(完整版)唐山半橋代做畢業(yè)設(shè)計(jì)半橋計(jì)算機(jī)畢業(yè)設(shè)計(jì)半橋代做半.doc

1、緒論1.1概述隨著時代科技的迅猛發(fā)展，微電子學(xué)和計(jì)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。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(yàn)和應(yīng)用工程的自動化程度得以顯著提高。作為重量測量儀器，智能電子秤在各行各業(yè)開始顯現(xiàn)其測量準(zhǔn)確，測量速度快，易于實(shí)時測量和監(jiān)控的巨大優(yōu)點(diǎn)，并開始逐漸取代傳統(tǒng)型的機(jī)械杠桿測量稱，成為測量領(lǐng)域的主流產(chǎn)品。本文設(shè)計(jì)的電子秤以單片機(jī)為主要部件，用匯編語言進(jìn)行軟件設(shè)計(jì)，硬件則以半橋傳感器為主 , 測量

2、 0500g 電子秤，隨時可改變上限閾值，并達(dá)到閾值報(bào)警的功能。稱重傳感器輸出的電量是模擬量，數(shù)值比較小達(dá)不到 AD 轉(zhuǎn)換接收的電壓范圍。 所以送 AD 轉(zhuǎn)換之前要對其進(jìn)行前端放大、整形濾波等處理。然后， AD 轉(zhuǎn)換的結(jié)果才能送單片機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理并顯示。其數(shù)據(jù)顯示部分采用 LCD 顯示，成本低且能很好地實(shí)現(xiàn)所要求的功能。本次課設(shè)完成的電子秤的主要優(yōu)點(diǎn)是：1、實(shí)時測量與監(jiān)控。2、閾值修改與重設(shè)功能。3、超值報(bào)警功能。4、測量精度高。5、顯示速度快、準(zhǔn)確。本文設(shè)計(jì)的電子秤雖然是一個極其簡單的智能儀器，但是通過它可以更深入的了解智能儀器的工作原理以及其優(yōu)異的性能。1.2本文的主要內(nèi)容本文分為五章，第

3、一章主要介紹課題的產(chǎn)生背景和本文講述的主要內(nèi)容；第二章主要方案的論證，包括任務(wù)的分析實(shí)現(xiàn)、硬件和軟件的方案設(shè)計(jì)；第三章詳細(xì)介紹半橋電子秤的硬件設(shè)計(jì)；第四章講述半橋電子秤的軟件設(shè)計(jì)；第五章主要論述調(diào)試與分析過程。第 2章 方案論證2.1半橋電子秤的任務(wù)分析與實(shí)現(xiàn)211 設(shè)計(jì)任務(wù)利用 CSY-2000傳感器與檢測技術(shù)實(shí)驗(yàn)臺中的電阻應(yīng)變片式傳感器實(shí)驗(yàn)?zāi)０逋瓿煞Q重的傳感器部分。在傳感器的輸出端連接放大電路以及濾波整形電路，得到所要的在0 5V 之間的信號。本設(shè)計(jì)主要利用單片機(jī)實(shí)驗(yàn)箱（含AD轉(zhuǎn)換）、單片機(jī)仿真器等對傳感器輸出量進(jìn)行AD 轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)處理、顯示，并利用單片機(jī)控制蜂鳴器，實(shí)現(xiàn)超值報(bào)警功能。其中

4、， AD轉(zhuǎn)換采用 ADC0809，鍵盤顯示采用 8279，蜂鳴器由單片機(jī)的P1.1 口控制。技術(shù)指標(biāo)：（ 1）重量顯示為 XXX.Xg 。（ 2）測重范圍： 0500g。212 任務(wù)的分析與實(shí)現(xiàn)方框圖如下：圖 2-1硬件原理框圖由于電阻絲在外力作用下發(fā)生機(jī)械變形時，其電阻值發(fā)生變化，從而引起電壓發(fā)生變化，即電橋的輸出電壓反映了相應(yīng)的受力狀態(tài)。利用半橋傳感器測應(yīng)力的變化，可以間接的測量物體的質(zhì)量。傳感器測出的信號經(jīng)過放大電路、整形濾波電路進(jìn)入AD 放大器、單片機(jī)，最后通過單片機(jī)運(yùn)行軟件程序進(jìn)行計(jì)算， 最后送交 LCD顯示器顯示。原理框圖如圖 2-1 所示。2.2 半橋電子秤的硬件方案設(shè)計(jì)首先由圖

