唐山半橋代做畢業(yè)設(shè)計 半橋計算機畢業(yè)設(shè)計 半橋代做 半橋pl

1、緒論1.1 概述隨著時代科技的迅猛發(fā)展，微電子學和計算機等現(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的智能儀器所取代，使得傳統(tǒng)的電子測量儀器在遠離、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)，使得科學實驗和應(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)其測量準確，測量速度快，易于實時測量和監(jiān)控的巨大優(yōu)點，并開始逐漸取代傳統(tǒng)型的機械杠桿測量稱，成為測量領(lǐng)域的主流產(chǎn)品。本文設(shè)計的電子秤以單片機為主要部件，用匯編語言進行軟件設(shè)計，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，并達到閾值報警的功能。稱重傳感器輸出的電量是模擬量，數(shù)值比較小達不到 A/D 轉(zhuǎn)換接收的電壓范圍。所以送 A/D 轉(zhuǎn)換之前要對其進行前端放大、整形濾波等處理。然后，A/D 轉(zhuǎn)換的結(jié)果才能送單片機進行數(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)點是：1、實時測量與監(jiān)控。2、閾值修改與重設(shè)功能。3、超值報警功能。4、測量精度高。5、顯示速度快、準確。本文設(shè)計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。1.21.2 本文的主要內(nèi)容本文的主

3、要內(nèi)容 本文分為五章，第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)的分析實現(xiàn)、硬件和軟件的方案設(shè)計；第三章詳細介紹半橋電子秤的硬件設(shè)計；第四章講述半橋電子秤的軟件設(shè)計；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)分析與實現(xiàn)211 設(shè)計任務(wù)利用CSY-2000 傳感器與檢測技術(shù)實驗臺中的電阻應(yīng)變片式傳感器實驗模板完成稱重的傳感器部分。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 05V 之間的信號。本設(shè)計主要利用單片機實驗箱（含 A/D 轉(zhuǎn)換） 、單片機仿真器等對傳感器輸出量進行 A/D 轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)處理、顯示，并利用

4、單片機控制蜂鳴器，實現(xiàn)超值報警功能。其中，A/D 轉(zhuǎn)換采用 ADC0809，鍵盤/顯示采用 8279，蜂鳴器由單片機的 P1.1 口控制。技術(shù)指標：（1）重量顯示為 XXX.Xg 。 （2）測重范圍：0500g。212 任務(wù)的分析與實現(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、整形濾波電路進入 A/D放大器、單片機，最后通過單片機運行軟件程序進行計算，最后送交 LCD 顯示器顯示。原理框圖如圖 2-1

5、 所示。2.2 半橋電子秤的硬件方案設(shè)計 首先由圖 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：主要指由雙運放組成的運算放大電路。由于半橋傳感器的輸出電壓比較小，只有幾個毫伏，而 A/D 轉(zhuǎn)換器要求的電壓在 0V-5V 之間,而放大電路的增益是半橋傳感器ADC0809時鐘電路復位電路電源89C52 單片機LCD 顯示8279報警電路ROM放大濾波電路測重物鍵盤電路鍵盤電路可調(diào)的，故運用運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

6、出信號，在實驗條件下會產(chǎn)生噪聲，為了避免干擾消除噪聲，就需要濾波電路。3A/D 轉(zhuǎn)換部分：計算機所能處理的是二進制的數(shù)字量，而傳感器經(jīng)過放大器出來的信號是模擬量，計算機不能處理，所以需要一個 A/D 轉(zhuǎn)換電路完成從模擬量到數(shù)字量的轉(zhuǎn)換。4單片機：采集的信號要進行顯示，閾值要進行比較等都要經(jīng)過單片機的處理。單片機主要完成數(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行顯示并與 A/D 值比較，控制蜂鳴器進行報警。5鍵盤/顯示電路：閾值設(shè)定與稱重值顯示。6報警電路部分：在所秤質(zhì)量超過設(shè)定閾值時，報警電路工作，蜂鳴器報警。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

