專業(yè)綜合課程設(shè)計(jì)任務(wù)書學(xué)生姓名:楊柳專業(yè)班級:電信1005班指導(dǎo)教師:李達(dá)工作單位:信息工程學(xué)院題目:手提數(shù)字顯示電子秤設(shè)計(jì)初始條件:提供實(shí)驗(yàn)室機(jī)房；模擬、數(shù)字電子技術(shù)的基本理論學(xué)習(xí)。要求完成的主要任務(wù):(包括課程設(shè)計(jì)工作量及其技術(shù)要求,以及說明書撰寫等具體要求):（1）電路由測量電路，差動放大電路，A/D轉(zhuǎn)換電路，顯示電路組成；（2）測量電路采用電阻應(yīng)變式傳感器；（3）采用差動放大電路把傳感器輸出的微弱的模擬信號進(jìn)行一定倍數(shù)的放大，以滿足A/D轉(zhuǎn)換器對輸入信號電平的要求；（4）重范圍為5kg；（5）對結(jié)果進(jìn)行分析；（6）要求閱讀相關(guān)參考文獻(xiàn)不少于5篇；（7）根據(jù)課程設(shè)計(jì)有關(guān)規(guī)范，按時(shí)、獨(dú)立完成課程設(shè)計(jì)說明書。時(shí)間安排:(1)布置課程設(shè)計(jì)任務(wù),查閱資料,確定方案四天；(2)進(jìn)行編程設(shè)計(jì)一周；(3)完成課程設(shè)計(jì)報(bào)告書三天；指導(dǎo)教師簽名:年月日系主任(或責(zé)任教師)簽名:年月日目錄摘要 I1.緒論 11.1電子稱的簡介 11.2電子稱的發(fā)展趨勢 11.3設(shè)計(jì)總體思路 21.3.1整體功能 21.3.2主要技術(shù)指標(biāo) 22.系統(tǒng)方案原理與選型 32.1電子秤的工作原理 32.2電子秤的原理框圖 32.3控制器部分的選擇 42.4傳感器的選擇 42.5放大電路的選擇 52.6A/D轉(zhuǎn)換器的選擇 62.7鍵盤處理部分的選擇 62.8顯示電路部分的選擇 72.9報(bào)警電路部分的選擇 72.10電源電路部分的選擇 73.系統(tǒng)原理框圖 83.1單片機(jī)AT89C51控制電路 83.2稱重傳感器模擬電路 83.3放大電路 93.4AD轉(zhuǎn)換電路 103.5矩陣鍵盤電路 103.6液晶屏電路 113.7聲音報(bào)警電路 113.8電源電路 124.系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)流程 134.1系統(tǒng)主程序的設(shè)計(jì) 134.2A/D轉(zhuǎn)換模塊的設(shè)計(jì) 144.3鍵盤模塊的設(shè)計(jì) 144.4聲光報(bào)警模塊的設(shè)計(jì) 154.5顯示模塊的設(shè)計(jì) 155.系統(tǒng)集成環(huán)境 165.1Keil編譯環(huán)境 165.2Protues仿真 165.3鍵盤定義說明 165.3鍵盤定義說明 166.結(jié)果分析與改進(jìn) 16結(jié)果分析 17改進(jìn)措施 17總結(jié)與展望 18參考文獻(xiàn) 19附錄一：系統(tǒng)仿真效果圖 20附錄二：系統(tǒng)程序代碼 21摘要電子秤是將檢測與轉(zhuǎn)換技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息處理、數(shù)字技術(shù)等技術(shù)綜合一體的現(xiàn)代新型稱重儀器，它與我們?nèi)粘Ｉ罹o密結(jié)合成為一種方便、快捷、稱量精確的工具，廣泛應(yīng)用于商業(yè)、工廠生廠、集貿(mào)市場、超市、大型商場、及零售業(yè)等公共場所的信息顯示和重量計(jì)算。電子稱主要以單片機(jī)作為中心控制單元，通過稱重傳感器進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換單元，在配以鍵盤、顯示電路及強(qiáng)大軟件來組成。電子稱不但計(jì)量準(zhǔn)確、快速方便，更重要的自動稱重、數(shù)字顯示，對人們生活的影響越來越大，廣受歡迎。本系統(tǒng)針對電子稱的自動稱重、數(shù)據(jù)處理等進(jìn)行了設(shè)計(jì)和制作。為了闡明用單片機(jī)是如何對采樣數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，對數(shù)據(jù)的采集和轉(zhuǎn)換、計(jì)算問題進(jìn)行了研究，討論了單片機(jī)控制系統(tǒng)中關(guān)鍵的計(jì)算問題。本文在給出智能電子稱硬件設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，詳細(xì)分析了電子稱的軟件控制方法。單片機(jī)控制的電子稱結(jié)構(gòu)簡單，成本低廉，深受人們的喜愛，本文將對此進(jìn)行詳細(xì)討論。本課題設(shè)計(jì)的電子秤以AT89C51單片機(jī)為主要部件，通過對硬件和軟件進(jìn)行設(shè)計(jì)而成。硬件由電阻應(yīng)變式稱重傳感器、AT89C51單片機(jī)、DAC0832和LCD1602液晶組成電子秤(測量范圍0～5Kg)。設(shè)計(jì)結(jié)果證明，該系統(tǒng)顯示誤差小，性能穩(wěn)定，結(jié)構(gòu)合理，擴(kuò)展能力強(qiáng)。關(guān)鍵詞：S型稱重傳感器、AT89C51單片機(jī)、A/D轉(zhuǎn)換、矩陣鍵盤、1602液晶 1.