5、 2-2 了解電子秤的構(gòu)成：圖 2-2 電子秤的構(gòu)成原理圖根據(jù)任務(wù)的要求，半橋電子秤的硬件部分分成以下幾個部分：1測量部分 : 用半橋傳感器和振動臺實(shí)現(xiàn)從非電量（質(zhì)量）到電量（電壓）的轉(zhuǎn)換即。2調(diào)理電路：主要指由雙運(yùn)放組成的運(yùn)算放大電路。由于半橋傳感器的輸出電壓比較小，只有幾個毫伏，而AD 轉(zhuǎn)換器要求的電壓在0V-5V之間 , 而放大電路的增益是可調(diào)的，故運(yùn)用運(yùn)算放大電路將電壓信號放大到所要求的的范圍。傳感器的輸出信號，在實(shí)驗(yàn)條件下會產(chǎn)生噪聲，為了避免干擾消除噪聲，就需要濾波電路。3AD 轉(zhuǎn)換部分：計(jì)算機(jī)所能處理的是二進(jìn)制的數(shù)字量，而傳感器經(jīng)過放大器出來的信號是模擬量，計(jì)算機(jī)不能處理，所以需要

6、一個AD 轉(zhuǎn)換電路完成從模擬量到數(shù)字量的轉(zhuǎn)換。4單片機(jī)：采集的信號要進(jìn)行顯示，閾值要進(jìn)行比較等都要經(jīng)過單片機(jī)的處理。單片機(jī)主要完成數(shù)據(jù)處理，使顯示值與稱重值對應(yīng)。同時對鍵盤輸入閾值進(jìn)行顯示并與AD值比較，控制蜂鳴器進(jìn)行報(bào)警。5鍵盤顯示電路：閾值設(shè)定與稱重值顯示。6報(bào)警電路部分：在所秤質(zhì)量超過設(shè)定閾值時，報(bào)警電路工作，蜂鳴器報(bào)警。應(yīng)變式傳感器半橋式連接圖2-3：圖 2-3應(yīng)變式傳感器半橋式連接圖2.3半橋電子秤的軟件方案設(shè)計(jì)根據(jù)模塊化設(shè)計(jì)程序的思想設(shè)計(jì)程序，其中包括：監(jiān)控子程序的設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)處理子程序的設(shè)計(jì)、 數(shù)據(jù)采集子程序的設(shè)計(jì)、 鍵盤掃描子程序的設(shè)計(jì)、顯示子程序的設(shè)計(jì)、報(bào)警子程序的設(shè)計(jì)幾大部分

7、。監(jiān)控程序?qū)崟r監(jiān)測測量值的范圍，若超出閾值則調(diào)用報(bào)警子程序，實(shí)現(xiàn)報(bào)警，它是實(shí)現(xiàn)超值報(bào)警功能的關(guān)鍵部分。傳感器輸出值與顯示值之間有一定的對應(yīng)關(guān)系。AD采樣值為十六進(jìn)制數(shù)， LCD顯示需要 BCD碼，所以數(shù)制之間需要轉(zhuǎn)換。這些過程都需要通過數(shù)據(jù)處理子程序來完成。數(shù)據(jù)采集子程序是控制AD 轉(zhuǎn)換的程序，通過它啟動轉(zhuǎn)換，并將采集的數(shù)據(jù)存入數(shù)據(jù)存儲區(qū)。這是數(shù)字化電子秤的關(guān)鍵。鍵盤掃描子程序?qū)崟r監(jiān)視鍵盤是否有有重設(shè)閾值的要求，實(shí)現(xiàn)對鍵盤閾值重新設(shè)定的需求。并將鍵盤掃描值保存、顯示。鍵盤是電子秤的主要控制部件，不同按鍵又有不同的功能定義，“ 0 9”為數(shù)據(jù)區(qū)，“ F”返回重新設(shè)置閾值界面。 “E”為確定閾值輸

8、入。 ”D”為進(jìn)入設(shè)置閾值界面。顯示子程序是將測量結(jié)果送顯示器顯示。是電子秤的窗口部件。NYY圖 2-4軟件原理框圖第 3 章 半橋電子秤的硬件設(shè)計(jì)3.1傳感器的選擇3.1.1應(yīng)變式電阻傳感器的測量原理。應(yīng)變式電阻傳感器的工作原理：當(dāng)導(dǎo)體或半導(dǎo)體受到外力作用時，會產(chǎn)生機(jī)械變形，從而導(dǎo)致阻值變化。導(dǎo)體與半導(dǎo)體的電阻與電阻率及其幾何尺寸有關(guān)。當(dāng)導(dǎo)體受外力作用時，電阻率及幾何尺寸的變化會引起電阻的變化。因此，通過測量電阻值的大小，就可以反映外界力的大小。電阻型應(yīng)變片傳感器的測量電路可采用橋式測量電路。橋式測量電路有四個電阻，其中任何一個電阻均可以是應(yīng)變片。圖 3-1 橋式測量電路圖電橋平衡，即輸出電

9、壓為0 時的條件是： = 。若即電橋不平衡時，電橋輸出電壓：=(-)(+)(+)（3-1 ）如能恰當(dāng)選擇各橋臂的電阻，可消除電橋的恒定輸出，使輸出電壓只與應(yīng)變片的電阻有關(guān)。每當(dāng)橋的變化遠(yuǎn)小于本身阻值，即時，可得輸出電壓為： =（-+- ）（3-2 ）3.1.2傳感器的分類和選擇應(yīng)變片式電阻傳感器按其測量電路（橋式）可分為單臂式、半橋式、全橋式三種。所謂半橋，即將電橋的四臂接入四應(yīng)變片。其中：一片受拉，一片受壓，另外兩應(yīng)變片不受力。全橋是兩片受拉，兩片受壓，故靈敏度比半橋式的大一倍。本方案采用半橋式傳感器。3.2放大電路的設(shè)計(jì)傳感器輸出電壓為毫伏級， 而 AD轉(zhuǎn)換器所能處理的電壓是 05V，所以

