電子秤畢業(yè)設(shè)計

摘要伴隨微電子技術(shù)的應(yīng)用，市場上使用的老式稱重工具已經(jīng)滿足不了人們的規(guī)定。為了變化老式稱重工具在使用上存在的問題，在本設(shè)計中將智能化、自動化、人性化用在了電子秤重的控制系統(tǒng)中。本系統(tǒng)重要由單片機來控制，測量物體重量部分由稱重傳感器及A/D轉(zhuǎn)換器構(gòu)成，加上顯示單元，此電子秤俱備了功能多、性能價格比高、功耗低、系統(tǒng)設(shè)計簡樸、使用以便直觀、速度快、測量精確、自動化程度高等特點。本設(shè)計以AT89S52單片機為主控芯片，實現(xiàn)電子秤的基本控制功能。在設(shè)計系統(tǒng)時，為了更好地采用模塊化設(shè)計法，分步的設(shè)計各個單元功能模塊，系統(tǒng)的硬件部分可以分為最小系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集和人機交互界面三大部分。最小系統(tǒng)部分重要包括AT89S52以及復(fù)位電路和晶振電路；數(shù)據(jù)采集部分由穩(wěn)重傳感器、信號的前級處理和A/D轉(zhuǎn)換部分構(gòu)成，包括儀表放大器INA122和A/D轉(zhuǎn)換器ADC0804；人機交互界面為鍵盤輸入、點陣式液晶顯示和語音報價，重要使用4*4矩陣鍵盤、1602液晶顯示模塊和電子秤專用語音芯片SC1010B；軟件部分應(yīng)用單片機C語言進行編程，實現(xiàn)了該設(shè)計的所有控制功能。該電子秤可以實現(xiàn)基本的稱重功能,可以設(shè)置單價，還具有累加和報價功能。整個系統(tǒng)構(gòu)造簡樸，使用以便，功能齊全，具有一定的開發(fā)價值。關(guān)鍵詞：AT89S52，稱重傳感器，A/D轉(zhuǎn)換器，LCD顯示屏ABSTRACTWiththeapplicationofmicro-electronicstechnology,traditionponderationinstrumentusedinmarkethasbeennotsatisfactionwithhunmanrequirementsalready.Inordertomakeupforthetraditionalapparatusshortcoming,weimprovetheapparatus'scontrolsystemwithintelligenceandautomation.Thissystemismainlycontrolledbymicrocontroller,thesectionofheightmeasurementaccomplishbysupersonicsensor,thesectionofweightmeasurementaccomplishbyweightsensorandA/Dtransformer,thisapparatushavemanycharacteristicsuchashavingmorefunction,consumelessenergy,smallandmoveeasily,lowprice,measureprecisely,thespeedisquick,automaticworkwithoutpeopleandsoon.ThisdesignasthecontrollerchipAT89S52SCM,realizethebasicelectronicscalecontrolfunction.Inthedesignofthesystem,inordertobetterthemodulardesignmethod,thedesignofthestepeachunitfunctionmodule,thesystem'shardwarepartscanbedividedintothesmallestsystem,dataacquisitionandman-machineinterfaceofthree.MinimumsystemmainlyincludingpartandresetcircuitAT89S52crystalvibrationcircuit;Dataacquisitioninpartbythesteadysensors,signalprocessingandlevelbeforeA/Dconversionparts,includinginstrumentationamplifierINA122andA/DconverterADC0804;Theman-machineinterfaceforkeyboardinput,Dot-matrixLCDdisplayandvoiceoffer,themainuse4*4matrixkeyboard,1602LCDmoduleandelectronicscalesspecialvoicechipSC1010B;ApplicationsoftwareofsinglechipmicrocomputerCprogramminglanguage,realizethedesignofallcontrolfunction.Theelectronicscalescanrealizethebasicweighingfunction,cansettheprice,Alsohastheaccumulationandofferfunction.Thewholesystemstructureissimple,easytouse,thefunctionisallready,hassomeofthedevelopmentvalue.KEYWORDS:AT89S52，ponderation–sensor，A/Dconverter，LCDDisplay目錄摘要 IABSTRACT II1緒論 11.1稱重技術(shù)和衡器的發(fā)展 11.2電子秤的組成 11.2.1電子秤的基本結(jié)構(gòu) 11.2.2電子秤的工作原理 21.2.3電子秤的計量性能 21.3設(shè)計思路 32系統(tǒng)方案論證與選型 