緒論1.1電子稱的簡介稱重儀是電子衡器的一種，電子衡器是自動化稱重控制和貿(mào)易計(jì)量的重要手段,對加強(qiáng)企業(yè)管理、嚴(yán)格生產(chǎn)、貿(mào)易結(jié)算、交通運(yùn)輸、港口計(jì)量和科學(xué)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(yuǎn)傳便于計(jì)算機(jī)控制等特點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于煤炭、石油、化工、電力、輕工、冶金、礦山、交通運(yùn)輸、港口建筑機(jī)械制造和國防等各個(gè)領(lǐng)域。在工業(yè)現(xiàn)場和環(huán)境中干擾源是各種各樣的，如噪音干擾、工頻干擾等，抗工頻干擾能力成為衡量電子衡器性能的重要指標(biāo)。為了具備這一性能，市場上的電子衡器的電路普遍較復(fù)雜，相對地，成本也較高。而本產(chǎn)品電路簡單，成本低，抗工頻干擾強(qiáng)，具有很好的推廣價(jià)值。電子稱的發(fā)展趨勢電子秤的發(fā)展過程與其它事物一樣，也經(jīng)歷了由簡單到復(fù)雜、由粗糙到精密、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。近年來，電子秤已愈來愈多地參與到數(shù)據(jù)處理和過程控制中?，F(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)域中不可缺少的組成部分。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，我國電子衡器的技術(shù)裝備和檢測試驗(yàn)手段基本達(dá)到國際90年代中期的水平，少數(shù)產(chǎn)品的技術(shù)已處于國際領(lǐng)先水平。隨著自動化測試技術(shù)的發(fā)展，傳統(tǒng)的稱重系統(tǒng)在功能、精度、性價(jià)比等方面已難以滿足人們的需要，尤其在智能化、便捷式、對微小質(zhì)量的測量方面更顯得力不從心。設(shè)計(jì)總體思路目前，臺式電子秤在商業(yè)貿(mào)易中的使用已相當(dāng)普遍，但存在較大的局限性?，F(xiàn)有的便攜秤為桿秤或以彈簧，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(zhǔn)確性和可靠性。由于現(xiàn)在智能控制系統(tǒng)比較流行，在大多數(shù)智能控制系統(tǒng)中微控制器部分選擇兼容性比較好的AT89系列單片機(jī)，并且在系統(tǒng)更新?lián)Q代的時(shí)候，只需要增加很少的硬件電路，甚至僅僅刪改系統(tǒng)控制程序就能夠?qū)崿F(xiàn)。另外由于實(shí)際應(yīng)用當(dāng)中，稱可以有一定量的過載，但不能超出要求的范圍，為此還應(yīng)設(shè)計(jì)過載提示和聲光報(bào)警功能。綜上所述，本課題的主要設(shè)計(jì)思路是：利用電阻應(yīng)變傳感器采集因壓力變化產(chǎn)生的電壓信號，經(jīng)過電壓放大電路放大，然后再經(jīng)過模數(shù)轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，最后把數(shù)字信號送入單片機(jī)。單片機(jī)經(jīng)過相應(yīng)的處理后，得出當(dāng)前所稱物品的重量，然后通過液晶顯示出來。此外，還可通過鍵盤設(shè)定所稱物品的單價(jià)，最后將總金額顯示出來。當(dāng)超重就會有報(bào)警信號提示。這種高精度智能電子秤體積小、計(jì)量準(zhǔn)確、攜帶方便,集質(zhì)量稱量功能與價(jià)格計(jì)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。整體功能1、采用高精度電阻應(yīng)變式壓力傳感器，測量量程0-5kg，測量精度可達(dá)5g2、采用模擬/數(shù)字（A/D）轉(zhuǎn)換器ADC0832對傳感器信號進(jìn)行調(diào)理轉(zhuǎn)換。3、采用AT89C51單片機(jī)作為主控芯片，實(shí)現(xiàn)稱重、計(jì)算價(jià)格等主控功能。4、采用LCD1602液晶屏顯示稱重重量、單價(jià)、總價(jià)等信息。5、采用4*4矩陣鍵盤進(jìn)行人機(jī)交互，實(shí)現(xiàn)單價(jià)的輸入過程。6、具有超量程報(bào)警功能，可以通過蜂鳴器報(bào)警。主要技術(shù)指標(biāo)稱量范圍0～5kg；kg；精度等級Ⅲ級。2.系統(tǒng)方案原理與選型2.1電子秤的工作原理當(dāng)被稱物體放置在秤體的秤臺上時(shí)，其重量便通過秤體傳遞到稱重傳感器，傳感器隨之產(chǎn)生力一電效應(yīng)，將物體的重量轉(zhuǎn)換成與被稱物體重量成一定函數(shù)關(guān)系（一般成正比關(guān)系）的電信號（電壓或電流等）。此信號由放大電路進(jìn)行放大、經(jīng)濾波后再由模／數(shù)(A/D)器進(jìn)行轉(zhuǎn)換，數(shù)字信號再送到微處器的CPU處理，CPU不斷掃描鍵盤和各功能開關(guān)，根據(jù)鍵盤輸入內(nèi)容和各種功能開關(guān)的狀態(tài)進(jìn)行必要的判斷、分析、由儀表的軟件來控制各種運(yùn)算，最后數(shù)據(jù)顯示部分根據(jù)需要實(shí)現(xiàn)顯示功能。2.2電子秤的原理框圖按照本設(shè)計(jì)功能的要求，系統(tǒng)由8個(gè)部分組成：控制器部分、傳感部分、放大部分、A/D轉(zhuǎn)換部分、鍵盤部分、數(shù)據(jù)顯示部分、報(bào)警部分和電路電源部分，系統(tǒng)設(shè)計(jì)總體方案框圖如圖2-1所示。