10、必須在 AD 轉(zhuǎn)換器前加入一個前置差動放大電路以實(shí)現(xiàn)電壓的放大，放大倍數(shù)為 100 200 倍，使輸出電壓為 0 5V。由于單運(yùn)放在應(yīng)用中要求外圍電路匹配精度高、增益調(diào)整不便、差動輸入阻抗低，故采用三運(yùn)放結(jié)構(gòu)。三運(yùn)放結(jié)構(gòu)具有差動輸入阻抗高、 共膜抑制比高、 偏置電流低等優(yōu)點(diǎn)，且有良好的溫度穩(wěn)定性，低噪單端輸出和和增益調(diào)整方便，適于在傳感器電路中應(yīng)用。如圖 3-2 所示，圖中為增益調(diào)節(jié)電阻，整個芯片僅為外接電阻，而運(yùn)放為增益為 1 的差動輸入放大器。利用理想運(yùn)放條件可列寫方程。設(shè)流過的電流為：=再由、的虛短可知：=所以 =又 =-故 =（ - ）（1+2）所以=1+2（3-3 ）可以看出三運(yùn)放增

11、益只與取值有關(guān)。圖 3-2 放大電路硬件原理圖3.3采集電路的設(shè)計(jì)3.3.1數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的組成數(shù)據(jù)采集的核心是計(jì)算機(jī)，它對整個系統(tǒng)進(jìn)行控制和數(shù)據(jù)處理。它由采樣保持器、放大器、AD轉(zhuǎn)換器、計(jì)算機(jī)等組成。圖 3-3數(shù)據(jù)采樣系統(tǒng)框圖3.3.2數(shù)據(jù)采樣保持器進(jìn)行模數(shù)變換時，從啟動變換到變換結(jié)束的數(shù)字量輸出，需要一定的時間，即 AD 轉(zhuǎn)換的孔徑時間。當(dāng)輸入信號頻率較高，由于孔徑時間的存在，會造成較大的轉(zhuǎn)換誤差；為了防止誤差需在中間加一個功能器件采樣保持器，進(jìn)行有效、正確的數(shù)據(jù)采集。采樣保持器通常由保持電容器、模擬開關(guān)和運(yùn)算放大器組成。其中對于低速場合可以采用繼電器作為開關(guān)以減小開關(guān)漏電流的影響；在高速場

12、合也可以用晶體管、場效應(yīng)管來作為開關(guān)。采樣保持器的原理： 如圖，當(dāng)開關(guān)閉合時， V1 通過限電流電阻向電容 C 充電，在電容值合理的情況下， V0 隨 Vi 的變化而變化；當(dāng) K 斷開時，由于電容 C 有一定的容量，此時輸出 V0 保持輸入信號再開斷開瞬間的電平值。在模擬信號輸入通道中，是否需要加采樣保持器，取決于模擬信號的變化頻率和 AD 轉(zhuǎn)換器的孔徑時間；對快速過程信號，當(dāng)最大孔徑誤差超過允許值時，必須在 AD 轉(zhuǎn)換器前加采樣保持器。但如果輸入模擬量是直流量或者被測信號模擬量隨時間變化非常緩慢，采樣保持（ SH）電路可以省去。3.3.3 AD 轉(zhuǎn)換器設(shè)計(jì)中 AD轉(zhuǎn)換器用的是 ADC0809

13、 AD轉(zhuǎn)換器，它是8 路 8 位逐次逼近式轉(zhuǎn)換器，結(jié)果為8 位二進(jìn)制數(shù)據(jù)，轉(zhuǎn)換時間短（一般在級），滿足題目要求的“實(shí)時采樣” ，并且它的轉(zhuǎn)換精度在0.1%上下，比較適中，適用于一般場合。由圖 3-5 可見，單片機(jī)通過讀控制線WR和 0809 片選線控制啟動AD轉(zhuǎn)換及輸入通道地址鎖存，寫控制線 WR與 ADC0809片選線控制輸出允許。由于 ADC0809具有通道地址鎖存功能，通道選擇 ADD.A、ADD.B、ADD.C直接接單片機(jī)的數(shù)據(jù)口。 模擬電壓由 IN0 通道輸入， AD采樣電壓在 0 5v 之間變化。所模擬通道IN0 地址口為 0AOOOH，但是 ADC0809無內(nèi)置時鐘，所以 CLO

