電子秤組裝與調(diào)試預(yù)賽

1、電子組裝與調(diào)試”預(yù)賽“電子秤”電路功能簡介一、功能說明電子秤主要以單片機STC90C52RC控制核心，實現(xiàn)電子秤的基本控制功能。系統(tǒng)擴(kuò)展了電子日歷時鐘,系統(tǒng)可以分為最小系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集、人機交互界面和系統(tǒng)電源、時鐘和語音報數(shù)六大部分。最小系統(tǒng)部分主要包括STC90C52RC和經(jīng)典復(fù)位電路；數(shù)據(jù)采集部分由稱重傳感器、信號放大和A/D轉(zhuǎn)換部分組成，信號放大和A/D轉(zhuǎn)換部分主要由專用型高精度24位AD轉(zhuǎn)換芯片HX711實現(xiàn)；人機交互界面為鍵盤輸入和點陣式液晶顯示，主要使用4*4矩陣鍵盤和1602液晶顯示器，可以方便的輸入數(shù)據(jù)和直觀的顯示數(shù)據(jù)；時鐘模塊主要由時鐘芯片DS1302和時鐘電路組成；語音報數(shù)模

2、塊可語音報讀時間和電子秤系統(tǒng)的重量、單價、金額等語音內(nèi)容，主要由SC1010B實現(xiàn)。該電子秤可以實現(xiàn)基本的稱重功能（稱重范圍為05Kg，重量誤差不大于±0.005Kg）,并擴(kuò)展了時鐘和語音報數(shù)的功能，時鐘模塊還可設(shè)置鬧鐘功能。系統(tǒng)在稱量時還具有超量程報警功能。整個系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，使用方便，功能齊全，精度高，具有一定的開發(fā)價值。 二、電路功能簡介系統(tǒng)硬件的結(jié)構(gòu)框圖如下圖1所示：稱重傳感器 HL-8型STC90C52RC單片機單片機控制模塊數(shù)據(jù)采集部分點陣式1602型的LCDO4*4矩陣鍵盤兩個獨立按鍵人機交互界面電子稱專用高精度高增益24位A/D轉(zhuǎn)換芯片HX711時鐘模塊DS1302芯片

3、擴(kuò)展的時鐘模塊語音模塊電子秤專業(yè)芯片擴(kuò)展的語音報讀模塊蜂鳴器報警模塊圖1 系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)框圖電子秤鍵盤面板：789去皮456置零123累計0語音重報清除計算電子日歷時鐘鍵盤面板：設(shè)置顯示狀態(tài)語音報時顯示狀態(tài)：用于時鐘模式與鬧鐘模式的切換。獨立按鍵S17與S18：S17為時鐘按鍵：按下后由電子秤顯示轉(zhuǎn)換為時鐘顯示。S18為電子秤按鍵：按下后由時鐘顯示轉(zhuǎn)換為電子秤顯示。三、元器件介紹 1.集成電路AT24C02AT24C02是基于I2C的串行E2PROM存儲器件，具有數(shù)據(jù)掉電不丟失的特點，其管腳如圖2所示。圖2 集成電路AT24C02 2.集成電路HX711HX711 是一款專為

4、高精度稱重傳感器而設(shè)計的24位A/D 轉(zhuǎn)換器芯片。HX711管腳說明如圖3所示：圖3 HX711管腳圖HX711管腳描述如表1所示：表1 HX711管腳描述表HX711是一款專為高精度稱重傳感器而設(shè)計的24位A/D 轉(zhuǎn)換器芯片。與同類型其它芯片相比，該芯片集成了包括穩(wěn)壓電源、片內(nèi)時鐘振蕩器等其它同類型芯片所需要的外圍電路，具有集成度高、響應(yīng)速度快、抗干擾性強等優(yōu)點。降低了電子秤的整機成本，提高了整機的性能和可靠性。該芯片與后端MCU 芯片的接口和編程非常簡單，所有控制信號由管腳驅(qū)動，無需對芯片內(nèi)部的寄存器編程。輸入選擇開關(guān)可任意選取通道A 或通道B，與其內(nèi)部的低噪聲可編程放大器相連。通道A 的

5、可編程增益為128 或64，對應(yīng)的滿額度差分輸入信號幅值分別為±20mV 或±40mV 。通道B 則為固定的64 增益，用于系統(tǒng)參數(shù)檢測。芯片內(nèi)提供的穩(wěn)壓電源可以直接向外部傳感器和芯片內(nèi)的A/D 轉(zhuǎn)換器提供電源，系統(tǒng)板上無需另外的模擬電源。芯片內(nèi)的時鐘振蕩器不需要任何外接器件。上電自動復(fù)位功能簡化了開機的初始化過程。高精度高增益24位A/D芯片HX711具有以下特點：1) 兩路可選擇差分輸入；2) 片內(nèi)低噪聲可編程放大器，可選增益為64 和128； 3) 片內(nèi)穩(wěn)壓電路可直接向外部傳感器和芯片內(nèi)A/D 轉(zhuǎn)換器提供電源；4) 片內(nèi)時鐘振蕩器無需任何外接器件，必要時也可使用外接晶