放大電路放大電路壓力傳感器AD轉(zhuǎn)換電路AT89C51單片機(jī)控制模塊聲音報(bào)警電路鍵盤檢測電路電源電路液晶顯示電路圖2-1設(shè)計(jì)思路框圖2.3控制器部分的選擇以單片機(jī)為主控制器的設(shè)計(jì)，可以容易地將計(jì)算機(jī)技術(shù)和測量控制技術(shù)結(jié)合在一起，組成新型的只需要改變軟件程序就可以更新?lián)Q代。這種新型的智能儀表近幾年取得了巨大的進(jìn)展。再加之系統(tǒng)沒有其它高標(biāo)準(zhǔn)的要求，根據(jù)總體方案設(shè)計(jì)的分析，可以選用帶EPROM的單片機(jī)。INTEL公司的AT89C51功能齊全，片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲器容量大，帶有可編程陣列，使用靈活，電磁兼容性好，能夠很好地實(shí)現(xiàn)本儀器的測量和控制要求。所以最后我選擇了AT89C51這個(gè)單片機(jī)來實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的功能要求。2.4傳感器的選擇傳感器量程的選擇可依據(jù)秤的最大稱量值、秤體的自重、可能產(chǎn)生的最大偏載及動載等因素綜合評價(jià)來確定。傳感器量程的計(jì)算公式是在充分考慮到影響秤體的各個(gè)因素后，經(jīng)過大量的實(shí)驗(yàn)而確定的。其公式如下：C＝K0×K1×K2×K3×(Wmax＋W)/N （2.1）C—單個(gè)傳感器的額定量程；W—秤體自重；Wmax—被稱物體凈重的最大值；N—秤體所采用支撐點(diǎn)的數(shù)量；K0—保險(xiǎn)系數(shù)，一般取值在～之間；K1—沖擊系數(shù)；K2—秤體的重心偏移系數(shù)；K3—風(fēng)壓系數(shù)。本設(shè)計(jì)要求稱重范圍0～5kg，重量誤差不大于kg，根據(jù)傳感器量程計(jì)算公式（2.1）可知：C＝1.25×1×1.03×1×（20＋1.9）／1＝（2-1綜合考慮,本設(shè)計(jì)采用SP20C-G501電阻應(yīng)變式傳感器,稱重傳感器由組合式S型梁結(jié)構(gòu)及金屬箔式應(yīng)變計(jì)構(gòu)成，具有過載保護(hù)裝置。由于惠斯登電橋具諸如抑制溫度變化的影響，抑制干擾，補(bǔ)償方便等優(yōu)點(diǎn)，廣泛用于各種結(jié)構(gòu)的動、靜態(tài)測量及各種電子秤的一次儀表。其測量原理：用應(yīng)變片測量時(shí)，將其粘貼在彈性體上。當(dāng)彈性體受力變形時(shí)，應(yīng)變片的敏感柵也隨同變形，其電阻值發(fā)生相應(yīng)變化，通過轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換為電壓或電流的變化。由于內(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(shí)，輸出信號電壓可由下式給出：（2-2）上式說明電橋的輸出電壓V和四個(gè)橋臂的應(yīng)變片感受的應(yīng)變量的和成正比。R1等于Rd，R2等于Ra，R3等于Rb，R4等于Rc。其工作原理如圖2-2所示。圖2-2稱重傳感器原理圖2.5放大電路的選擇稱重傳感器輸出電壓振幅范圍0～25mV，而A/D轉(zhuǎn)換的輸入電壓要求為0～5V，因此放大環(huán)節(jié)要有200倍左右的增益。本設(shè)計(jì)可以設(shè)計(jì)兩級放大，第一級放大約13倍，第二級放大8倍，由于差分放大是反向的，所以再加上一個(gè)2倍的反相器，最后有接近200倍的放大倍數(shù)。按照輸入電壓25mV，分辨率20000碼的情況，漂移要小于1μV。由于其具有極低的失調(diào)電壓的溫漂和時(shí)漂（±1μV），從而保證了放大環(huán)節(jié)對零點(diǎn)漂移的要求。殘余的一點(diǎn)漂移依靠軟件的自動零點(diǎn)跟蹤來徹底解決。穩(wěn)定的增益量可以保證其負(fù)反饋回路的穩(wěn)定性，并且最好選用高阻值的電阻和多圈電位器。由于高精度低漂移運(yùn)算放大器構(gòu)成差動放大器，而構(gòu)成的前級處理電路；差動放大器具有高輸入阻抗，增益高的特點(diǎn)，可以利用普通運(yùn)放(如OP07)做成一個(gè)差動放大器。根據(jù)運(yùn)算放大器的虛短虛斷得，第一級放大倍數(shù)為1+(R4+R5)/R3；第二級放大倍數(shù)為R8/R7。其設(shè)計(jì)電路如圖2-3所示。圖2-3利用OP07運(yùn)放設(shè)計(jì)的差動放大器2.6A/D轉(zhuǎn)換器的選擇A/D轉(zhuǎn)換部分是整個(gè)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵，這一部分處理不好，會使得整個(gè)設(shè)計(jì)毫無意義。目前，世界上有多種類型的ADC，有傳統(tǒng)的并行、逐次逼近型、積分型ADC，也有近年來新發(fā)展起來的∑-Δ型和流水線型ADC，多種類型的ADC各有其優(yōu)缺點(diǎn)并能滿足不同的具體應(yīng)用要求。并行比較A/D轉(zhuǎn)換器：如ADC0808、ADC0832等。并行比較ADC是現(xiàn)今速度最快的模/數(shù)轉(zhuǎn)換器，采樣速率在1GSPS以上，稱為“閃爍式”ADC。它由電阻分壓器、比較器、緩沖器及編碼器四種分組成。這種結(jié)構(gòu)的ADC所有位的轉(zhuǎn)換同時(shí)完成，其轉(zhuǎn)換時(shí)間主取決于比較器的開關(guān)速度、編碼器的傳輸時(shí)間延遲。