42.1測量部分 42.2放大部分 52.3A/D轉(zhuǎn)換部分 62.4控制器部分 82.5顯示部分 82.6鍵盤部分 112.7語音部分 123硬件電路設(shè)計 133.1AT89S52的最小系統(tǒng)電路 133.1.1、單片機芯片AT89S52介紹： 133.1.2、單片機管腳說明： 133.1.3、AT89S52的最小系統(tǒng)電路構(gòu)成： 153.2數(shù)據(jù)采集電路 163.2.1測量電路及放大電路 163.2.2A/D轉(zhuǎn)換電路 173.3顯示電路 193.4語音電路 204系統(tǒng)軟件設(shè)計 224.1主程序流程圖 234.2A/D轉(zhuǎn)換子程序流程圖 244.3鍵盤掃描子程序流程圖 264.4顯示子程序流程圖 285總結(jié) 31致謝 32參考文獻 33附錄1 34附錄2 471緒論1.1稱重技術(shù)和衡器的發(fā)展稱重技術(shù)自古以來就被人們所重視，作為一種計量手段，廣泛應(yīng)用于工農(nóng)業(yè)、科研、交通、內(nèi)外貿(mào)易等各個領(lǐng)域，與人民的生活緊密相連。稱重裝置不僅是提供重量數(shù)據(jù)的單體儀表，并且作為工業(yè)控制系統(tǒng)和商業(yè)管理系統(tǒng)的一種構(gòu)成部分，推進了工業(yè)生產(chǎn)的自動化和管理的現(xiàn)代化，它起到了縮短作業(yè)時間、改善操作條件、減少能源和材料的消耗、提高產(chǎn)品質(zhì)量以及加強企業(yè)管理、改善經(jīng)營管理等多方面的作用。稱重裝置的應(yīng)用已遍及到國民經(jīng)濟各領(lǐng)域，獲得了明顯的經(jīng)濟效益。因此，稱重技術(shù)的研究和衡器工業(yè)的發(fā)展各國都非常重視。50年代中期電子技術(shù)的滲透推進了衡器制造業(yè)的發(fā)展。60年代初期出現(xiàn)機電結(jié)合式電子衡器以來，通過40數(shù)年的不停改善與完善，我國電子衡器從最初的機電結(jié)合型發(fā)展到目前的全電子型和數(shù)字智能型?，F(xiàn)今電子衡器制造技術(shù)及應(yīng)用得到了新發(fā)展。電子稱重技術(shù)從靜態(tài)稱重向動態(tài)稱重發(fā)展：計量措施從模擬測量向數(shù)字測量發(fā)展；測量特點從單參數(shù)測量向多參數(shù)測量發(fā)展，尤其是對迅速稱重和動態(tài)稱重的研究與應(yīng)用。通過度析近年來電子衡器產(chǎn)品的發(fā)展狀況及國內(nèi)外市場的需求，電子衡器總的發(fā)展趨勢是小型化、模塊化、集成化、智能化；其技術(shù)性能趨向是速率高、精確度高、穩(wěn)定性高、可靠性高；其功能趨向是稱重計量的控制信息和非控制信息并重的“智能化”功能；其應(yīng)用性能趨向于綜合性和組合性。電子秤是電子衡器中的一種，衡器是國家法定計量器具，是國計民生、國防建設(shè)、科學(xué)研究、內(nèi)外貿(mào)易不可缺乏的計量設(shè)備，衡器產(chǎn)品技術(shù)水平的高下，將直接影響各行各業(yè)的現(xiàn)代化水平和社會經(jīng)濟效益的提高。1.2電子秤的構(gòu)成1.2.1電子秤的基本構(gòu)造電子秤是運用物體的重力作用來確定物體質(zhì)量（重量）的測量儀器，也可用來確定與質(zhì)量有關(guān)的其他量大小、參數(shù)、或特性。不管根據(jù)什么原理制成的電子秤均由如下三部分構(gòu)成：（1）承重、傳力復(fù)位系統(tǒng)它是被稱物體與轉(zhuǎn)換元件之間的機械、傳力復(fù)位系統(tǒng)，又稱電子秤的秤體，一般包括接受被稱物體載荷的承載器、秤橋構(gòu)造、吊掛連接部件和限位減振機構(gòu)等。(2)稱重傳感器 即由非電量（質(zhì)量或重量）轉(zhuǎn)換成電量的轉(zhuǎn)換元件，它是把支承力變換成電的或其他形式的適合于計量求值的信號所用的一種輔助手段。按照稱重傳感器的構(gòu)造型式不一樣，可以分直接位移傳感器（電容式、電感式、電位計式、振弦式、空腔諧振器式等）和應(yīng)變傳感器（電阻應(yīng)變式、聲表面諧振式）或是運用磁彈性、壓電和壓阻等物理效應(yīng)的傳感器。對稱重傳感器的基本規(guī)定是：輸出電量與輸入重量保持單值對應(yīng)，并有良好的線性關(guān)系；有較高的敏捷度；對被稱物體的狀態(tài)的影響要??；能在較差的工作條件下工作；有很好的頻響特性；穩(wěn)定可靠。(3)測量顯示和數(shù)據(jù)輸出的載荷測量裝置即處理稱重傳感器信號的電子線路（包括放大器、模數(shù)轉(zhuǎn)換、電流源或電壓源、調(diào)整器、補嘗元件、保護線路等）和指示部件（如顯示、打印、數(shù)據(jù)傳播和存貯器件等）。這部分習(xí)慣上稱載荷測量裝置或二次儀表。在數(shù)字式的測量電路中，一般包括前置放大、濾濾、運算、變換、計數(shù)、寄存、控制和驅(qū)動顯示等環(huán)節(jié)。1.2.2電子秤的工作原理當被稱物體放置在秤體的秤臺上時，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－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行放大、經(jīng)濾波后再由模/數(shù)（A/D）器進行轉(zhuǎn)換，數(shù)字信號再送到微處器的CPU處理，CPU不停掃描鍵盤和多種功能開關(guān)，根據(jù)鍵盤輸入內(nèi)容和多種功能開關(guān)的狀態(tài)進行必要的判斷、分析、由儀表的軟件來控制多種運算。運算成果送到內(nèi)存貯器，需要顯示時，CPU發(fā)出指令，從內(nèi)存貯器中讀出送到顯示屏顯示，或送打印機打印。一般地信號的放大、濾波、A/D轉(zhuǎn)換以及信號多種運算處理都在儀表中完畢。