7、.3 半橋電子秤的軟件方案設(shè)計根據(jù)模塊化設(shè)計程序的思想設(shè)計程序，其中包括：監(jiān)控子程序的設(shè)計、數(shù)據(jù)處理子程序的設(shè)計、數(shù)據(jù)采集子程序的設(shè)計、鍵盤掃描子程序的設(shè)計、顯示子程序的設(shè)計、報警子程序的設(shè)計幾大部分。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)用報警子程序，實現(xiàn)報警，它是實現(xiàn)超值報警功能的關(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。A/D 采樣值為十六進制數(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 A/D 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

8、盤是否有有重設(shè)閾值的要求，實現(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， “09”為數(shù)據(jù)區(qū)， “F”返回重新設(shè)置閾值界面。 “E”為確定閾值輸入。 ”D”為進入設(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。 N Y Y 圖 2-4 軟件原理框圖初始化調(diào)監(jiān)控程序調(diào)鍵盤掃描子程序調(diào) A/D 轉(zhuǎn)換子程序調(diào)數(shù)據(jù)處理子程序調(diào)顯示子程序調(diào)報警子程序報警報警?開始第 3 章 半橋電子秤的硬件設(shè)計3.1 傳感器的選擇應(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：當導體或半導體受到外力作用時，會產(chǎn)生機械變形，從而

9、導致阻值變化。導體與半導體的電阻與電阻率及其幾何尺寸有關(guān)。當導體受外力作用時，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，即輸出電壓為 0 時的條件是：=。若即電橋abU31RR42RR31RR42RR不平衡時，電橋輸出電壓 ： =(-)/(+)(+) （3-1）abU31RR42RR1R2R3R4R如能恰當選擇各橋臂的電阻，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)。每當橋的變化遠小于本身阻值，即

10、時，可得輸出電壓為：=iRiRabU（-+-） （3-2）)(2121RRRR11RR22RR33RR44RR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)計傳感器輸出電壓為毫伏級，而 A/D 轉(zhuǎn)換器所能處理的電壓是 05V，所以必須在A/D 轉(zhuǎn)換器前加入一個前置差動放大電路以實現(xiàn)電壓的放大，放大倍數(shù)為 100200 倍，使輸出電壓為 05V。由于單運放在應(yīng)用中要求外圍電路

11、匹配精度高、增益調(diào)整不便、差動輸入阻抗低，故采用三運放結(jié)構(gòu)。三運放結(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，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，而運放gRgR為增益為 1 的差動輸入放大器。利用理想運放條件可列寫方程。3A設(shè)流過的電流為： =gRgIgIgooRRUU1212再由、的虛短可知： =1A2AgIgiiRUU21所以 =2121iiooUUUUggRRR 12又=-oU1oU2oU故=（-） （1+2）oU1 iU2iUgRR1所以 =1+2 （3-3）dA21ooo

12、UUUgRR1可以看出三運放增益只與取值有關(guān)。gR圖 3-2 放大電路硬件原理圖3.3 采集電路的設(shè)計3.3.1 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的組成數(shù)據(jù)采集的核心是計算機，它對整個系統(tǒng)進行控制和數(shù)據(jù)處理。它由采樣/保持器、放大器、A/D 轉(zhuǎn)換器、計算機等組成。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A/D 轉(zhuǎn)換的孔徑時間。當輸入信號頻率較高，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)和運算放大器組成。其中對于低速場合可

13、以采用繼電器作為開關(guān)以減小開關(guān)漏電流的影響；在高速場合也可以用晶體管、場濾波放大器采樣/保持器A/D 轉(zhuǎn)換器單片機半橋 傳感器測量物體效應(yīng)管來作為開關(guān)。 采樣保持器的原理：如圖，當開關(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 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A/D 轉(zhuǎn)換器的孔徑時間；對快速過程信號，當最大孔徑誤差超過允許值時，必須在 A/D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