根據(jù)系統(tǒng)的精度要求以及綜合的分析其優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)，本設(shè)計(jì)采用了8位A/D轉(zhuǎn)換器ADC0832。鍵盤處理部分的選擇由于電子秤需要設(shè)置單價(jià)（十個(gè)數(shù)字鍵），還具有確認(rèn)、刪除等功能。因此采用矩陣式鍵盤，矩陣式鍵盤的特點(diǎn)是把檢測線分成兩組，一組為行線，一組列線，按鍵放在行線和列線的交叉點(diǎn)上。4×4的矩陣鍵盤結(jié)構(gòu)的鍵盤接口電路中，每一個(gè)按鍵都通過不同的行線和列線與主機(jī)相連，共可以安裝16個(gè)鍵，但只需要8條測試線。4×4的矩陣鍵盤結(jié)構(gòu)如圖2-4所示。圖2-4矩陣式鍵盤顯示電路部分的選擇數(shù)據(jù)顯示是電子秤的一項(xiàng)重要功能，是人機(jī)交換的主要組成部分，它可以將測量電路測得的數(shù)據(jù)經(jīng)過微處理器處理后直觀的顯示出來。數(shù)據(jù)顯示部分可以有以下兩種方案供選擇：一是LED數(shù)碼管顯示,二是LCD液晶顯示兩種選擇。這里需要顯示重量和單價(jià)以及總額，所以LED實(shí)現(xiàn)比較復(fù)雜，所以選擇LCD1602來實(shí)現(xiàn)。報(bào)警電路部分的選擇報(bào)警模塊在電路中隨是不可缺少的，但有它的指示會使結(jié)果更直觀，報(bào)警一般可以使用發(fā)光二極管，還可以使用蜂鳴器，但蜂鳴器更直觀更人性化。所以我選擇了蜂鳴器報(bào)警。電源電路部分的選擇電源模塊在電路中是不可缺少的，不管是數(shù)字電路還是模擬電路，都需要電源來提供能量。電路中需要9V和5V直流電源，實(shí)際中使用的是220V的交流電，所以需要使用電源模塊來供電。其中9V是給放大器供電；5V給AD轉(zhuǎn)換供電。3.系統(tǒng)原理框圖3.1單片機(jī)AT89C51控制電路它的作用是對AD芯片和鍵盤進(jìn)行控制，完成AD轉(zhuǎn)換以及控制LCD顯示。AT89C51單片機(jī)各個(gè)引腳分布如下圖，有基本的復(fù)位電路和晶振電路；P0口需接上拉電阻，并和LCD1602相連驅(qū)動液晶；P1口檢測按鍵按下的狀態(tài)；P2部分口控制1602的控制端口；P3部分口用以對AD芯片進(jìn)行控制。原理如圖3-1。圖3-1單片機(jī)控制模塊原理圖3.2稱重傳感器模擬電路當(dāng)垂直正壓力P作用于梁上時(shí)，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，不平衡電壓與載菏P成正比，從而將非電量轉(zhuǎn)化成電量輸出。這里通過兩個(gè)滑動變阻器來模擬電阻橋。此電壓值為兩個(gè)電阻器的差值電壓；當(dāng)兩個(gè)電阻處于同一地方時(shí)，電壓差值為0；當(dāng)一個(gè)上，一個(gè)下時(shí)，差值最大為25mV。傳感模塊如圖3-2。圖3-2傳感器模擬模塊原理圖放大電路本設(shè)計(jì)采用了三級放大，第一級為差動放大器由U3，U4組成，為13倍放大；（1+(R3+R4)/R2=）；第二級放大由U5組成，為8倍（R7/R5=）放大；第三級放大由U6組成，為-2倍（R9/R1=2）的反向放大器；總200倍。電路如圖3-3。圖3-3傳感器模擬模塊原理圖AD轉(zhuǎn)換電路ADC0832是美國國家半導(dǎo)體公司生產(chǎn)的一種8位分辨率、逐次逼近式、雙通道A/D轉(zhuǎn)換芯片，需5V電源供電。通過將0-25mv放大了200V倍的傳感信號輸入AD，再把電壓信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，傳入單片機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。如圖3-4所示。圖3-4AD轉(zhuǎn)換模塊原理圖3.5矩陣鍵盤電路矩陣鍵盤可以顯示0-9數(shù)字、小數(shù)點(diǎn)和五個(gè)功能鍵。鍵盤行掃描信號為ROW1—ROW4，列掃描信號為COL1—COL4。行信號為輸入信號，低電平有效；列信號為輸出信號。當(dāng)沒有鍵按下時(shí)，即使行掃描輸入低電平信號，列信號仍為高電平；當(dāng)行掃描為低電平并且有鍵按下時(shí)，相應(yīng)的列輸出低電平。該低電平信號可以定位至按下鍵的位置。鍵盤可以輸入單價(jià)，并計(jì)算出總額。在Protues中仿真使用集成的矩陣按鍵模塊即可。矩陣鍵盤如圖3-5所示。圖3-5矩陣鍵盤模塊原理圖液晶屏電路單片機(jī)處理后的數(shù)據(jù)最終要將重量Weight65Kg)信息顯示出來，在矩陣鍵盤輸入單價(jià)Price(2Kg/￥)以后將計(jì)算的總額Total￥)也顯示出來，顯示電路選用的是LCD1602。LCD1602中的RS為寄存器選擇，高電平時(shí)選擇數(shù)據(jù)寄存器，低電平時(shí)選擇指令寄存器；R/W為讀寫信號線；E端為使能端，當(dāng)E端由高電平跳變成低電平時(shí)，液晶模塊執(zhí)行命令；D0～D7為8位雙向數(shù)據(jù)線，可以傳輸數(shù)據(jù)。需要注意的是，P0口驅(qū)動液晶需加上拉電阻。數(shù)據(jù)/命令等選擇端等接的是單片機(jī)P2口上的P。液晶顯示電路原理如圖3-6所示。圖3-6液晶顯示模塊原理圖3.7聲音報(bào)警電路當(dāng)測量重量超過量程時(shí)，beep(P3.0)給出低電平信號，驅(qū)動蜂鳴器鳴響；當(dāng)單價(jià)超過規(guī)定值時(shí)，顯示輸入錯(cuò)誤，給低電平信號，蜂鳴器響。從而達(dá)到報(bào)警的目的。報(bào)警模塊如圖3-7所示。圖3-7報(bào)警模塊原理圖電源電路電源模塊在電路中是不可缺少的，不管是數(shù)字電路還是模擬電路，都需要電源來提供能量。