1.2.3電子秤的計量性能電子秤的計量性能波及的重要技術(shù)指標有：量程、分度值、分度數(shù)、精確度等級等。（1）量程：電子衡器的最大稱量Max，即電子秤在正常工作狀況下，所能稱量的最大值。（2）分度值：電子秤的測量范圍被提成若干等份，每份值即為分度值。用e或d來表達。（3）分度數(shù)：衡器的測量范圍被提成若干等份，總份數(shù)即為分度數(shù)用n表達。電子衡器的最大稱量Max可以用總分度數(shù)n與分度值d的乘積來表達，即Max=n?d（4）精確度等級國際法制計量組織把電子秤按不一樣的分度數(shù)提成Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四類等級，分別對應(yīng)不一樣精確度的電子秤和分度數(shù)n的范圍，如表1-1所示：表1-1電子秤等級分類標志及等級電子秤種類分度數(shù)范圍特種精確度基準衡器n>100000高精確度精密衡器10000<n≤100000中精確度商業(yè)衡器1000<n≤10000一般精確度粗衡器100<n≤10001.3設(shè)計思緒目前,臺式電子秤在商業(yè)貿(mào)易中的使用已相稱普遍,但存在較大的局限性：體積大、成本高、需要工頻交流電源供應(yīng)、攜帶不便、應(yīng)用場所受到制約。既有的便攜秤為桿秤或以彈簧、拉伸變形來實現(xiàn)計量的彈簧秤,居民顧客使用的基本是桿秤。彈簧盤秤制造工藝規(guī)定較高,彈簧的疲勞問題無法徹底處理,一旦超過彈簧彈性程度,彈簧秤就會產(chǎn)生很大誤差,以至損壞,影響到稱重的精確性和可靠性,只是一種臨時的代用品,也被列入逐漸取消的行列。微控制器技術(shù)、傳感器技術(shù)的發(fā)展和計算機技術(shù)的廣泛應(yīng)用，電子產(chǎn)品的更新速度到達了日新月異的地步。本系統(tǒng)在設(shè)計過程中，除了能實現(xiàn)系統(tǒng)的基本功能外，還增長了打印和通訊功能，可以實現(xiàn)和其他機器或設(shè)備（包括上位PC機和數(shù)據(jù)存儲設(shè)備）互換數(shù)據(jù).除此之外，系統(tǒng)的微控制器部分選擇了兼容性比很好的AT89系列單片機，在系統(tǒng)更新?lián)Q代的時候，只需要增長很少的硬件電路，甚至僅僅刪改系統(tǒng)控制程序就可以實現(xiàn)。綜上所述,本課題的重要設(shè)計思緒是：運用壓力傳感器采集因壓力變化產(chǎn)生的電壓信號，通過電壓放大電路放大，然后再通過模數(shù)轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，最終把數(shù)字信號送入單片機。單片機通過對應(yīng)的處理后，得出目前所稱物品的重量及總額，然后再顯示出來。此外，還可通過鍵盤設(shè)定所稱物品的價格。重要技術(shù)指標為：稱量范圍0～10kg;分度值0.1kg，精度等級Ⅳ級。2系統(tǒng)方案論證與選型按照本設(shè)計功能的規(guī)定，系統(tǒng)由七個部分構(gòu)成：測量部分、放大部分、A/D轉(zhuǎn)換部分、控制器部分、顯示部分、鍵盤部分和語音部分，系統(tǒng)設(shè)計總體方案框圖如圖2-1所示：圖2-1設(shè)計思緒框圖測量部分是運用稱重傳感器檢測壓力信號，得到微弱的電信號，而后經(jīng)放大電路處理后，送A/D轉(zhuǎn)換器，將模擬量轉(zhuǎn)化為數(shù)字量輸出?？刂破鞑糠纸邮軄碜訟/D轉(zhuǎn)換器輸出的數(shù)字信號，通過運算，將數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為物體的實際重量信號，并將其送至LCD顯示。控制器還可以通過對I/O口的控制，對鍵盤進行掃描，而后通過鍵盤來對整個系統(tǒng)進行控制。2.1測量部分在設(shè)計中測量部分由稱重傳感器來完畢。穩(wěn)重傳感器是一種十分重要的元件，因此對穩(wěn)重傳感器的選擇也顯的尤其的重要，不僅要注意其量程和參數(shù)，還要考慮到與其相配置的多種電路的設(shè)計和性價比等等。穩(wěn)重傳感器量程的選擇可根據(jù)電子秤的最大稱量值、選用傳感器的個數(shù)、秤體的自重、也許產(chǎn)生的最大偏載及動載等原因綜合評價來確定。一般來說，傳感器的量程越靠近分派到每個傳感器的載荷，其稱量的精確度就越高。但在實際使用時，由于加在傳感器上的載荷除被稱物體外，還存在秤體自重、皮重、偏載及振動沖擊等載荷，因此選用傳感器量程時，要考慮諸多方面的原因，保證傳感器的安全和壽命。本設(shè)計是學(xué)術(shù)研究，只考慮量程和精度。因此采用電阻應(yīng)變式穩(wěn)重傳感器的量程為10Kg，其測量原理：用應(yīng)變片測量時，將其粘貼在彈性體上。當彈性體受力變形時，應(yīng)變片的敏感柵也隨同變形，其電阻值發(fā)生對應(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，當彈性體承受載荷產(chǎn)生變形時，輸出信號電壓可由下式給出：其工作原理和參數(shù)如圖2-2所示：圖2-2傳感器工作原理2.2放大部分稱重傳感器輸出電壓振幅范圍0～10mV。而A/D轉(zhuǎn)換的輸入電壓規(guī)定為0～5V，因此放大環(huán)節(jié)要有500倍左右的增益。零點和增益的溫度漂移和時間漂移極小。按照輸入電壓10mV，辨別率0碼的狀況，漂移要不不小于1μV。由于其具有極低的失調(diào)電壓的溫漂和時漂，從而保證了放大環(huán)節(jié)對零點漂移的規(guī)定。殘存的一點漂移依托軟件的自動零點跟蹤來徹底處理。穩(wěn)定的增益量可以保證其負反饋回路的穩(wěn)定性，并且最佳選用高阻值的電阻和多圈電位器。