14、時間變化非常緩慢，采樣/保持（S/H）電路可以省去。3.3.3 A/D 轉(zhuǎn)換器設(shè)計中 A/D 轉(zhuǎn)換器用的是 ADC0809 A/D 轉(zhuǎn)換器，它是 8 路 8 位逐次逼近式轉(zhuǎn)換器，結(jié)果為 8 位二進制數(shù)據(jù)，轉(zhuǎn)換時間短（一般在級） ，滿足題目要求的“實時采樣” ，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，單片機通過讀控制線 WR 和 0809 片選線控制啟動 A/D 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 直接接單片機的數(shù)據(jù)口。模擬

15、電壓由IN0 通道輸入，A/D 采樣電壓在 05v 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 CLOCK 由外部時鐘信號控制。圖 3-4 采集/保持原理圖圖 3-5 A/D 轉(zhuǎn)換器與單片機的接口電路3.4 顯示電路的設(shè)計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，也可以進行報警提示。LCD 液晶顯示器是一種極低功耗顯示器，從電子表到計算器，從袖珍時儀表到便攜式微型計算機以及一些文字處理機都廣泛利用了液晶顯示器。本設(shè)計采用的顯示模塊是 12864 點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

16、文漢字（16X16 點陣） 、128 個字符（8X16 點陣）及 64X256 點陣顯示 RAM（GDRAM） ?？膳c CPU 直接接口，提供兩種界面來連接微處理機：8-位并行及串行兩種連接方式。具有多種功能：光標顯示、畫面移位、睡眠模式等。3.5 鍵盤電路的設(shè)計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上。矩陣式的鍵盤的優(yōu)點是需要的測試線的數(shù)量少，對于一個 MN的矩陣鍵盤與主機連接只需要 M+N 條測試線，這樣鍵盤的規(guī)模越大，矩陣時鍵盤的有點越顯著，當需要的按鍵數(shù)目大于 8

17、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 報警電路的設(shè)計報警電路是超過閾值設(shè)定的范圍，單片機輸出信號驅(qū)動蜂鳴器發(fā)聲報警。如圖 3-8 所示。當 BELL 端為低電平時，有電流通過蜂鳴器，蜂鳴器報警。反之，當 BELL 端為高電平時，不報警。即當電壓值超過預定值時，電路報警。這里設(shè)定當超過質(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)聲報警。 圖 3-8 報警電路第 4 章 半橋電子秤的軟件設(shè)計4.1 引言軟件設(shè)計一般按下列步驟進行：即先分析儀器系統(tǒng)對軟件的要求；然后在此基礎(chǔ)上進行軟件總體設(shè)計，包括程序整

18、體結(jié)構(gòu)設(shè)計和對程序進行模塊化設(shè)計，模塊化設(shè)計即將程序劃分為若干個相對獨立的模塊；接著畫出每一個專用模塊的詳細流程圖，并選擇合適的語言編寫程序；最后按照軟件總體設(shè)計時給出的結(jié)構(gòu)框圖，將各模塊連接成一個完整的程序。在主程序的設(shè)計中要合理地調(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、比較報警模塊、鍵盤輸入模塊、鍵功能處理模塊、延時模塊。分別進行設(shè)計和調(diào)試，然后把它們連接起來，進行總調(diào)。 蜂鳴器9012+5vP1.0Pp而硬件分成主機、過程通道、人機聯(lián)系部件、通信接口和電源等模塊。模塊化設(shè)計的優(yōu)點是

19、：無論是硬件還是軟件，每一個模塊都相對獨立，故能獨立地進行設(shè)計、研制、調(diào)試和修改，從而使復雜的工作得以簡化。模塊之間的相互獨立也有助于研制任務(wù)的分解和設(shè)計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時地執(zhí)行相應(yīng)的服務(wù)模塊來實現(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)化的模板進行連接完成的。4.2