14、CK由外部時鐘信號控制。圖 3-5 AD 轉(zhuǎn)換器與單片機(jī)的接口電路3.4顯示電路的設(shè)計(jì)顯示部分可以將處理得出的信號在顯示器上顯示，讓人們直觀的看到被測體的質(zhì)量，也可以進(jìn)行報(bào)警提示。LCD 液晶顯示器是一種極低功耗顯示器，從電子表到計(jì)算器，從袖珍時儀表到便攜式微型計(jì)算機(jī)以及一些文字處理機(jī)都廣泛利用了液晶顯示器。本設(shè)計(jì)采用的顯示模塊是12864 點(diǎn)陣的漢字圖形型液晶顯示模塊，可顯示漢字及圖形， 內(nèi)置 8192 個中文漢字（ 16X16點(diǎn)陣）、128 個字符（8X16點(diǎn)陣）及 64X256點(diǎn)陣顯示 RAM（GDRAM）?？膳c CPU直接接口，提供兩種界面來連接微處理機(jī)： 8- 位并行及串行兩種連接方

15、式。具有多種功能：光標(biāo)顯示、畫面移位、睡眠模式等。3.5鍵盤電路的設(shè)計(jì)利用鍵盤可選擇電子秤工作模式、設(shè)定測量上限等。鍵盤部分采用矩陣式的鍵盤，采用這種結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)是把檢測線分為兩組，一組為行線，一組為列線，按鍵放在行線和列線的交叉點(diǎn)上。矩陣式的鍵盤的優(yōu)點(diǎn)是需要的測試線的數(shù)量少，對于一個M N 的矩陣鍵盤與主機(jī)連接只需要M+N條測試線，這樣鍵盤的規(guī)模越大，矩陣時鍵盤的有點(diǎn)越顯著，當(dāng)需要的按鍵數(shù)目大于 8 時，一般都采用矩陣式鍵盤。圖 3-6 矩陣式鍵盤結(jié)構(gòu)圖3.6報(bào)警電路的設(shè)計(jì)報(bào)警電路是超過閾值設(shè)定的范圍， 單片機(jī)輸出信號驅(qū)動蜂鳴器發(fā)聲報(bào)警。如圖 3-8 所示。當(dāng) BELL 端為低電平時， 有電流

16、通過蜂鳴器， 蜂鳴器報(bào)警。反之，當(dāng) BELL 端為高電平時， 不報(bào)警。即當(dāng)電壓值超過預(yù)定值時，電路報(bào)警。這里設(shè)定當(dāng)超過質(zhì)量上限時通過軟件使8031 的 P1.0 口清零，再用 P1.0 口出來的低電平信號連接至BELL 端驅(qū)動蜂鳴器發(fā)聲報(bào)警。圖 3-8 報(bào)警電路第 4 章 半橋電子秤的軟件設(shè)計(jì)4.1引言軟件設(shè)計(jì)一般按下列步驟進(jìn)行：即先分析儀器系統(tǒng)對軟件的要求；然后在此基礎(chǔ)上進(jìn)行軟件總體設(shè)計(jì)，包括程序整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和對程序進(jìn)行模塊化設(shè)計(jì)，模塊化設(shè)計(jì)即將程序劃分為若干個相對獨(dú)立的模塊；接著畫出每一個專用模塊的詳細(xì)流程圖，并選擇合適的語言編寫程序；最后按照軟件總體設(shè)計(jì)時給出的結(jié)構(gòu)框圖，將各模塊連接成一

17、個完整的程序。在主程序的設(shè)計(jì)中要合理地調(diào)用各模塊程序，特別注意各模塊的入口、出口及對硬件的、資源占用情況。采用模塊化設(shè)計(jì)方法以后依據(jù)儀表的功能要求將軟件的初始化模塊、轉(zhuǎn)換模塊、顯示模塊、比較報(bào)警模塊、鍵盤輸入模塊、鍵功能處理模塊、延時模塊。分別進(jìn)行設(shè)計(jì)和調(diào)試，然后把它們連接起來，進(jìn)行總調(diào)。而硬件分成主機(jī)、 過程通道、人機(jī)聯(lián)系部件、 通信接口和電源等模塊。模塊化設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)是：無論是硬件還是軟件，每一個模塊都相對獨(dú)立，故能獨(dú)立地進(jìn)行設(shè)計(jì)、研制、調(diào)試和修改，從而使復(fù)雜的工作得以簡化。模塊之間的相互獨(dú)立也有助于研制任務(wù)的分解和設(shè)計(jì)人員之間的分工合作，這樣可提高工作效率和儀表的研制速度。上述各種軟、硬件

