智能電子稱整體設(shè)計方案案例

1、整體設(shè)計方案選擇根據(jù)1.3中的設(shè)計目標(biāo)，本電子秤包含有主控模塊，重量測試模塊，顯示模 塊，鍵盤輸入模塊，以及可能有的報警檢測模塊等，系統(tǒng)的工作原理如下圖所示:圖2.1系統(tǒng)簡易工作原理圖硬件選擇及其功能設(shè)計思路單片機主控芯片的選擇在單片機的主控芯片使用上我選擇的是STC89C52,這是一款STC公司出產(chǎn) 的芯片，以8051為內(nèi)核，內(nèi)部含有Flash EPROM存儲器，是一種非常出色的CMOS 產(chǎn)品，內(nèi)部存儲空間達(dá)到2KB,價格和存儲空間都處在相對適中的區(qū)間內(nèi)，符合 一般市場使用的情況,，它的低耗能是這款芯片的大優(yōu)勢，具有很多普通單片機 所不具有的特殊附加功能，這款芯片能讓我們靈活的處理問題，創(chuàng)造

2、各種行之有 效的處理方法。除了這款芯片優(yōu)秀的性能之外，選擇它的原因還在于熟悉度，本人在大學(xué)的 學(xué)過郭天祥先生寫的51單片機C語言教程一書，這本書配套的51單片機開發(fā)實 驗板用的正是我在本次設(shè)計中選擇的來自STC公司生產(chǎn)的89C52芯片，較長時間 的使用讓我對于這款芯片的引腳功能己經(jīng)相當(dāng)了解，非常有利于本次設(shè)計的順利 進行。圖2. 2 STC89C52實物圖2. 1. 2稱重傳感器A/D轉(zhuǎn)換使用芯片選擇稱重傳感器是智能電子秤的靈魂，稱重傳感器使用的原理是對于不同重量的 物體，它能測試出不同的壓力，把壓力代表的非電量用測量模擬量的方法收集起 來，用模擬量和數(shù)字量相互轉(zhuǎn)換的方法，把模擬量分成若干個區(qū)

3、間，每一個區(qū)間 壓力數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化而來的平均值，就近似的看作此次測量物體的重量，所以稱重傳感 器A/D轉(zhuǎn)換器芯片的位數(shù)越多，把最大量程分的區(qū)冋越多，測量也就相對更準(zhǔn)確。在本設(shè)計之中，我們使用了 HX711為我們的稱重傳感器轉(zhuǎn)換芯片，這是一 款專門為高精度電子秤而設(shè)計的24位AD轉(zhuǎn)換芯片。選擇它的原因主要有以下幾個。1. 精度高：他是24位A/D轉(zhuǎn)換器，精度達(dá)最大量程的幾百萬分之一2. 成本低廉，很符合日常設(shè)計中使用3. 集成度高：在極小的芯片內(nèi)聚集了所有需要的外圍電路4. 具有強大的穩(wěn)定性和反應(yīng)速度圖2. 3 11X711實物圖2. 1.3 LCD液晶顯示屏幕的選擇液晶屏幕的使用也多種多樣，在選擇本

4、次設(shè)計的LCD液晶顯示屏之中，主要 考慮國1602, 12864和12232三種類型的液晶顯示屏，最終選擇了 12864這款， 這款液晶對比其他兩款顯示屏最大的外觀區(qū)別在于，其他兩款液晶屏幕是扁長 型，而12864是近似于長方形，跟適合用于需要顯示多種液晶屏幕的智能電子秤。 而在三款操縱難度類似，功能上各有千秋的液晶顯示屏中，自然選擇了這款。12864是也是一款圖形型液晶，它名字的意思是由128列64行組成，利用行 線與列線之冋復(fù)雜交錯的高低電平來顯示復(fù)雜的字體，雖然對比其它類液晶不算 小，但已十分輕便，而且操作較為簡單，對能耗的需求也不高。圖2. 4 LCD12864實物圖2. 1.4壓力傳

5、感器的選擇稱重傳感器的選擇重在抗穩(wěn)定性強，并且能準(zhǔn)確感受壓力，在市面上的壓力 傳感器都比較能符合要求，小的有量程為1kg, 5kg以及10kg的壓力傳感器，大 的能達(dá)到800kg甚至更大，但是考慮到成本和樣本性，我們在本次智能電子秤的 設(shè)計之中使用10kg量程的壓力傳感器。圖2.5 10kg壓力傳感器實物圖2. 1.5外接擴展鍵盤的選擇在人機交互功能以及智能化的實現(xiàn)之中，鍵盤是必不可少的，他是人機交流 的橋梁，在一開始的選擇之中我們有以下兩種選擇。1. 傳統(tǒng)鑲嵌式按鍵式鍵盤2. 薄膜鍵盤最終我們選擇了后者，一個4乘4的薄膜鍵盤，其實兩者的實現(xiàn)原理非常相 似，都是用四條行線和四條列線配合管腳的功

6、能，通過一定的軟件功能設(shè)置，最 終能通過按鍵讓鍵盤執(zhí)行固定的命令。而薄膜鍵盤擁有焊接簡單，結(jié)構(gòu)性強，在 電路設(shè)計中添加和去除都是非常簡便的，這對于我們把整個單片機系統(tǒng)進行高分 離度的模塊化是非常有利的，有助于在設(shè)計中添加或者移除硬件，輔助設(shè)計者設(shè) 計和改良設(shè)計功能。圖2. 6 4乘4薄膜鍵盤實物圖2.2系統(tǒng)總體方案有了硬件的選擇，系統(tǒng)總體方案也十分清晰，首先以STC89C52為內(nèi)核設(shè)計 一個單片機最小系統(tǒng)，讓整個單片機能夠順利的運行，再加上設(shè)計來專門為智能 電子秤服務(wù)的HX711通過A/D轉(zhuǎn)換測量出經(jīng)過運行放大電路處理過的電信號配合 主芯片轉(zhuǎn)換為高精度的物體重量數(shù)據(jù)。人機交互和智能化的處理方面主要使用薄 膜鍵盤來連接，通過軟件設(shè)計和按鍵實現(xiàn)一些智能化的功能，讓使用者隨