20、 監(jiān)控程序的設(shè)計智能儀器的設(shè)計既要滿足設(shè)定的功能的完成如計算等功能的任務(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)計一套功能完備的監(jiān)控程序是必須的也是必要的。監(jiān)控程序的主要作用是實時的響應(yīng)來自系統(tǒng)的各種信息，按信息的類別進行處理；當系統(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)進行正常工作。4.3 數(shù)據(jù)處理子程序的設(shè)計數(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 A/D 的采樣結(jié)果從十六進制數(shù)向十進制數(shù)形式轉(zhuǎn)化。431 系數(shù)調(diào)整在 IN0 輸入的數(shù)最大為 5V，

21、要求的質(zhì)量 500g 對應(yīng)的是 4.8V，為十六進制向十進制轉(zhuǎn)換方便，將系數(shù)放大 100 倍。并用小數(shù)點位置的變化體現(xiàn)這一過程。因而系數(shù)為：1005002551gK432 數(shù)制轉(zhuǎn)換數(shù)制之間的轉(zhuǎn)換：在二進制數(shù)制中，每向左移一位表示數(shù)乘二倍。以每四位作為一組對數(shù)分組，當?shù)谒奈幌虻谖逦贿M位時，數(shù)由 8 變到 16，若按十進制數(shù)制規(guī)則讀數(shù)，則丟失 6，所以應(yīng)進行加六調(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現(xiàn)。其中，移出數(shù)據(jù)的保存可以通過自乘再加進位的方法實現(xiàn)，因為乘二表示左移一位，左移后，低位進一，則需加一。否則，加零。而通過移位已將要移入的尾數(shù)保存在了進位位中，所以能實

22、現(xiàn)。開始R3 存 16 位二進制的低八位R2 存 16 位二進制的高八位R6 存調(diào)整后的低兩位，R5存中間兩位，R4 存高兩位R3 左移一位，R2 右移一位R6、R5、R4 依次保存移入值，并分別進行調(diào)整取 R4 的低位存入 30H 單元作為百位信息，R5 高位存入 31H 作為十位信息，低位存入 32H 作為個位 R6 高位作為小數(shù)點信息返回R7=0R7=R7-1NY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)計數(shù)據(jù)采集用 A/D0809 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

23、了將某一通道輸入的 05 模擬信號轉(zhuǎn)換成對應(yīng)的數(shù)字量 00HFFH，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0809 初始化啟動 A/D 轉(zhuǎn)換 A/D 轉(zhuǎn)換完成數(shù)據(jù)儲存數(shù)據(jù)顯示開始YN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

24、新當前的顯示數(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)計人員可在用戶 RAM 區(qū)開辟一個數(shù)顯示歡迎界面顯示功能選擇界面有無按鍵有無按鍵是否為 D是否為 E是否為 F顯示測量界面鍵盤輸入界面YNNYYYNNY圖 4-4 LCD 顯示流程框圖開始返回據(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)計如圖 4-5 所示：鍵盤電路設(shè)計成如圖的 4X4 矩陣式，由鍵盤的編碼方式可以得出 0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,A,B,C,D,E,F 各鍵對應(yīng)的鍵值：0D8H,0D0H,0D1H,0D2H,0C8H,0C9H,0CAH,0C0H,0C1H,0

25、C2H，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 報警子程序的設(shè)計由于要求要鍵盤設(shè)定閾值，所以要求有報警電路，報警電路可以有聲報警也可有光報警，將設(shè)定的閾值與實時顯示的值進行比較，如果設(shè)定值小于實時顯示的值，則將 P1.0 置為 1，將發(fā)光二極管點亮，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。開始A/D 高位大？與閾值相等？A/D 低位大？與閾值相等？A/D 高位大？報警返回YYYYNNNNYNN圖 4