18、模塊的研制調(diào)試完成之后，還需要將它們按一定的方法連接起來， 才能構(gòu)成完整的儀表，以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、傳輸、處理和輸出等各種功能。軟件模塊的連接，一般是通過監(jiān)控主程序調(diào)用各種功能模塊，或采用中斷的方法實(shí)時地執(zhí)行相應(yīng)的服務(wù)模塊來實(shí)現(xiàn)，并且按功能層次繼續(xù)調(diào)用下一級模塊。模塊之間的聯(lián)系是由數(shù)據(jù)接口（數(shù)據(jù)緩沖器和標(biāo)志狀態(tài)）來完成的。硬件模塊的連接，是通過商業(yè)化的模板進(jìn)行連接完成的。4.2 監(jiān)控程序的設(shè)計(jì)智能儀器的設(shè)計(jì)既要滿足設(shè)定的功能的完成如計(jì)算等功能的任務(wù)功能程序，也要有可以監(jiān)控儀器儀表正工作，保證其可靠性方面的監(jiān)控程序。整個智能儀器的測量都是智能儀器自動完成的，所以設(shè)計(jì)一套功能完備的監(jiān)控程序是必須的也是

19、必要的。監(jiān)控程序的主要作用是實(shí)時的響應(yīng)來自系統(tǒng)的各種信息，按信息的類別進(jìn)行處理；當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，能自動的采取有效的措施，消除故障，保證系統(tǒng)能夠繼續(xù)進(jìn)行正常工作。4.3數(shù)據(jù)處理子程序的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)處理子程序是整個程序的核心。主要用來調(diào)整輸入值系數(shù)，使輸出滿足量程要求。另外完成AD 的采樣結(jié)果從十六進(jìn)制數(shù)向十進(jìn)制數(shù)形式轉(zhuǎn)化。431 系數(shù)調(diào)整在 IN0 輸入的數(shù)最大為 5V，要求的質(zhì)量 500g 對應(yīng)的是 4.8V ，為十六進(jìn)制向十進(jìn)制轉(zhuǎn)換方便，將系數(shù)放大 100 倍。并用小數(shù)點(diǎn)位置的變化體現(xiàn)這一過程。因而系數(shù)為：432 數(shù)制轉(zhuǎn)換數(shù)制之間的轉(zhuǎn)換：在二進(jìn)制數(shù)制中，每向左移一位表示數(shù)乘二倍。以每四位作為一

20、組對數(shù)分組，當(dāng)?shù)谒奈幌虻谖逦贿M(jìn)位時，數(shù)由8 變到 16，若按十進(jìn)制數(shù)制規(guī)則讀數(shù)，則丟失6，所以應(yīng)進(jìn)行加六調(diào)整。DA指令可完成這一調(diào)整?？梢姅?shù)制之間的轉(zhuǎn)換可以通過移位的方法實(shí)現(xiàn)。其中，移出數(shù)據(jù)的保存可以通過自乘再加進(jìn)位的方法實(shí)現(xiàn)，因?yàn)槌硕硎咀笠埔晃唬?左移后，低位進(jìn)一，則需加一。否則，加零。而通過移位已將要移入的尾數(shù)保存在了進(jìn)位位中，所以能實(shí)現(xiàn)。圖 4-2 數(shù)據(jù)處理原理框圖4.4數(shù)據(jù)采集子程序的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)采集用 AD0809 芯片來完成，主要分為啟動、讀取數(shù)據(jù)、延時等待轉(zhuǎn)換結(jié)束、讀出轉(zhuǎn)換結(jié)果、存入指定內(nèi)存單元、繼續(xù)轉(zhuǎn)換（退出）幾個步驟。ADC0809初始化后， 就具有了將某一通道輸入的05 模擬

21、信號轉(zhuǎn)換成對應(yīng)的數(shù)字量00H FFH，然后再存入8031 內(nèi)部 RAM的指定單元中。在控制方面有所區(qū)別?？梢圆捎贸绦虿樵兎绞?，延時等待方式和中斷方式。圖 4-3 數(shù)據(jù)采集子程序原理框圖4.5 顯示子程序的設(shè)計(jì)顯示子程序是字符顯示， 首先調(diào)用事先編好的8279 的鍵盤顯示子程序： 調(diào)用 8279 初始化命令，然后輸出寫顯示命令。 在顯示過程中一定要調(diào)用延時子程序。當(dāng)輸入通道采集了一個新的過程參數(shù)，或儀表操作人員鍵入一個參數(shù)，或儀表與系統(tǒng)出現(xiàn)異常情況時顯示管理軟件應(yīng)及時調(diào)用顯示驅(qū)動程序模塊，以更新當(dāng)前的顯示數(shù)據(jù)顯示符號。為了是過程信息、按鍵內(nèi)容與顯示緩沖器相銜接，設(shè)計(jì)人員可在用戶 RAM 區(qū)開辟一

22、個數(shù)據(jù)緩沖區(qū)，作為顯示管理模塊與其他功能模塊的數(shù)據(jù)接口。4.6鍵盤掃描子程序的設(shè)計(jì)如圖 4-5 所示：鍵盤電路設(shè)計(jì)成如圖3.5.1 的 4X4 矩陣式，由鍵盤的編碼方式可以得出A,B,C,D,E,F各鍵對應(yīng)的鍵值：0D8H,0D0H,0D1H,0D2H,0C8H,0C9H,0CAH,0C0H,0C1H,0C2H，0C3H,0CBH,0D3H,0DBH,0DAH,0D9H。在程序中可以先判斷按鍵編碼，然后根據(jù)編碼將鍵盤代表的數(shù)值送到相應(yīng)的存儲單元，再進(jìn)行功能選擇或數(shù)據(jù)處理。圖4-5 鍵盤掃描程序原理框圖4.7 報(bào)警子程序的設(shè)計(jì)由于要求要鍵盤設(shè)定閾值，所以要求有報(bào)警電路，報(bào)警電路可以有聲報(bào)警也可有