電源模塊見圖3-8所示。實(shí)際中使用的是220V交流電，而電路需要用穩(wěn)壓的數(shù)字電源供電，所以就需要設(shè)計(jì)電源電路。更具模塊可知，放大器需要9V的直流電源可供電。ADC0832需要5V直流電源供電。所以可以利用LM7809穩(wěn)壓片將220V先轉(zhuǎn)化為9V，然后經(jīng)過LM7805穩(wěn)壓芯片穩(wěn)壓到5V左右。9V是給放大器供電，5V是給數(shù)字電路提供電源。電容起到濾波作用。圖3-8電源模塊原理圖4.系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)流程4.1系統(tǒng)主程序的設(shè)計(jì)開始定義端口變量函數(shù)聲明主程序液晶初始化中斷初始化進(jìn)入w開始定義端口變量函數(shù)聲明主程序液晶初始化中斷初始化進(jìn)入while循環(huán)AD轉(zhuǎn)換采樣采樣值處理液晶重量、單價(jià)、總額顯示鍵盤掃描分析圖4-1主流程圖4.2A/D轉(zhuǎn)換模塊的設(shè)計(jì)開始AD轉(zhuǎn)換是否結(jié)束啟動AD轉(zhuǎn)換存儲轉(zhuǎn)換結(jié)果A/D轉(zhuǎn)換子程序主要是指在系統(tǒng)開始運(yùn)行時(shí)，不斷的開始AD轉(zhuǎn)換是否結(jié)束啟動AD轉(zhuǎn)換存儲轉(zhuǎn)換結(jié)果圖4-2AD轉(zhuǎn)換流程圖鍵盤模塊的設(shè)計(jì)開始是否有鍵按下延時(shí)是否結(jié)束鍵盤分析程序開始是否有鍵按下延時(shí)是否結(jié)束鍵盤分析程序結(jié)束是是否否圖4-3鍵盤檢測模塊聲光報(bào)警模塊的設(shè)計(jì)開始重量是否超過5Kg單價(jià)是否超過20聲音報(bào)警是是否否開始重量是否超過5Kg單價(jià)是否超過20聲音報(bào)警是是否否圖4-4報(bào)警模塊流程圖顯示模塊的設(shè)計(jì)結(jié)束開始聲音報(bào)警聲音報(bào)警聲音報(bào)警通過LCD顯示物品的重量、單價(jià)以及金額。結(jié)束開始聲音報(bào)警聲音報(bào)警聲音報(bào)警圖4-4顯示模塊流程圖5.系統(tǒng)集成環(huán)境5.1Keil編譯環(huán)境Keil提供了包括C編譯器、宏匯編、連接器、庫管理和一個(gè)功能強(qiáng)大的仿真調(diào)試器等在內(nèi)的完整開發(fā)方案，通過一個(gè)集成開發(fā)環(huán)境（uVision）將這些部分組合在一起。只需要在Keil中將源程序?qū)懞?，編譯就可以生成.hex文件。本程序軟件主要有三個(gè)方面：一是AD數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換采集、二是按鍵檢測、三是數(shù)據(jù)處理并顯示。這三個(gè)方面的功能分別在主程序中來進(jìn)行調(diào)用。程序采用模塊化的結(jié)構(gòu)，這樣程序結(jié)構(gòu)清楚，易編程和易讀性好，也便于調(diào)試和修改。5.2Protues仿真Proteus是世界上著名的EDA工具(仿真軟件)，從原理圖布圖、代碼調(diào)試到單片機(jī)與外圍電路協(xié)同仿真，一鍵切換到PCB設(shè)計(jì)，真正實(shí)現(xiàn)了從概念到產(chǎn)品的完整設(shè)計(jì)。在仿真過程中也只需要按各個(gè)模塊設(shè)計(jì)，即8個(gè)模塊，一個(gè)一個(gè)模塊的進(jìn)行調(diào)試，這樣更容易成功。5.3鍵盤定義說明4*4矩陣鍵盤定義如下：789/456X(刪除)123-ON/C清00=+其中：鍵0—9為數(shù)字鍵，用于單價(jià)設(shè)定。鍵ON/C為清零鍵，每次確定單價(jià)之前，請先按清零鍵，使價(jià)格回零。鍵X為乘鍵，將單價(jià)與重量相乘。鍵=為計(jì)算鍵，完成單價(jià)與重量計(jì)算，開始計(jì)算總價(jià)。6.結(jié)果分析與改進(jìn)6.1結(jié)果分析根據(jù)仿真結(jié)果，可以看到隨著輸入電壓的增加（用電阻橋來模擬傳感器），差分放大電路完成固定200倍的放大，液晶也將當(dāng)前的電壓轉(zhuǎn)換為重量后的值顯示出來。為了稱重更精準(zhǔn)，加入了更方便的軟件校準(zhǔn)方法，其校準(zhǔn)前后對應(yīng)數(shù)據(jù)如下表6-1所示。重量指標(biāo)值(K)電壓值(mV)重量值(Kg)054.101誤差值00-相對誤差值00.029校準(zhǔn)重量值54.029相對誤差值0表6-1重量值的誤差對應(yīng)表由此表可知在未校準(zhǔn)前誤差為2.3%，校準(zhǔn)后為0.5%，完成設(shè)計(jì)目標(biāo)。6.2改進(jìn)措施改進(jìn)一：傳感器輸出電壓范圍為0-20mV,而它有線性范圍限制，應(yīng)該取大一點(diǎn)的，仿真中我們選擇的傳感器輸出電壓為0-25mV，即選用更好的傳感器。改進(jìn)二：傳感器輸出電壓范圍為0-20mV，而AD轉(zhuǎn)換需要5V的輸入電壓，所以直接將傳感器輸出電壓送AD，會使轉(zhuǎn)換誤差變大，所以選擇200倍的放大電路；由于AD是差分輸入的，所以放大電路選擇差分放大電路；最后，因?yàn)椴罘址糯箅娐返姆糯蠼Y(jié)果是反向的，所以還需要一個(gè)反向器。改進(jìn)三：因?yàn)榉糯笃鞯姆糯蟊稊?shù)是個(gè)近似值，電路中存在漂移損耗，所以不能夠完全按照要求放大，再加上傳感器本身是近線性，中間有誤差。