由2.1中稱重傳感器的稱量原理可知，電阻應(yīng)變片構(gòu)成的傳感器是把機械應(yīng)變轉(zhuǎn)換成ΔR/R，而應(yīng)變電阻的變化一般都很微小，例如傳感器的應(yīng)變片電阻值120Ω，敏捷系數(shù)K=2，彈性體在額定載荷作用下產(chǎn)生的應(yīng)變?yōu)?000ε，應(yīng)變電阻相對變化量為：ΔR/R=K×ε=2×1000×10－6=0.002?？梢钥闯鲭娮枳兓挥?.24Ω，其電阻變化率只有0.2%。這樣小的電阻變化既難以直接精確測量，又不便直接處理。因此，必須采用轉(zhuǎn)換電路，把應(yīng)變計的ΔR/R變化轉(zhuǎn)換成電壓或電流變化，不過這個電壓或電流信號很小，需要增長增益放大電路來把這個電壓或電流信號轉(zhuǎn)換成可以被A/D轉(zhuǎn)換芯片接受的信號。在前級處理電路部分，我們考慮可以采用如下幾種方案：方案一、運用一般低溫漂運算放大器構(gòu)成前級處理電路；一般低溫漂運算放大器構(gòu)成多級放大器會引入大量噪聲。由于A/D轉(zhuǎn)換器需要很高的精度，因此幾毫伏的干擾信號就會直接影響最終的測量精度。因此，此種方案不適宜采用。方案二、重要由高精度低漂移運算放大器構(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，可以運用一般運放(如OP07)做成一種差動放大器。其設(shè)計電路如圖2-3所示：圖2-3運用一般運放設(shè)計的差動放大器方案三、采用專用儀表放大器，如：INA126，INA122等構(gòu)成前級處理電路。本設(shè)計采用INA122儀表放大器來實現(xiàn)。2.3A/D轉(zhuǎn)換部分A/D轉(zhuǎn)換部分是整個設(shè)計的關(guān)鍵，這一部分處理不好，會使得整個設(shè)計毫無意義。目前，世界上有多種類型的ADC，有老式的并行、逐次迫近型、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)缺陷并能滿足不一樣的詳細應(yīng)用規(guī)定。目前，ADC集成電路重要有如下幾種類型：（1）并行比較A/D轉(zhuǎn)換器：如TLC5510、TLC5540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，一般稱為“閃爍式”ADC。它由電阻分壓器、比較器、緩沖器及編碼器四種分構(gòu)成。這種構(gòu)造的ADC所有位的轉(zhuǎn)換同步完畢，其轉(zhuǎn)換時間主取決于比較器的開關(guān)速度、編碼器的傳播時間延遲等。缺陷是：并行比較式A/D轉(zhuǎn)換的抗干擾能力差，由于工藝限制，其辨別率一般不高于8位。(2）逐次迫近型A/D轉(zhuǎn)換器：如：ADS7805、ADS7804等。逐次迫近型ADC是應(yīng)用非常廣泛的模/數(shù)轉(zhuǎn)換措施，這一類型ADC的長處：高速，采樣速率可達1MSPS；與其他ADC相比，功耗相稱低；在辨別率低于12位時，價格較低。缺陷：在高于14位辨別率狀況下，價格較高；傳感器產(chǎn)生的信號在進行模/數(shù)轉(zhuǎn)換之前需要進行調(diào)理，包括增益級和濾波，這樣會明顯增長成本。(3）積分型A/D轉(zhuǎn)換器：如：ICL7135、ICL7109、ICL1549、MC14433等。積分型ADC又稱為雙斜率或多斜率ADC，是應(yīng)用比較廣泛的一類轉(zhuǎn)換器。它的基本原理是通過兩次積分將輸入的模擬電壓轉(zhuǎn)換成與其平均值成正比的時間間隔。與此同步，在此時間間隔內(nèi)運用計數(shù)器對時鐘脈沖進行計數(shù)，從而實現(xiàn)A/D轉(zhuǎn)換。積分型ADC兩次積分的時間都是運用同一種時鐘發(fā)生器和計數(shù)器來確定，因此所得到的體現(xiàn)式與時鐘頻率無關(guān)，其轉(zhuǎn)換精度只取決于參照電壓VR。此外，由于輸入端采用了積分器，因此對交流噪聲的干擾有很強的克制能力。若把積分器定期積分的時間取為工頻信號的整數(shù)倍，可把由工頻噪聲引起的誤差減小到最小，從而有效地克制電網(wǎng)的工頻干擾。此類ADC重要應(yīng)用于低速、精密測量等領(lǐng)域，如數(shù)字電壓表。其長處是：辨別率高，可達22位；功耗低、成本低。缺陷是：轉(zhuǎn)換速率低，轉(zhuǎn)換速率在12位時為100～300SPS。

(4）壓頻變換型ADC：其長處是：精度高、價格較低、功耗較低。缺陷是：類似于積分型ADC，其轉(zhuǎn)換速率受到限制，12位時為100～300SPS?？紤]到本系統(tǒng)中對物體重量的測量和使用的場所，精度規(guī)定不是很苛刻，轉(zhuǎn)換速率規(guī)定也不高，而雙積分型A/D轉(zhuǎn)換器精度高，具有精確的差分輸入，重要的是輸入阻抗高（不小于），可自動調(diào)零，有超量程信號輸出，所有輸出于TTL電平兼容。且雙積分型A/D轉(zhuǎn)換器具有很強的抗干擾能力。對正負對稱的工頻干擾信號積分為零，因此對50Hz的工頻干擾克制能力較強，對高于工頻干擾（例如噪聲電壓）已經(jīng)有良好的濾波作用。只要干擾電壓的平均值為零，對輸出就不產(chǎn)生影響。尤其對本系統(tǒng)，緩慢變化的壓力信號，很輕易受到工頻信號的影響。根據(jù)系統(tǒng)的精度規(guī)定以及綜合的分析其長處和缺陷，本設(shè)計采用了8位A/D轉(zhuǎn)換器AD0804。2.4控制器部分本設(shè)計由于規(guī)定必須使用單片機作為系統(tǒng)的主控制器,并且以單片機為主控制器的設(shè)計，可以輕易地將計算機技術(shù)和測量控制技術(shù)結(jié)合在一起，構(gòu)成新型的只需要變化軟件程序就可以更新?lián)Q代的“智能化測量控制系統(tǒng)”。這種新型的智能儀表在測量過程自動化、測量成果的數(shù)據(jù)處理以及功能的多樣化方面，都獲得了巨大的進展。