26、-6 報警子程序框圖第 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)試和樣機調(diào)試。軟件的調(diào)試和硬件的調(diào)試都是獨立進行的，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驗臺上的電壓信號進行模擬，而不需要進行硬件的連接。同樣硬件部分的調(diào)試也是不需要軟件連接而獨立進行的。當軟件調(diào)試和硬件調(diào)試都正確無誤的時候，就可以進行連接調(diào)試，在調(diào)試中繼續(xù)找出單獨調(diào)試中無法指出的故障，反復進行修改軟件、修改硬件設(shè)計的工作，直到所設(shè)計的電子秤顯示數(shù)據(jù)與理想數(shù)據(jù)誤差不大。最后進行軟件的固化與整機的組裝工作。5.2

27、 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，在進制轉(zhuǎn)換時計算出轉(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，導致不能滿足設(shè)定的放大倍數(shù)。解決方法：選擇精度高的傳感器，預先計算好運放放大倍數(shù)，以便于選擇合適的運算放大器。 結(jié) 論隨著集成電路和計算機技術(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

28、被智能儀器所取代。智能儀器的核心部件是單片機，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)計而成的。因此，只有充分了解有關(guān)智能儀器、單片機、傳感器以及各部分之間的關(guān)系才能達到要求。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

29、次是數(shù)據(jù)采集處理階段，此階段是對傳感器發(fā)出的信號進行量化、采集，主要分為信號放大、采集，然后進行 A/D 轉(zhuǎn)換。該階段需注意的地方是對傳感器輸出的信號進行放大時，應(yīng)選取合適的運算放大電路。最好是預先計算好應(yīng)放大的倍數(shù)，以便選取。還有就是進行數(shù)據(jù)處理時，選取適當?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行大膽的嘗試，還有就是要有科學的嚴謹?shù)膽B(tài)度，這是做好本次課設(shè)所必需的。當然，最重要的還是堅實的知識做基礎(chǔ)，這樣當你遇到各種問題時才能用最快的速度解決。參考文獻12張毅剛.MCS-51 單片機應(yīng)用設(shè)計.哈爾濱

30、工業(yè)大學出版社，2003：142-169345附錄 1 半橋電子秤硬件系統(tǒng)原理圖半橋傳感器重物附錄 2 半橋電子秤軟件程序清單;定義 中文 LCD 液晶 128X64 的地址W_C_GLCD XDATA 0E000HW_D_GLCD XDATA 0E001HR_B_GLCD XDATA 0E002HR_D_GLCD XDATA 0E003H;-TIMER0 DATA 30H ;延時時間的初值TIMER1 DATA 31H ;調(diào)用延時子程序的次數(shù)DATA1 DATA 32H ;點陣顯示的變量 1DATA2 DATA 33H ;點陣顯示的變量 2X DATA 34H ;X 方向的位置Y DATA

31、35H ;Y 方向的位置COUNTER DATA 36H ;計數(shù)器N DATA 37H ;行數(shù)變量D1 DATA 38H ;點變量 1D2 DATA 39H ;點變量 1ADDR DATA 3AH ;起始的顯示位置ADDR1 DATA 3BH ;起始的顯示位置臨時變量N1 DATA 3CH ;行數(shù)的臨時變量 ;*;* 主程序開始 ;*ORG 0000HAJMP STARTORG 0030HSTART: CLR P1.0 SETB P1.1 MOV SP,#60H LCALL INITIAL_GLCD ; 調(diào)用 LCD 初始化 LCALL KAIJI ; 顯示開機畫面 LCALL DELAY50

