時(shí)連連想都不敢想想的東西。通過(guò)此次課程設(shè)