再則由于系統(tǒng)沒有其他高原則的規(guī)定，又考慮到本設(shè)計中程序部分比較大，根據(jù)總體方案設(shè)計的分析，設(shè)計這樣一種簡樸的的系統(tǒng)，可以選用帶EPROM的單片機，由于應(yīng)用程序不大，應(yīng)用程序直接存儲在片內(nèi)，不用在外部擴展存儲器，這樣電路也可簡化。INTEL企業(yè)的8051和8751都可使用，在這里選用ATMENL生產(chǎn)的AT89SXX系列單片機。AT89SXX系列與MCS-51相比有兩大優(yōu)勢：第一，片內(nèi)存儲器采用閃速存儲器，使程序?qū)懭胗右员?；第二，提供了更小尺寸的芯片，使整個硬件電路體積更小。此外價格低廉、性能比較穩(wěn)定的MCPU，具有8K×8ROM、256×8RAM、2個16位定期計數(shù)器、4個8位I/O接口。這些配置可以很好地實現(xiàn)本儀器的測量和控制規(guī)定最終我們最終選擇了AT89S52這個比較常用的單片機來實現(xiàn)系統(tǒng)的功能規(guī)定。AT89S52內(nèi)部帶有8KB的程序存儲器，基本上已經(jīng)可以滿足我們的需要。2.5顯示部分方案一、LED顯示：LED就是lightemittingdiode，發(fā)光二極管的英文縮寫，簡稱LED。它是一種通過控制半導(dǎo)體發(fā)光二極管的顯示方式，用來顯示文字、圖形、圖像、動畫、行情、視頻、錄像信號等多種信息的顯示屏幕。LED顯示屏構(gòu)造：基本的半導(dǎo)體數(shù)碼管是由七個條狀發(fā)光二極管芯片排列而成的。可實現(xiàn)0～9的顯示。其詳細構(gòu)造有“反射罩式”、“條形七段式”及“單片集成式多位數(shù)字式”等LED顯示屏與顯示方式:LED顯示塊是由發(fā)光二極管顯示字段的顯示屏件。一般使用的是七段LED。這種顯示塊有共陰極與共陽極兩種。共陰極LED顯示塊的發(fā)光二極管陰極共地。當某個發(fā)光二極管的陽極為高電平時，發(fā)光二極管點亮；共陽極LED顯示塊的發(fā)光二極管陽極并接。在設(shè)計中使用LED顯示塊構(gòu)成N位LED顯示屏。N位LED顯示屏有N根位選線和8*N根段選線。根據(jù)顯示方式不一樣，位選線與段選線的連接措施不一樣。段選線控制字符選擇，位選線控制顯示位的亮、暗。LED顯示屏有靜態(tài)顯示與動態(tài)顯示兩種方式。在多位LED顯示時，為了簡化電路，減少成本，將所有位的段選線并聯(lián)在一起，由一種8位I/O口控制，而共陰極點或共陽極點分別由響應(yīng)的I/O口線控制。其中兩片74LS244分別用于段信號和位信號的驅(qū)動，74LS273用于段信號的鎖存，其鎖存地址為7FFFH。如圖2-4所示：圖2-4LED數(shù)碼管顯示方式方案二、LCD顯示：LCD液晶顯示屏是LiquidCrystalDisplay的簡稱，LCD的構(gòu)造是在兩片平行的玻璃當中放置液態(tài)的晶體，兩片玻璃中間有許多垂直和水平的細小電線，透過通電與否來控制桿狀水晶分子變化方向，將光線折射出來產(chǎn)生畫面。比LED要好的多，不過價錢較其貴。在平常生活中，我們對液晶顯示屏并不陌生。液晶顯示模塊已作為諸多電子產(chǎn)品的通過器件，如在計算器、萬用表、電子表及諸多家用電子產(chǎn)品中都可以看到，顯示的重要是數(shù)字、專用符號和圖形。在單片機的人機交流界面中，一般的輸出方式有如下幾種：發(fā)光管、LED數(shù)碼管、液晶顯示屏。發(fā)光管和LED數(shù)碼管比較常用，軟硬件都比較簡樸，在前面章節(jié)已經(jīng)簡介過，在此不作簡介，本章重點簡介字符型液晶顯示屏的應(yīng)用。在單片機系統(tǒng)中應(yīng)用晶液顯示屏作為輸出器件有如下幾種長處：（1）顯示質(zhì)量高：由于液晶顯示屏每一種點在收到信號后就一直保持那種色彩和亮度，恒定發(fā)光，而不像陰極射線管顯示屏（CRT）那樣需要不停刷新新亮點。因此，液晶顯示屏畫質(zhì)高且不會閃爍。（2）數(shù)字式接口：液晶顯示屏都是數(shù)字式的，和單片機系統(tǒng)的接口愈加簡樸可靠，操作愈加以便。（3）體積小、重量輕：液晶顯示屏通過顯示屏上的電極控制液晶分子狀態(tài)來到達顯示的目的，在重量上比相似顯示面積的老式顯示屏要輕得多。（4）功耗低：相對而言，液晶顯示屏的功耗重要消耗在其內(nèi)部的電極和驅(qū)動IC上，因而耗電量比其他顯示屏要少得多。液晶顯示的原理是運用液晶的物理特性，通過電壓對其顯示區(qū)域進行控制，有電就有顯示，這樣即可以顯示出圖形。液晶顯示屏具有厚度薄、合用于大規(guī)模集成電路直接驅(qū)動、易于實現(xiàn)全彩色顯示的特點，目前已經(jīng)被廣泛應(yīng)用在便攜式電腦、數(shù)字攝像機、PDA移動通信工具等眾多領(lǐng)域。液晶顯示屏多種圖形的顯示原理：（1）線段的顯示：點陣圖形式液晶由M×N個顯示單元構(gòu)成，假設(shè)LCD顯示屏有64行，每行有128列，每8列對應(yīng)1字節(jié)的8位，即每行由16字節(jié)，共16×8=128個點構(gòu)成，屏上64×16個顯示單元與顯示RAM區(qū)1024字節(jié)相對應(yīng)，每一字節(jié)的內(nèi)容和顯示屏上對應(yīng)位置的亮暗對應(yīng)。例如屏的第一行的亮暗由RAM區(qū)的000H——00FH的16字節(jié)的內(nèi)容決定，當（000H）=FFH時，則屏幕的左上角顯示一條短亮線，長度為8個點；當（3FFH）=FFH時，則屏幕的右下角顯示一條短亮線；當（000H）=FFH，（001H）=00H，（002H）=00H，（00EH）=00H，（00FH）=00H時，則在屏幕的頂部顯示一條由8段亮線和8條暗線構(gòu)成的虛線。這就是LCD顯示的基本原理。（2）字符的顯示：用LCD顯示一種字符時比較復(fù)雜，由于一種字符由6×8或8×8點陣構(gòu)成，既要找到和顯示屏幕上某幾種位置對應(yīng)的顯示RAM區(qū)的8字節(jié)，還要使每字節(jié)的不一樣位為“1”，其他的為“0”，為“1”的點亮，為“0”的不亮。