32、0 LCALL DELAY500 LCALL DELAY500 LCALL TISHI ; 顯示主界面 LCALL INI_8279;-;判斷是否繼續(xù);-KEY_A: MOV DPTR,#8101H ; 8101H 為 8279 命令 MOVX A,DPTR ; 讀狀態(tài)字 ANL A,#07H ; 判斷低三位是否為 0 CJNE A,#00H,LP1 ; 不為 0（有鍵按下）則跳轉(zhuǎn) SJMP KEY_A ; 為 0（沒鍵按下）則繼續(xù)查詢LP1: MOV DPTR,#8100H ; 8100H 為 8279 數(shù)據(jù)口 MOVX A,DPTR ; 讀鍵值 CJNE A,#0DBH,KEY_A ; 判

33、斷是否按 D 鍵 AJMP K1K1: LCALL YUZHI ; 閾值設(shè)定 LCALL celianjieguo ; 結(jié)果顯示界面 LCALL CELIANGJIEGUO ; 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)計人: x x x DHTABLE4: DB 時間：xxxx DHTABLE5: DB *DHTABLE6: DB 設(shè)置報警上限 DHTABLE7: DB 確定 DHTABLE8: DB 請按 D 鍵 DHTABLE9: DB DHTABLE

34、10: DB 報警上限重量: 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) ;=;開機界面子程序;=KAIJI: MOV ADDR1,#00H ; 第一行顯示 MOV N1,#08H ; 數(shù)量 8 個MOV DPTR,#DHTABLE1 ; 需要顯示的漢字位置 CALL DHZ ; 調(diào)用漢字子序 MOV ADDR1,#10H ; 第二行顯示 MOV N1,#08HMOV DPTR,#DHTABLE2 CALL DHZ MOV

35、 ADDR1,#08H ; 第三行顯示 MOV N1,#08HMOV DPTR,#DHTABLE3 CALL DHZ MOV ADDR1,#18H ; 第四行顯示 MOV N1,#08H MOV DPTR,#DHTABLE4 CALL DHZ RET;=;提示界面子程序;=TISHI: LCALL CLEAR_GLCD ; 清除 LCD 顯示屏幕 MOV ADDR1,#00H MOV N1,#08HMOV DPTR,#DHTABLE5CALL DHZMOV ADDR1,#10H MOV N1,#08H MOV DPTR,#DHTABLE6 CALL DHZMOV ADDR1,#08H MOV

36、N1,#08HMOV DPTR,#DHTABLE7CALL DHZ MOV ADDR1,#18H MOV N1,#08H MOV DPTR,#DHTABLE8 CALL DHZ RET;=;閾值設(shè)定界面子程序;=SHEDING: LCALL CLEAR_GLCD MOV ADDR1,#00H MOV N1,#08H MOV DPTR,#DHTABLE9 CALL DHZ MOV ADDR1,#10H MOV N1,#08H MOV DPTR,#DHTABLE10 CALL DHZMOV ADDR1,#08H MOV N1,#08HMOV DPTR,#DHTABLE11CALL DHZ MOV

37、ADDR1,#18H MOV N1,#08H MOV DPTR,#DHTABLE12 CALL DHZ RET;=;測量界面子程序;=celianjieguo: LCALL CLEAR_GLCD MOV ADDR1,#00H MOV N1,#08HMOV DPTR,#CELIANG1CALL DHZ MOV ADDR1,#10H MOV N1,#08HMOV DPTR,#CELIANG2CALL DHZ MOV ADDR1,#08H MOV N1,#08 MOV DPTR,#CELIANG3 CALL DHZ MOV ADDR1,#18H MOV N1,#08 MOV DPTR,#CELIAN

38、G4 CALL DHZ RET;=;8279 初始化子程序;=INI_8279: MOV DPTR,#8101H MOV A,#00H MOVX DPTR,A MOV A,#32H MOVX DPTR,A MOV A,#0DFH MOVX DPTR,A RET;=;鍵盤設(shè)定閾值子程序;=YUZHI: LCALL SHEDING MOV 44H,#00H ; 44H 單元存按鍵次數(shù)，先清 0;*鍵盤按鍵存儲空間 * MOV 55H,#00H ;存入四次按鍵值 MOV 56H,#00H MOV 57H,#00H MOV 58H,#00H MOV 50H,#00H ; 存閾值百位 MOV 51H,#