根據(jù)查閱可知5kg重量經(jīng)電阻應(yīng)變傳感器并放大后為VV，再加上軟件的校準(zhǔn)，使其達(dá)到5.061Kg,近似完成指定功能。建議：選擇精度高的傳感器，選用分辨率高的AD，進(jìn)行分段校準(zhǔn)?？偨Y(jié)與展望智能電子秤以具有良好的可靠性、準(zhǔn)確性、技術(shù)先進(jìn)性和結(jié)構(gòu)簡單等特點(diǎn)，受到廣大用戶的青睞。在商業(yè)活動中用途越來越廣，給人們的經(jīng)濟(jì)生活帶來了便利。本文采用AT89C51單片機(jī)計(jì)的電子計(jì)重秤,無論是計(jì)量精度,還是穩(wěn)定性都滿足國家對A級電子秤的要求,它具有較好的標(biāo)定校準(zhǔn)方法,性能穩(wěn)定,操作簡單,價(jià)格低廉。該電子秤集傳感器技術(shù)、微計(jì)算機(jī)技術(shù)、數(shù)字顯示技術(shù)于一體、其反應(yīng)靈敏、準(zhǔn)確度高、顯示直觀，便于使用。通過硬件的少量擴(kuò)展和軟件的修改,能設(shè)計(jì)出性能優(yōu)越的計(jì)價(jià)秤、電子臺秤等,滿足各行各業(yè)對現(xiàn)代電子衡器的需求。另外稍加擴(kuò)展，該電子秤還可與其它生產(chǎn)質(zhì)量管理系統(tǒng)項(xiàng)連接，具有推廣應(yīng)用價(jià)值。理論和實(shí)際必須緊密結(jié)合，在設(shè)計(jì)中要針對不同的系統(tǒng)根據(jù)理論給與不同的方案，綜合考慮各方面的因素和需要，選擇出最佳的方案與結(jié)論。要大量廣泛的收集資料，然后認(rèn)真地研究其思路，和指導(dǎo)老師保持聯(lián)系，和同學(xué)共同研究遇到的問題，堅(jiān)持笑到最后。參考文獻(xiàn)【1】梁森，王侃夫，黃杭美編著.自動檢測與轉(zhuǎn)換技術(shù).北京：機(jī)械工業(yè)出版社,2010【2】張志良.《單片機(jī)原理與控制技術(shù)》（第2版）.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2005【3】譚浩強(qiáng).《C程序設(shè)計(jì)》（第三版）.北京：清華大學(xué)出版社，2007【4】何道清，張禾等.傳感器與傳感器技術(shù)[M].科學(xué)出版社，2011年第2版【5】張琳娜，劉武發(fā).傳感檢測技術(shù)及應(yīng)用[M].中國計(jì)量出版社，1999【6】康華光等.電子技術(shù)基礎(chǔ)模擬部分[M].高等教育出版社，2010年第4版【7】馬家辰.單片機(jī)原理及其接口技術(shù)[M].哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，1997【8】張毅剛等.單片機(jī)原理及應(yīng)用[M].高等教育出版社，2011年第2版【9】松井邦彥.傳感器實(shí)用電路設(shè)計(jì)與制作.科學(xué)出版社，2007年第4版附錄一：系統(tǒng)仿真效果圖附錄二：系統(tǒng)程序代碼#include<reg51.h>#include<intrins.h>#defineucharunsignedchar#defineuintunsignedint#defineBUSY0x80 //常量定義#defineDATAPORTP0sbitADCS=P3^5;sbitADDI=P3^7;sbitADDO=P3^7;sbitADCLK=P3^6;sbitLCM_RS=P2^0;sbitLCM_RW=P2^1;sbitLCM_EN=P2^2;uinttemp1; //temp1表示重量的整數(shù)值ucharad_data; //ad_data采樣值存儲ucharpress_ge=0; //顯示值百位ucharpress_shifen=0; //顯示值十位ucharpress_baifen=0; //顯示值個(gè)位ucharpress_qianfen=0; //顯示值十分位ucharcodestr0[]={"Weight:.Kg"};voiddelay(uint); //LCD延時(shí)子程序voidinitLCM(void); //LCD初始化子程序voidlcd_wait(void); //LCD檢測忙子程序voidWriteCommandLCM(ucharWCLCM,ucharBusyC); //寫指令到ICM子函數(shù)voidWriteDataLCM(ucharWDLCM); //寫數(shù)據(jù)到LCM子函數(shù)voidDisplayOneChar(ucharX,ucharY,ucharDData); //顯示指定坐標(biāo)的一個(gè)字符子函數(shù)voidDisplayListChar(ucharX,ucharY,ucharcode*DData);//顯示指定坐標(biāo)的一串字符子函數(shù)ucharAdc0832(unsignedcharchannel); //ADC處理程序，完成AD轉(zhuǎn)換，返回轉(zhuǎn)換結(jié)果voiddata_pro(void); //將ADC轉(zhuǎn)換結(jié)果進(jìn)行處理，便于顯示voiddisplay(void); //顯示處理后的AD值，即重量值voidmain(void){ delay(500); //系統(tǒng)延時(shí)500ms啟動 initLCM(); WriteCommandLCM(0x01,1); //清顯示屏DisplayListChar(0,0,str0); //預(yù)先顯示第一行重量值前面的數(shù)據(jù) while(1){ ad_data=Adc0832(0); //采樣值存儲單元初始化為0 data_pro(); //將采樣的值進(jìn)行處理，便于下面的顯示 