這樣一來就構(gòu)成某個字符。但由于內(nèi)帶字符發(fā)生器的控制器來說，顯示字符就比較簡樸了，可以讓控制器工作在文本方式，根據(jù)在LCD上開始顯示的行列號及每行的列數(shù)找出顯示RAM對應(yīng)的地址，設(shè)置光標，在此送上該字符對應(yīng)的代碼即可。（3）中文的顯示：中文的顯示一般采用圖形的方式，事先從微機中提取要顯示的中文的點陣碼（一般用字模提取軟件），每個中文占32B，分左右兩半，各占16B，左邊為1、3、5……右邊為2、4、6……根據(jù)在LCD上開始顯示的行列號及每行的列數(shù)可找出顯示RAM對應(yīng)的地址，設(shè)置光標，送上要顯示的中文的第一字節(jié)，光標位置加1，送第二個字節(jié)，換行按列對齊，送第三個字節(jié)……直到32B顯示完就可以LCD上得到一種完整中文。1602字符型LCD簡介：字符型液晶顯示模塊是一種專門用于顯示字母、數(shù)字、符號等點陣式LCD，目前常用16*1，16*2，20*2和40*2行等的模塊。我們以1602LCD字符型液晶顯示屏為例。1602LCD分為帶背光和不帶背光兩種，基控制器大部分為HD44780，帶背光的比不帶背光的厚，與否帶背光在應(yīng)用中并無差異。1602LCD重要技術(shù)參數(shù)：顯示容量：16×2個字符、芯片工作電壓：4.5—5.5V、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。由于本次設(shè)計的顯示模塊需要顯示多位數(shù)字，假如采用數(shù)碼管顯示的話將會占用多種單片機I/O口，使得電路變得更為復(fù)雜。因此選用液晶顯示，1602LCD符合基本條件，可以采用。2.6鍵盤部分鍵盤輸入是人機交互界面中重要的構(gòu)成部分，它是系統(tǒng)接受顧客指令的直接途徑。操作者通過鍵盤向系統(tǒng)發(fā)送多種指令或置入必要的數(shù)據(jù)信息。因此鍵盤模塊設(shè)計的好壞，直接關(guān)系到系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性。鍵盤是由若干個按鍵開關(guān)構(gòu)成，鍵的多少根據(jù)單片機應(yīng)用系統(tǒng)的用途而定。鍵盤由許多鍵構(gòu)成，每一種鍵相稱于一種機械開關(guān)觸點，當鍵按下時，觸點閉合，當鍵松開時，觸點斷開。單片機接受到按鍵的觸點信號后作對應(yīng)的功能處理。因此，相對于單片機系統(tǒng)來說鍵盤接口信號是輸入信號。由于電子秤需要設(shè)置單價（十個數(shù)字鍵），還具有去皮、累加、清零等功能，總共需設(shè)置17個鍵（包括一種復(fù)位鍵）。鍵盤的擴展有如下方案：方案一、專用芯片式設(shè)計：專用鍵盤處理芯片一般功能比較完善，芯片自身能完畢對按鍵的編碼、掃描、消抖和重鍵等問題的處理，甚至還集成了顯示接口功能。列如Intel8279是一種為8位微處理器設(shè)計的比較成熟的通用鍵盤/顯示屏接口芯片，其功能有：接受來自鍵盤的輸入數(shù)據(jù)，并作預(yù)處理；數(shù)據(jù)顯示的管理和數(shù)據(jù)顯示屏的控制。專用鍵盤處理芯片的長處很明顯，可靠性高，口簡樸，使用以便，適合處理按鍵較多的狀況。但在諸多應(yīng)用場所，考慮成本原因，也許并不是最佳選擇。方案二、矩陣式鍵盤設(shè)計：矩陣式鍵盤又叫行列式鍵盤，用I/O口線構(gòu)成行、列構(gòu)造，按鍵設(shè)置在行列的交點上。例如，用2×2的行列構(gòu)造可構(gòu)成4個鍵的鍵盤，4×4行列構(gòu)造可構(gòu)成16個鍵的鍵盤，如圖2-5所示。因此，在按鍵數(shù)量較多時，可以節(jié)省I/O口線。相對于專用芯片式可以節(jié)省成本，且更為靈活。缺陷就是需要用軟件處理消抖、重鍵等問題。圖2-54×4矩陣鍵盤結(jié)合本設(shè)計的實際規(guī)定，16個按鍵使用4×4矩陣式鍵盤，此外一種復(fù)位鍵使用獨立式按鍵實現(xiàn)。2.7語音部分本設(shè)計采用電子秤專用語音芯片sc1010b，sc1010b采用臺灣最新母體，真人語音報數(shù)，外圍元件少，電路簡樸，控制以便，成本低。sc1010b的電氣特性：電源電壓VDD：2.4～3.6V、靜態(tài)電流：Isb≤5μA、工作電流：Iop=2mA(noload)、音頻輸出方式：PWM（D/A）輸出8歐0.5W喇叭。3硬件電路設(shè)計根據(jù)設(shè)計規(guī)定與設(shè)計思緒，此電路由AT89S52的最小系統(tǒng)電路、數(shù)據(jù)采集電路、顯示電路、語音電路和鍵盤電路構(gòu)成。3.1AT89S52的最小系統(tǒng)電路AT89S52單片機的最小系統(tǒng)由時鐘電路、復(fù)位電路、電源電路及單片機構(gòu)成。3.1.1、單片機芯片AT89S52簡介：單片機采用MCS-51系列單片機。由ATMEL企業(yè)生產(chǎn)的AT89S52是一種低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8K在系統(tǒng)可編程Flash存儲器。使用Atmel企業(yè)高密度非易失性存儲器技術(shù)制造，與工業(yè)80C51產(chǎn)品指令和引腳完全兼容。在單芯片上，擁有機靈的8位CPU和在線系統(tǒng)可編程Flash，使得AT89S52為眾多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高靈活、有效的處理方案。AT89S52具有如下原則功能：8k字節(jié)Flash，256字節(jié)RAM，32位I/O口線，看門狗定期器，2個數(shù)據(jù)指針，三個16位定期器/計數(shù)器，一種6向量2級中斷構(gòu)造，全雙工串行口，片內(nèi)晶振及時鐘電路?？