39、00H ; 存閾值十位和個位 MOV 52H,#00H ; 存閾值小數(shù)位;*KEY_09: MOV DPTR,#8101H ; 判斷是否有鍵按下 MOVX A,DPTR ANL A,#07H CJNE A,#00H,LPP1 AJMP KEY_09;-;各個鍵的處理;-LPP1: MOV DPTR,#8100H MOVX A,DPTRB0: CJNE A,#0D8H,B1 AJMP KK0B1: CJNE A,#0D0H,B2 AJMP KK1B2: CJNE A,#0D1H,B3 AJMP KK2B3: CJNE A,#0D2H,B4 AJMP KK3B4: CJNE A,#0C8H,B5

40、AJMP KK4B5: CJNE A,#0C9H,B6 AJMP KK5B6: CJNE A,#0CAH,B7 AJMP KK6B7: CJNE A,#0C0H,B8 AJMP KK7B8: CJNE A,#0C1H,B9 AJMP KK8B9: CJNE A,#0C2H,BE AJMP KK9BE: CJNE A,#0DAH,YUZHI AJMP KKEKK0: MOV 5BH,#00H ; 5BH 存鍵值 AJMP COUNT_1KK1: MOV 5BH,#01H AJMP COUNT_1KK2: MOV 5BH,#02H AJMP COUNT_1KK3: MOV 5BH,#03H AJM

41、P COUNT_1KK4: MOV 5BH,#04H AJMP COUNT_1KK5: MOV 5BH,#05H AJMP COUNT_1KK6: MOV 5BH,#06H AJMP COUNT_1KK7: MOV 5BH,#07H AJMP COUNT_1KK8: MOV 5BH,#08H AJMP COUNT_1KK9: MOV 5BH,#09H AJMP COUNT_1KKE: AJMP END_PCOUNT_1: MOV A,44H ; 44H 存按鍵次數(shù) INC A MOV 44H,A CJNE A,#05H ,CW1 ; 按鍵次數(shù)是否達到 4 次 AJMP YUZHI ; 五次按鍵

42、則重設(shè)閾值CW1: ADD A,#54H ; 鍵盤按鍵存儲空間 MOV R0,ACW2: CLR A MOV A,5BH MOV R0,A LCALL PRO_SHOW AJMP KEY_09 RET;=;各次報警值按鍵處理子程序;=PRO_SHOW: NOP PR_1: CLR A ; 一次按鍵 MOV A,44H CJNE A,#01H,PR_2 MOV R0,#55H MOV A,R0 SUBB A,#05H JNC SS MOV 51H,55H MOV A,55H MOV ADDR1,#0AH LCALL SHUZIXIANSHI SJMP END_P PR_2: CLR A ; 二次

43、按鍵 MOV A,44H CJNE A,#02H,PR_3 CLR A MOV A,55H SWAP A ADD A,56H MOV 51H,A MOV A,55H MOV ADDR1,#09H LCALL SHUZIXIANSHI MOV A,56H MOV ADDR1,#0AH LCALL SHUZIXIANSHI AJMP END_P PR_3: CLR A ; 三次按鍵 MOV A,44H CJNE A,#03H,PR_4 CLR A MOV 50H,55H MOV A,56H SWAP A ADD A,57H MOV 51H,A MOV A,55H MOV ADDR1,#08H LC

44、ALL SHUZIXIANSHI MOV A,56H MOV ADDR1,#09H LCALL SHUZIXIANSHI MOV A,57H MOV ADDR1,#0AH LCALL SHUZIXIANSHI SJMP END_P PR_4: CLR A ; 四次按鍵 MOV A,58H SWAP A MOV 52H,A SWAP A MOV ADDR1,#0CH LCALL SHUZIXIANSHI SJMP END_P END_P: RET SS: LJMP YUZHI;=;結(jié)果顯示子程序;=CELIANGJIEGUO: LCALLADC0809 ; 調(diào)用 0809 采樣程序LCALLZH