display(); //顯示經(jīng)處理后的重量值}}voiddelay(uintk){uinti,j;for(i=0;i<k;i++)for(j=0;j<110;j++);}voidWriteCommandLCM(ucharWCLCM,ucharBusyC){ if(BusyC)lcd_wait(); DATAPORT=WCLCM;LCM_RS=0;//選中指令寄存器LCM_RW=0; LCM_RW=0; //寫模式 LCM_EN=1; _nop_();LCM_EN=0;}voidWriteDataLCM(ucharWDLCM){ lcd_wait(); //檢測忙信號 DATAPORT=WDLCM;LCM_RS=1;//選中數(shù)據(jù)寄存器LCM_RW=0; //寫模式LCM_EN=1;_nop_();LCM_EN=0;}voidinitLCM(){LCM_EN=0; DATAPORT=0;delay(15); WriteCommandLCM(0x38,0);delay(5);WriteCommandLCM(0x38,0);delay(5);WriteCommandLCM(0x38,0);delay(5);WriteCommandLCM(0x38,1);//8bit數(shù)據(jù)傳送，2行顯示，5*7字型，檢測忙信號WriteCommandLCM(0x08,1);//關(guān)閉顯示，檢測忙信號WriteCommandLCM(0x01,1);//清屏，檢測忙信號WriteCommandLCM(0x06,1);//顯示光標(biāo)右移設(shè)置，檢測忙信號WriteCommandLCM(0x0c,1);//顯示屏打開，光標(biāo)不顯示，不閃爍，檢測忙信號}voiddisplay(void){ WriteCommandLCM(0x0c,1);//顯示屏打開，光標(biāo)不顯示，不閃爍，檢測忙信號 DisplayListChar(0,0,str0); DisplayOneChar(8,0,press_ge+0x30); DisplayOneChar(10,0,press_shifen+0x30); DisplayOneChar(11,0,press_baifen+0x30);DisplayOneChar(12,0,press_qianfen+0x30); delay(1000);//穩(wěn)定}voiddata_pro(void){ floatpress; if(0<ad_data<256) { intvary=ad_data; press=(0.019531*vary); temp1=(uint)(press*1000); //放大1000倍，便于后面的計(jì)算 press_ge=temp1/1000; //取壓力值百位 press_shifen=(temp1%1000)/100; //取壓力值十位 press_baifen=((temp1%1000)%100)/10; //取壓力值個(gè)位 press_qianfen=((temp1%1000)%100)%10; //取壓力值十分位}}你所謂的迷茫，說到底，就是懶！你說，你很迷茫，對未來有那么多不確定，看不到希望，不敢輕舉妄動。我說，別找借口，你無非是懶得行動罷了。少年，別總把你的懶惰說得那么漂亮……少年不識愁滋味，愛上層樓，愛上層樓，為賦新詞強(qiáng)說愁。這可以理解成為矯情，也可以深層次的理解成所謂的迷茫。記住，無論是青春還是年華，一旦和迷茫扯上關(guān)系，接下來，坐以待斃，甘心平庸，就會成為主旋律，如病毒一樣侵襲每個(gè)人。我給大家說一個(gè)真實(shí)的故事：大學(xué)畢業(yè)后，步入社會，走入職場，順理成章。有一天，一個(gè)朋友給我打，講述著自己的困惑，對未來的迷茫。大概的內(nèi)容總結(jié)起來是這樣的；第一；在單位沒有存在感，工作乏味，賺錢不多。第二；不是很喜歡這個(gè)職位，和自己的專業(yè)不對口，沒有那么多興趣愛好。第三；每天工作內(nèi)容是不少，但都是細(xì)如牛毛的小事，沒什么意義。第四；覺得領(lǐng)導(dǎo)是難為自己，他們也沒有什么真才實(shí)學(xué)。說實(shí)話，我聽的有點(diǎn)累，但我還是耐心的聽到最后，給出真心實(shí)意的建議。那就是；別扯迷茫，你就是懶，說到底。這也許是許多人嘴里所謂的迷茫，那我倒是想問一問；工作，你真的用心做了嗎？你說你不喜歡它，你興趣愛好不在于此，但是，為什么一開始你選擇了？選擇了剛起步你就退縮了？你堅(jiān)持過嗎？你到底能堅(jiān)持什么？你說工作事情小，你又可以做多少大事呢？小事也沒做好，甚至不愿意去做，還不就是給懶惰找借口嗎？我真的很難發(fā)現(xiàn)，什么是你付出卻沒有一點(diǎn)回報(bào)的？你不說自己的懶散，給自己講理由，你如果真可以，那么領(lǐng)導(dǎo)的位置就是你的了，不是嗎？我知道；你們說的迷茫，是對不可控的未來，見不到希望的未來，看不到方向的未來，可是，說到底，還是未來，你腳踏實(shí)地的看當(dāng)下了嗎？很多人都在講選擇比努力還重要，你千萬別信，最大的謊言莫過于此。選擇，你沒有站在一個(gè)制高點(diǎn)，選擇不就是瞎蒙嗎？但是，你只要不懶散，去努力，還是有所實(shí)踐的，摸索中前進(jìn)。心里想的，明明是“不想做，不愿做”，嘴上卻說的理直氣壯?！安幌矚g”，不過就是你不努力的借口，“迷?！本褪悄闾颖艿睦碛伞＿@讓我想起了學(xué)生時(shí)代，考試前，覺得通不過，我好迷茫。感情談不明白，我好迷茫。同學(xué)關(guān)系，處理不好，我好迷茫。幾乎所有的不順心，所有事一旦遇到溝溝坎坎，就他媽迷茫，唉聲嘆氣是標(biāo)配，更可怕是動不動找人傾述?；仡^想想，都覺得可笑至極，還不要臉的說，那就是青春的味道，狗屁。你想過，為什么你的迷茫那么頻繁嗎？你為什么落后于別人嗎？