臻e模式下，CPU停止工作，容許RAM、定期器/計數(shù)器、串口、中斷繼續(xù)工作。掉電保護方式下，RAM內(nèi)容被保留，振蕩器被凍結(jié)，單片機一切工作停止，直到下一種中斷或硬件復(fù)位為止。并且，它還具有一種看門狗（WDT）定期/計數(shù)器，假如程序沒有正常工作，就會強制整個系統(tǒng)復(fù)位，還可以在程序陷入死循環(huán)的時候，讓單片機復(fù)位而不用整個系統(tǒng)斷電，從而保護你的硬件電路。AT89S52有40個引腳，32個外部雙向輸入/輸出（I/O）端口，同步內(nèi)含2個外中斷口，2個16位可編程定期計數(shù)器,2個全雙工串行通信口，片上Flash容許程序存儲器在系統(tǒng)可編程，亦適于常規(guī)編程器。其將通用的微處理器和Flash存儲器結(jié)合在一起，尤其是可反復(fù)擦寫的Flash存儲器可有效地減少開發(fā)成本。3.1.2、單片機管腳闡明：VCC：供電電壓。GND：接地。P0口：P0口為一種8位漏級開路雙向I/O口，每腳可吸取8TTL門流。當P1口的管腳第一次寫1時，被定義為高阻輸入。P0可以用于外部程序數(shù)據(jù)存儲器，它可以被定義為數(shù)據(jù)/地址的第八位。在FIASH編程時，P0口作為原碼輸入口，當FIASH進行校驗時，P0輸出原碼，此時P0外部必須被拉高。P1口：P1口是一種內(nèi)部提供上拉電阻的8位雙向I/O口，P1口緩沖器能接受輸出4TTL門電流。P1口管腳寫入1后，被內(nèi)部上拉為高，可用作輸入，P1口被外部下拉為低電平時，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故。在FLASH編程和校驗時，P1口作為第八位地址接受。P2口：P2口為一種內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口，P2口緩沖器可接受，輸出4個TTL門電流，當P2口被寫“1”時，其管腳被內(nèi)部上拉電阻拉高，且作為輸入。并因此作為輸入時，P2口的管腳被外部拉低，將輸出電流。這是由于內(nèi)部上拉的緣故。P2口當用于外部程序存儲器或16位地址外部數(shù)據(jù)存儲器進行存取時，P2口輸出地址的高八位。在給出地址“1”時，它運用內(nèi)部上拉優(yōu)勢，當對外部八位地址數(shù)據(jù)存儲器進行讀寫時，P2口輸出其特殊功能寄存器的內(nèi)容。P2口在FLASH編程和校驗時接受高八位地址信號和控制信號。P3口：P3口管腳是8個帶內(nèi)部上拉電阻的雙向I/O口，可接受輸出4個TTL門電流。當P3口寫入“1”后，它們被內(nèi)部上拉為高電平，并用作輸入。作為輸入，由于外部下拉為低電平，P3口將輸出電流（ILL），這是由于上拉的緣故。P3口也可作為AT89S52的某些特殊功能口，如表3-1所示：表3-1P3.0口引腳功能表P3口引腳第二功能P3.0RXD（串行口輸入）P3.1TXD（串行口輸出）P3.2INT0（外部中斷0輸入）P3.3INT1（外部中斷1輸入）P3.4T0（定期器0外部脈沖輸入）P3.5T1（定期器1外部脈沖輸入）P3.6WR（外部數(shù)據(jù)存儲器寫脈沖輸出）P3.7RD（外部數(shù)據(jù)存儲器讀脈沖輸出）P3口同步為閃爍編程和編程校驗接受某些控制信號。RST：復(fù)位輸入。當振蕩器復(fù)位器件時，要保持RST腳兩個機器周期的高電平時間。ALE/PROG：當訪問外部存儲器時，地址鎖存容許的輸出電平用于鎖存地址的地位字節(jié)。在FLASH編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。在平時，ALE端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號，此頻率為振蕩器頻率的1/6。因此它可用作對外部輸出的脈沖或用于定期目的。然而要注意的是：每當用作外部數(shù)據(jù)存儲器時，將跳過一種ALE脈沖。如想嚴禁ALE的輸出可在SFR8EH地址上置0。此時，ALE只有在執(zhí)行MOVX，MOVC指令是ALE才起作用。此外，該引腳被略微拉高。假如微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài)ALE嚴禁，置位無效。/PSEN：外部程序存儲器的選通信號。在由外部程序存儲器取指期間，每個機器周期兩次/PSEN有效。但在訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時，這兩次有效的/PSEN信號將不出現(xiàn)。/EA/VPP：當/EA保持低電平時，則在此期間外部程序存儲器（0000H-FFFFH），不管與否有內(nèi)部程序存儲器。注意加密方式1時，/EA將內(nèi)部鎖定為RESET；當/EA端保持高電平時，此間內(nèi)部程序存儲器。在FLASH編程期間，此引腳也用于施加12V編程電源（VPP）。XTAL1：反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時鐘工作電路的輸入。XTAL2：來自反向振蕩器的輸出。AT89S52芯片管腳圖如下：圖3-1AT89S52芯片管腳圖3.1.3、AT89S52的最小系統(tǒng)電路構(gòu)成：AT89S52單片機的最小系統(tǒng)由時鐘電路、復(fù)位電路、電源電路及單片機構(gòu)成。單片機的時鐘信號用來提供單片機片內(nèi)多種操作的時間基準，復(fù)位操作則使單片機的片內(nèi)電路初始化，使單片機從一種確定的初態(tài)開始運行。單片機的時鐘信號一般用兩種電路形式得到：內(nèi)部振蕩方式和外部振蕩方式。在引腳XTAL1和XTAL2外接晶體振蕩器(簡稱晶振)或陶瓷諧振器，就構(gòu)成了內(nèi)部振蕩方式。由于單片機內(nèi)部有一種高增益反相放大器，當外接晶振后，就構(gòu)成了自激振蕩器并產(chǎn)生振蕩時鐘脈沖。