6、振或時鐘；5) 上電自動復(fù)位電路；6) 簡單的數(shù)字控制和串口通訊：所有控制由管腳輸入，芯片內(nèi)寄存器無需編程；7) 可選擇10Hz 或80Hz 的輸出數(shù)據(jù)速率；8) 同步抑制50Hz 和60Hz 的電源干擾；9) 耗電量（含穩(wěn)壓電源電路）：典型工作電流：< 1.7mA, 斷電電流：< 1A ；10) 工作電壓范圍：2.6 5.5V ；高精度高增益24位A/D芯片HX711在電子秤應(yīng)用中的典型電路如圖4所示：圖4 HX711在電子秤應(yīng)用中的典型應(yīng)用方案圖3.集成電路YCHD01集成電路YCHD01管腳圖及功能表如圖5所示。 其電源電壓VDD：330V；靜態(tài)電流：Isb2uA ；工作電流

7、Iop：2mA(no load) ；音頻輸出方式：D/A輸出（DAC輸出）。圖5 集成電路YCHD014.集成電路DS1302DS1302是DALLAS公司推出的涓流充電時鐘芯片，內(nèi)含一個實時時鐘/日歷和31字節(jié)靜態(tài)RAM，可以通過串行接口與單片機進(jìn)行通信。實時時鐘/日歷電路提供秒、分、時、日、星期、月、年的信息，每個月的天數(shù)和閏年的天數(shù)可自動調(diào)整，時鐘操作可通過AM/PM標(biāo)志位決定采用24或12小時時間格式。DS1302的外部引腳功能說明如圖6所示：圖6 DS1302封裝圖X1，X232.768kHz晶振引腳GND地RST復(fù)位I/O數(shù)據(jù)輸入/輸出SCLK串行時鐘VCC1電池引腳VCC2主電源

8、引腳5.集成電路MAX232CPEMAX232引腳如圖7所示，引腳功能說明如下：l 1、2、3、4、5、6腳和4只電容構(gòu)成電荷泵電路，功能為產(chǎn)生±12V電源。l 13、12、11、14 第一數(shù)據(jù)通道 ；8、9、10、7 第二數(shù)據(jù)通道l C1+、C1-：電荷泵電容器陽極 ；C2+、C2-：電荷泵電容器陰極l T1OUT、T2OUT：RS-232驅(qū)動輸出 ；T1IN、T2IN：RS-232驅(qū)動輸入l R1IN、R2IN：RS-232接收器輸入 ；R1OUT、R2OUT：RS-232接收器輸出l Vs+（2腳）：2倍VCC所產(chǎn)生的電荷泵 ；Vs-（6腳）：2倍VCC所產(chǎn)生的電荷泵l GND

9、（15腳）：接地端 ；VCC（16腳）：電源端+5V。6. 單片機STC90C52RC該芯片引腳如圖8所示，其引腳功能說明如下：（1）輸入/輸出引腳（I/O口線）P0.0P0.7:P0口8位雙向I/O口， 占3932腳；P1.0P1.7:P1口8位準(zhǔn)雙向I/O口，占18腳；P2.0P2.7:P2口8位準(zhǔn)雙向I/O口，占2128腳；P3.0P3.7:P3口8位準(zhǔn)雙向I/O口，占1017腳；（2）控制口線(29腳)：外部程序存儲器讀選通信號。ALE/(30腳)：地址鎖存允許/編程信號。/VPP(31腳)：外部程序存儲器地址允許/固化編程電壓輸入端。 RST/VPD(9腳)：RST是復(fù)位信號輸入端,

10、VPD是備用電源輸入端。（3）電源及其它Vcc(40腳)：電源端+5V。GND(20腳)：接地端。XTALl、XTAL2(1918腳)：時鐘電路引腳。當(dāng)使用內(nèi)部時鐘時，這兩個引腳端外接石英晶體和微調(diào)電容。當(dāng)使用外部時鐘時，用于外接外部時鐘源。圖7 MAX232管腳圖 圖8 STC90C52RC管腳圖7. 單片機1602LCDLCD尺寸圖如下圖9所示：圖9 1602LCD尺寸圖1602LCD主要技術(shù)參數(shù)：顯示容量:16×2個字符 ；芯片工作電壓:4.55.5V；工作電流:2.0mA(5.0V)；模塊最佳工作電壓:5.0V；字符尺寸:2.95×4.35(W×H)mm。引腳功能說明：1602LCD采用標(biāo)準(zhǔn)的14腳（無背光）或16腳（帶背光）接口，各引腳接口說明如表2所示:編號符號引腳說明