你自認(rèn)為是不喜歡讀書，討厭考試，那不能說明自己的才學(xué)和能力，所以，寧愿打游戲，逃課，打籃球，在宿舍打撲克，但是，看到別人的成績，你卻眼紅，然后還裝作毫不在意。你竟想著把妹，扯犢子，談著毫不用心的戀愛，打發(fā)了自己的寂寞和空虛，浪費(fèi)著大好光陰。然后，喝上幾瓶啤酒，嘆息著；迷茫。所有的迷茫，都是因?yàn)閼?，懶得努力，懶得上進(jìn)，所以，考試不行，感情不順，工作不好，自己超級的差勁，還在那里，自以為是，聊以自慰，多可悲！懶其實(shí)分兩種；一種是行動上，一種是思維上。第一種幾乎是無可救藥，因?yàn)檎l也救不了自暴自棄的人，如果你懶著去做，那就代表，不是你不忙，而不是你壓根就不想忙。我們常常聽；好記性不如爛筆頭，其實(shí)講的就是不要懶。我想重點(diǎn)說第二種；看到許多人每天忙的焦頭爛額，成果甚微，那你要注意，是不是你的工作方式要改變呢，你的工作效率不高呢？是不是你應(yīng)該思考一下，勤思考，不要懶著思考，那更可怕，埋頭就干也要時(shí)刻總結(jié)。別人發(fā)奮圖強(qiáng)，你在偷懶。別人努力向上，你在放縱。于是，差距就出來了，一點(diǎn)點(diǎn)的出來了。你以為自己的迷茫，所有人都一樣，于是你理所應(yīng)當(dāng)?shù)耐祽?，而且認(rèn)為別人是自討苦吃，干嘛活的如此累？你還天真的以為你得了便宜。你卻不知道，在努力的路上，很多人是非常開心的。而你現(xiàn)在偷的懶，以后要用累來還。如果當(dāng)初怎樣？這是最可悲的的假設(shè)。你一直在迷茫，其實(shí)就是在懶，不想通過努力給自己增值，卻迷茫那不可知的未來，你輸?shù)牟皇强陀^因素，而是你自己。終于，你看見了很多人，很多年以后，熠熠生輝，頭戴光環(huán)，你卻忘記了人家背后的付出，而那時(shí)你在干嘛？在懶。如果你總覺得時(shí)間夠用，那說明你不偷懶，如果你覺得時(shí)間不夠用，那么說明你在偷懶。聽過了太多的迷茫，那都不是迷茫，都是懶。于是，有人立刻就反駁；努力了也一定的成功，這話無比正確，但是下一句呢？不努力一定成功不了。如果你懶，就去努力，別扯什么迷茫，讓人看不起。這是我見過最聰明的回答-沒有之一!1、在一次宴會上，馬克·吐溫與一位女士對坐，出于禮貌，說了一聲：您真漂亮！那位女士卻不領(lǐng)情，高傲地說：可惜我無法同樣來贊美您！馬克·吐溫委婉平和地說：那沒關(guān)系，你可以像我一樣，說一句謊話就行了。那位女士羞愧地低下了頭。感悟：你扔下的石頭，絆倒的往往是你自己。2、老鼠掉進(jìn)了半滿的米缸，意外讓它喜不自禁。確定沒有危險(xiǎn)后，它便開始了在米缸里吃了睡、睡了吃的生活。很快，米缸就要見底了，可它終究還是擺脫不了大米的誘惑，繼續(xù)留在缸里。最后，米吃完了，它才發(fā)現(xiàn)，跳出去只是夢想，一切都無能為力了……感悟：我們的生活看似平坦，其實(shí)到處都是危機(jī)。3、第一天，小白兔去釣魚，一無所獲。第二天，它又去釣魚，還是如此。第三天它剛到，一條大魚從河里跳出來，大叫：你要是再敢用胡蘿卜當(dāng)魚餌，我就扁死你！感悟：你給的都是你自己“想”給的，而不是對方想要的，活在自己世界里的付出，不值錢。4、一個(gè)朋友是醫(yī)生，一次癌癥手術(shù)，打開后發(fā)現(xiàn)切不了，只好再縫上。去和病人解釋情況，那病人農(nóng)村來的，聽不懂術(shù)語，堅(jiān)持認(rèn)為手術(shù)過了，病就好了。只好讓其出院，一年后回訪，真的好了，癌細(xì)胞消失了！感悟：樂觀的心態(tài)是最好的手術(shù)。5、那年，他坐在咖啡店等朋友，一位女孩走過來問：你是通過王阿姨的介紹來相親的嗎？他抬頭打量一下她，正是自己喜歡的類型，心想何不將錯(cuò)就錯(cuò)，于是忙答應(yīng)道：對，請坐。結(jié)婚當(dāng)天，他坦白，當(dāng)時(shí)自己不是去相親的。老婆笑，說：我也不是去相親的，只是找個(gè)借口和你搭訕……感悟：機(jī)遇來了，要毫不猶豫地抓住它。6、女生公開投票選班花，相貌平平的小梅發(fā)表演說：如果我當(dāng)選，再過幾年，在座的姐妹可以向自己先生驕傲地說，我上大學(xué)時(shí)，比班花還漂亮！結(jié)果，她全票當(dāng)選！感悟：說服別人支持你，不一定要證明比別人都優(yōu)秀，而是要讓別人覺得，因?yàn)橛心?，他們才變得更?yōu)秀、更有成就感。7、在高速行駛的火車上，一個(gè)老人不小心把剛買的新鞋從窗口掉了一只，周圍的人倍感惋惜，不料老人立即把第二只鞋也從窗口扔了下去。這個(gè)舉動讓人大吃一驚。老人解釋說：這一只鞋無論多么昂貴，對我而言已經(jīng)沒有用了，如果有誰能撿到一雙鞋子，說不定他還能穿呢！感悟：注定無法挽回的痛苦，不如早點(diǎn)放棄。開心一刻一、喜歡一女神，久追不下，就在昨天她找到我說，“你剪個(gè)光頭看看?！蔽倚南?，以為有戲，當(dāng)晚立馬剪了光頭？今天老子屁顛屁顛跑去找她，她問我，“剪了光頭啥感覺？”我想都沒想說道“涼快”她說“對啊，哪里涼快哪里呆著去啊”我艸。。。二、以前有個(gè)猴就偷了一個(gè)桃

[冷笑話]

有個(gè)賊偷水果被巡邏隊(duì)抓，要關(guān)起來，

那賊還理直氣壯的說：不就偷了20斤山竹，至于關(guān)起來嗎？

巡邏隊(duì)不慌不忙的說：以前有個(gè)猴就偷了一個(gè)桃，被關(guān)了500年。三、我是豬才怪

[冷笑話]

女同事罵男同事：“你是豬！”

男同事怒了，反駁道：“我是豬才怪??！”

于是，這幾天，女同事的語氣都很奇怪。

“豬才怪，去開會了！”

“豬才怪，在上廁所呢？”

“豬才怪，中午吃什么?。俊?/p>

男同事忍無可忍，對女同事大吼：“我不是豬才怪！”

四、豬八戒調(diào)戲嫦娥！

[冷笑話]

天蓬元帥調(diào)戲嫦娥，一怒之下，嫦娥將其告至玉帝！

玉帝問太