23、光報(bào)警，將設(shè)定的閾值與實(shí)時顯示的值進(jìn)行比較，如果設(shè)定值小于實(shí)時顯示的值，則將P1.0 置為 1，將發(fā)光二極管點(diǎn)亮，或使蜂鳴器發(fā)出聲音。這就需要一段比較程序以及一小段置1清 0程序。圖 4-6 報(bào)警子程序框圖第 5 章 調(diào)試與分析5.1調(diào)試系統(tǒng)簡介調(diào)試包括硬件調(diào)試、軟件調(diào)試和樣機(jī)調(diào)試。軟件的調(diào)試和硬件的調(diào)試都是獨(dú)立進(jìn)行的，軟件部分包括監(jiān)控子程序、數(shù)據(jù)采集子程序、數(shù)據(jù)處理子程序、顯示子程序、鍵盤掃描子程序、報(bào)警子程序。軟件調(diào)試中需要用到的測量信號可以用仿真實(shí)驗(yàn)臺上的電壓信號進(jìn)行模擬，而不需要進(jìn)行硬件的連接。同樣硬件部分的調(diào)試也是不需要軟件連接而獨(dú)立進(jìn)行的。當(dāng)軟件調(diào)試和硬件調(diào)試都正確無誤的時候，就可

24、以進(jìn)行連接調(diào)試，在調(diào)試中繼續(xù)找出單獨(dú)調(diào)試中無法指出的故障，反復(fù)進(jìn)行修改軟件、修改硬件設(shè)計(jì)的工作，直到所設(shè)計(jì)的電子秤顯示數(shù)據(jù)與理想數(shù)據(jù)誤差不大。最后進(jìn)行軟件的固化與整機(jī)的組裝工作。5.2調(diào)試故障及原因分析故障一：傳感器顯示電壓示數(shù)范圍與要求的LCD顯示器的質(zhì)量示數(shù)范圍不符。原因分析：沒有選擇好轉(zhuǎn)換系數(shù)，使質(zhì)量范圍不能滿足要求。解決方法：修改程序中的轉(zhuǎn)換子程序部分，在進(jìn)制轉(zhuǎn)換時計(jì)算出轉(zhuǎn)換系數(shù)值。故障二：經(jīng)過放大器的傳感器信號不穩(wěn)定，且不滿足設(shè)定的放大倍數(shù)。原因分析：信號不穩(wěn)定是由于傳感器精度不夠準(zhǔn)確，以及連線時線路不穩(wěn)定等因素的影響；不滿足放大倍數(shù)是由于放大器選擇不合適，導(dǎo)致不能滿足設(shè)定的放大倍數(shù)

25、。解決方法：選擇精度高的傳感器，預(yù)先計(jì)算好運(yùn)放放大倍數(shù)，以便于選擇合適的運(yùn)算放大器。結(jié)論隨著集成電路和計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展，使電子儀器的整體水平發(fā)生巨大變化，傳統(tǒng)的儀器逐步的被智能儀器所取代。智能儀器的核心部件是單片機(jī)，因其極高的性價比得到廣泛的應(yīng)用與發(fā)展，從而加快了智能儀器的發(fā)展。而傳感器作為測控系統(tǒng)中對象信息的入口，越來越受到人們的關(guān)注。傳感器好比人體“五官”的工程模擬物，它是一種能將特定的被測量信息（物理量、化學(xué)量、生物量等）按一定規(guī)律轉(zhuǎn)換成某種可用信號輸出的器件或裝置。本次課設(shè)中的半橋電子秤就是在以上儀器的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)而成的。因此，只有充分了解有關(guān)智能儀器、單片機(jī)、傳感器以及各部分之間的

26、關(guān)系才能達(dá)到要求。首先是傳感器的精密度，它將直接影響電子秤的稱重準(zhǔn)確度。課設(shè)時由于傳感器發(fā)出的信號不是很穩(wěn)定，所以稱重時誤差很大。如果使用精密度較高的傳感器，效果會好的多。其次是數(shù)據(jù)采集處理階段，此階段是對傳感器發(fā)出的信號進(jìn)行量化、采集，主要分為信號放大、采集，然后進(jìn)行 AD 轉(zhuǎn)換。該階段需注意的地方是對傳感器輸出的信號進(jìn)行放大時，應(yīng)選取合適的運(yùn)算放大電路。最好是預(yù)先計(jì)算好應(yīng)放大的倍數(shù)，以便選取。還有就是進(jìn)行數(shù)據(jù)處理時，選取適當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)轉(zhuǎn)換系數(shù)，使輸出滿足量程要求。最后是結(jié)果的顯示。本次設(shè)計(jì)使用 LCD液晶顯示器，顯示效果較好。本次課設(shè)給我最大的啟示是要敢于進(jìn)行大膽的嘗試，還有就是要有科學(xué)的嚴(yán)謹(jǐn)