45、H ; 調(diào)用轉(zhuǎn)換程序MOVADDR1,#08H ; 采數(shù)據(jù)送 LCD 顯示 MOVA,40H LCALL SHUZIXIANSHI MOVADDR1,#09H MOV A,41H SWAP A LCALL SHUZIXIANSHI MOVADDR1,#0AHMOVA,41H LCALL SHUZIXIANSHI MOVADDR1,#0CH MOV A,43H SWAP A LCALL SHUZIXIANSHICALL DELAY500 ; 調(diào)用延時 CALL BJ ; 判斷是否超過閾值，超過則報警;-;F 鍵判斷是否返回提示界面;-KEY_F: MOV DPTR,#8101H MOVX A,D

46、PTR ANL A,#07H CJNE A,#00H,LP2 SJMP CELIANGJIEGUOLP2: MOV DPTR,#8100H MOVX A,DPTR CJNE A,#0D9H,CELIANGJIEGUO ;判斷是否按 F 鍵 SETB P1.1 CLR P1.0 AJMP K1;=;報警子程序;=BJ: MOV R1,#50H MOV A,R1 CLR C SUBB A,40H JC WARNING JZ COMP1 SETB P1.1 CLR P1.0 RETCOMP1: INC R1 MOV A,R1 CLR C SUBB A,41H JC WARNING JZ COMP2

47、SETB P1.1 CLR P1.0 RETCOMP2: INC R1 MOV A,R1 CLR C SUBB A,43H JC WARNING SETB P1.1 CLR P1.0 RETWARNING: CLR P1.1 SETB P1.0 RET;=;0809 采樣程序ADC0809: PUSH DPL PUSH DPH PUSH ACC MOV DPTR,#W_D_0809 ; AD0809 的啟動地址 MOV A,#00H MOVX DPTR,A ; 0 通道 LCALL DELAY01 ; 延時 100US MOVX A,DPTR ; 讀出 A/D 的結(jié)果 MOV 3FH,A ;

48、暫存POP ACC POP DPH POP DPL RET;=;轉(zhuǎn)換子程序 : 3FH 的內(nèi)容(A/D 采樣的結(jié)果)*(5V/256(FFH)=十進制結(jié)果;40H,41H.例如:3FH=0FFH, 那么程序執(zhí)行后:40H=04H , 41H=99H 既 4.99V;=ZHH: PUSH PSW PUSH ACC SETB RS0 MOV A,#4eH MOV B,3FH MUL AB MOV R6,B MOV R7,AHB2: CLR A MOV R3,A MOV R4,A MOV R5,A MOV R2,#10HHB3: MOV A,R7 RLC A MOV R7,A MOV A,R6 RL

49、C A MOV R6,A MOV A,R5 ADDC A,R5 DA A MOV R5,A MOV A,R4 ADDC A,R4 DA A MOV R4,A MOV A,R3 ADDC A,R3 MOV R3,A DJNZ R2,HB3 MOV 40H,R3 MOV 41H,R4 MOV 43H,R5 POP ACC POP PSW RET;=;點陣式 LCD（128X64）模塊顯示部分子程序 ;以下是公共的程序：;=;LCD 初始化子程序;=INITIAL_GLCD: PUSH ACC MOV A,#30H ; 功能設(shè)定 CALL COMMAND_GLCD MOV A,#30H ; 功能設(shè)定 CALL COMMAND_GLCD MOV A,#30H ; 功能設(shè)定 CALL COMMAND_GLCD MOV A,#06H ; 顯示器控制：游標不顯示; CALL COMMAND_GLCD MOV A,#01H ; 清除顯示器 CALL COMMAND_GLCD MO