27、的態(tài)度，這是做好本次課設(shè)所必需的。當(dāng)然，最重要的還是堅(jiān)實(shí)的知識做基礎(chǔ)，這樣當(dāng)你遇到各種問題時才能用最快的速度解決。參考文獻(xiàn)1 趙茂泰 . 智能儀器原理及應(yīng)用 . 電子工業(yè)出版社， 2004：2 張毅剛 .MCS-51 單片機(jī)應(yīng)用設(shè)計(jì) . 哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，2003：3 賈伯年，俞樸 . 傳感器技術(shù) . 東南大學(xué)出版社， 2000：33-624 單成祥 . 傳感器理論設(shè)計(jì)基礎(chǔ)及其應(yīng)用. 國防工業(yè)出版社， 1999：78-1335 李道華，李玲，朱艷 . 傳感器電路分析與設(shè)計(jì) . 武漢大學(xué)出版社， 2000：61-88附錄 1 半橋電子秤硬件系統(tǒng)原理圖附錄 2 半橋電子秤軟件程序清單; 定義

28、中文 LCD液晶 128X64 的地址W_C_GLCDXDATA0E000HW_D_GLCDXDATA0E001HR_B_GLCDXDATA0E002HR_D_GLCDXDATA0E003H;TIMER0DATA 30H ;延時時間的初值TIMER1DATA 31H ;調(diào)用延時子程序的次數(shù)DATA1DATA 32H ;點(diǎn)陣顯示的變量1DATA2DATA 33H ;點(diǎn)陣顯示的變量2XDATA 34H ;X方向的位置YDATA 35H ;Y方向的位置COUNTER DATA 36H ;計(jì)數(shù)器NDATA 37H ;行數(shù)變量D1DATA 38H ;點(diǎn)變量 1D2DATA 39H ;點(diǎn)變量 1ADDRD

29、ATA 3AH ;起始的顯示位置ADDR1DATA 3BH ;起始的顯示位置臨時變量N1DATA 3CH ;行數(shù)的臨時變量;*;*主程序開始;*ORG0000HAJMPSTARTORG0030HSTART: CLR P1.0SETBP1.1MOVSP,#60HLCALL INITIAL_GLCD ;調(diào)用 LCD初始化LCALLKAIJI;顯示開機(jī)畫面LCALLDELAY500LCALLDELAY500LCALLDELAY500LCALLTISHI;顯示主界面LCALLINI_8279; -; 判斷是否繼續(xù); -KEY_A: MOV DPTR,#8101H; 8101H為 8279 命令MOVX

30、;讀狀態(tài)字ANL A,#07H;判斷低三位是否為 0CJNEA,#00H,LP1;不為 0（有鍵按下）則跳轉(zhuǎn)SJMPKEY_A;為 0（沒鍵按下）則繼續(xù)查詢LP1:MOVDPTR,#8100H; 8100H為 8279 數(shù)據(jù)口MOVX;讀鍵值CJNEA,#0DBH,KEY_A ;判斷是否按 D 鍵AJMPK1K1:LCALLYUZHI;閾值設(shè)定LCALLcelianjieguo;結(jié)果顯示界面LCALLCELIANGJIEGUO;結(jié)果顯示AJMP$;*;*主程序開始;*;=; 各界面顯示內(nèi)容;=DHTABLE1: DB歡 迎 使用 DHTABLE2: DB半橋電子秤DHTABLE3: DB設(shè)計(jì)人

31、 : x x x DHTABLE4: DB時間： xxxx DHTABLE5: DB*DHTABLE6: DB設(shè)置報(bào)警上限D(zhuǎn)HTABLE7: DB確定 DHTABLE8: DB請按D鍵DHTABLE9: DBDHTABLE10: DB報(bào)警上限重量 : DHTABLE11: DB. g DHTABLE12: DB確定 (E) CELIANG1: DB電子秤 CELIANG2: DB重量是:CELIANG3: DB. g CELIANG4:DB返回 (F) ;=; 開機(jī)界面子程序;=KAIJI:MOVADDR1,#00H;第一行顯示MOVN1,#08H;數(shù)量8個MOVDPTR,#DHTABLE1;

32、需要顯示的漢字位置CALLDHZ;調(diào)用漢字子序MOVMOVADDR1,#10H;N1,#08HMOVDPTR,#DHTABLE2CALLDHZ第二行顯示MOVADDR1,#08H;第三行顯示MOVN1,#08HMOVDPTR,#DHTABLE3CALLDHZMOVADDR1,#18H;第四行顯示MOVN1,#08HMOVDPTR,#DHTABLE4CALLDHZRET;=; 提示界面子程序;=TISHI:LCALLCLEAR_GLCD;MOVADDR1,#00HMOVN1,#08HMOVDPTR,#DHTABLE5CALLDHZMOVADDR1,#10HMOVN1,#08HMOVDPTR,#D

33、HTABLE6CALLDHZMOVADDR1,#08HMOVN1,#08HMOVDPTR,#DHTABLE7CALLDHZMOVADDR1,#18HMOVN1,#08HMOVDPTR,#DHTABLE8CALLDHZ清除LCD顯示屏幕RET;=; 閾值設(shè)定界面子程序;=SHEDING:LCALLCLEAR_GLCDMOVADDR1,#00HMOVN1,#08HMOVDPTR,#DHTABLE9CALLDHZMOVADDR1,#10HMOVN1,#08HMOVDPTR,#DHTABLE10CALLDHZMOVADDR1,#08HMOVN1,#08HMOVDPTR,#DHTABLE11CALLDH

34、ZMOVADDR1,#18HMOVN1,#08HMOVDPTR,#DHTABLE12CALLDHZRET;=; 測量界面子程序;=celianjieguo:LCALLCLEAR_GLCDMOVADDR1,#00HMOVN1,#08HMOVDPTR,#CELIANG1CALLDHZMOVADDR1,#10HMOVN1,#08HMOVDPTR,#CELIANG2CALLDHZMOVADDR1,#08HMOVN1,#08MOVDPTR,#CELIANG3CALLDHZMOVADDR1,#18HMOVN1,#08MOVDPTR,#CELIANG4CALLDHZRET;=;8279 初始化子程序;=IN

35、I_8279:MOVDPTR,#8101HMOVA,#00HMOVXDPTR,AMOVA,#32HMOVXDPTR,AMOVA,#0DFHMOVXDPTR,ARET;=; 鍵盤設(shè)定閾值子程序;=YUZHI:LCALLSHEDINGMOV44H,#00H; 44H單元存按鍵次數(shù)，先清 0;*鍵盤按鍵存儲空間*MOV55H,#00H;存入四次按鍵值MOV56H,#00HMOV57H,#00HMOV58H,#00HMOV50H,#00H;存閾值百位MOV51H,#00H;存閾值十位和個位MOV52H,#00H;存閾值小數(shù)位;*KEY_09:MOV DPTR,#8101H ;判斷是否有鍵按下MOVXA

36、NLCJNEAJMPA,#07HA,#00H,LPP1KEY_09; 各個鍵的處理; -LPP1:MOVDPTR,#8100HMOVXB0:CJNEA,#0D8H,B1AJMPKK0B1:CJNEA,#0D0H,B2AJMPKK1B2:CJNEA,#0D1H,B3AJMPKK2B3:CJNEA,#0D2H,B4AJMPKK3B4:CJNEA,#0C8H,B5AJMPKK4B5:CJNEA,#0C9H,B6AJMPKK5B6:CJNEA,#0CAH,B7AJMPKK6B7:CJNEA,#0C0H,B8AJMPKK7B8:CJNEA,#0C1H,B9AJMPKK8B9:CJNEA,#0C2H,BE

37、AJMPKK9BE:CJNEA,#0DAH,YUZHIAJMPKKEKK0:MOV5BH,#00H; 5BH存鍵值A(chǔ)JMPCOUNT_1KK1:MOV5BH,#01HAJMPCOUNT_1KK2:MOV5BH,#02HAJMPCOUNT_1KK3:MOV5BH,#03HAJMPCOUNT_1KK4:MOV5BH,#04HAJMPCOUNT_1KK5:MOV5BH,#05HAJMPCOUNT_1KK6:MOV5BH,#06HAJMPCOUNT_1KK7:MOV5BH,#07HAJMPCOUNT_1KK8:MOV5BH,#08HAJMPCOUNT_1KK9:MOV5BH,#09HAJMPCOUNT

38、_1KKE:AJMP END_PCOUNT_1:MOV A,44H; 44H存按鍵次數(shù)INC AMOV44H,ACJNEA,#05H ,CW1;按鍵次數(shù)是否達(dá)到4 次AJMPYUZHI;五次按鍵則重設(shè)閾值CW1:ADDA,#54H;鍵盤按鍵存儲空間CW2:MOVR0,ACLRAMOVA,5BHMOVR0,ALCALLPRO_SHOWAJMPKEY_09RET;=; 各次報(bào)警值按鍵處理子程序;=PRO_SHOW:NOPPR_1:CLRA;一次按鍵MOVA,44HCJNEA,#01H,PR_2MOVR0,#55HMOVSUBBA,#05HJNCSSMOV51H,55HMOVA,55HMOVADDR1,#0AHLCALLSHUZIXIANSHISJMPEND_PPR_2:CLRA;二次按鍵MOVA,44HCJNEA,#02H,PR_3CLRAMOVA,55HSWAPAADDA,56HMOV51H,AMOVA,55HMOVADDR1,#09HLCALLSHUZIXIANSHIMOVA,56HMOVADDR1,#0AHLCALLSHUZIXIANSHIAJMPEND_PPR_3:CLR A;三次按鍵MOVA,