當MCS-5l系列單片機的復(fù)位引腳RST(全稱RESET)出現(xiàn)2個機器周期以上的高電平時，單片機就執(zhí)行復(fù)位操作。假如RST持續(xù)為高電平，單片機就處在循環(huán)復(fù)位狀態(tài)。根據(jù)應(yīng)用的規(guī)定，復(fù)位操作一般有兩種基本形式：上電復(fù)位和上電或開關(guān)復(fù)位。上電復(fù)位規(guī)定接通電源后，自動實現(xiàn)復(fù)位操作。上電或開關(guān)復(fù)位規(guī)定電源接通后，單片機自動復(fù)位，并且在單片機運行期間，用開關(guān)操作也能使單片機復(fù)位。單片機的復(fù)位操作使單片機進入初始化狀態(tài)，其中包括使程序計數(shù)器PC＝0000H，這表明程序從0000H地址單元開始執(zhí)行。系統(tǒng)復(fù)位是任何微機系統(tǒng)執(zhí)行的第一步，使整個控制芯片回到默認的硬件狀態(tài)下。51單片機的復(fù)位是由RESET引腳來控制的，此引腳與高電平相接超過24個振蕩周期后，51單片機即進入芯片內(nèi)部復(fù)位狀態(tài)，并且一直在此狀態(tài)下等待，直到RESET引腳轉(zhuǎn)為低電平后，才檢查EA引腳是高電平或低電平，若為高電平則執(zhí)行芯片內(nèi)部的程序代碼，若為低電平便會執(zhí)行外部程序。3.2數(shù)據(jù)采集電路數(shù)據(jù)采集電路由測量電路、放大電路、A/D轉(zhuǎn)換電路構(gòu)成。3.2.1測量電路及放大電路測量部分由稱重傳感器來完畢，不過在protues中沒有穩(wěn)重傳感器，根據(jù)其原理，在仿真電路中用電橋電路來替代，由于采用的壓電傳感器輸出的電壓信號比較弱，直接輸送給A/D轉(zhuǎn)換系統(tǒng)無法正常完畢轉(zhuǎn)換，需要進行信號放大，這樣才能保證信號轉(zhuǎn)換的精確性。放大電路采用INA122儀表放大器。INA122是精密低噪聲信號采集儀表放大器，內(nèi)部采用2個運放設(shè)計，使之具有非常低的靜態(tài)電流的優(yōu)越性能，可用于便攜式儀表和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。INA122工作在很寬的單電源供電下(2．2～36V)，靜態(tài)電流僅60μA。用一種外部電阻，可設(shè)定從5～10000V／V的任意增益值。激光校正保證了極低失調(diào)電壓及漂移和優(yōu)越的共模克制。在噪聲環(huán)境或高阻電源應(yīng)用時，芯片電源端要用電容濾波，且應(yīng)盡量靠近芯片電源腳放置?；鶞识吮仨毷堑妥柽B接，如有10Ω串聯(lián)電阻，則共?？酥票葘⑾陆导s80dB(G=1)。增益與RG的選擇如下表所示。增益G=5200kΩ／RG，公式中\(zhòng)o"IC庫存:200k"200kΩ等于\o"IC庫存:INA122"INA122內(nèi)部兩個反饋回路電阻之和。內(nèi)部兩個反饋電阻是通過激光校正的，因此外部電阻RG的選用對增益影響就很大，應(yīng)選用穩(wěn)定性好、溫度漂移小的電阻。INA122采用8腳塑封DIP和SO-8封裝。如下是INA122的引腳功能：（1）1、8腳：RG，增益設(shè)置端，一般接入精密電阻；（2）3、2腳：IN+、IN-，差分正負輸入端，一般輸入傳感器信號；（3）7、4腳：V+、V-，正負電源輸入端，一般各自與地接入0.1uf的去耦電容器；（4）5腳：參照輸入端，一般接地；（5）6腳：放大器輸入端。測量電路及放大電路仿真圖如下所示：圖3-2測量電路及放大電路3.2.2A/D轉(zhuǎn)換電路本設(shè)計采用的A/D芯片為ADC0804，它是CMOS8位單通道逐次漸近型的模/數(shù)轉(zhuǎn)換器，此類型的A/D轉(zhuǎn)換器除了轉(zhuǎn)換速度快（幾十至幾百us）、辨別率高外，尚有價錢廉價的長處，其轉(zhuǎn)換原理如下：第一次尋找成果：10000000（若假設(shè)值≤輸入值，則尋找位=假設(shè)位=1）第二次尋找成果：11000000（若假設(shè)值≤輸入值，則尋找位=假設(shè)位=1）第三次尋找成果：11000000（若假設(shè)值>輸入值，則尋找位=該假設(shè)位=0）第四次尋找成果：11010000（若假設(shè)值≤輸入值，則尋找位=假設(shè)位=1）第五次尋找成果：11010000（若假設(shè)值>輸入值，則尋找位=該假設(shè)位=0）第六次尋找成果：11010100（若假設(shè)值≤輸入值，則尋找位=假設(shè)位=1）第七次尋找成果：11010110（若假設(shè)值≤輸入值，則尋找位=假設(shè)位=1）第八次尋找成果：11010110（若假設(shè)值>輸入值，則尋找位=該假設(shè)位=0）這樣使用二分法的尋找方式，只要8次尋找，就能完畢轉(zhuǎn)換的動作。其規(guī)格及引腳圖如圖3-3所示：圖3-3：ADC0804規(guī)格及引腳分派圖其引腳功能如下：/CS：芯片片選信號，低電平有效，即/CS=0,該芯片才能正常工作，在外接多種ADC0804芯片時，該信號可以作為選擇地址使用，通過不一樣的地址信號使能不一樣的ADC0804芯片，從而可以實現(xiàn)多種ADC通道的分時復(fù)用。/WR:啟動ADC0804進行ADC采樣，該信號低電平有效，即/WR信號由高電平變成低電平時，觸發(fā)一次ADC轉(zhuǎn)換。/RD:低電平有效，即/RD=0時，可以通過數(shù)據(jù)端口DB0～DB7讀出本次的采樣成果。UIN（+）和UIN（-）：模擬電壓輸入端，模擬電壓輸入接UIN（+）端，UIN（-）端接地。雙邊輸入時UIN（+）、UIN（-）分別接模擬電壓信號的正端和負端。當輸入的模擬電壓信號存在“零點漂移電壓”時，可在UIN（-）接一等值的零點賠償電壓，變換時將自動從UIN（+）中減去這一電壓。VREF/2：參照電壓接入引腳，該引腳可外接電壓也可懸空，若外界電壓，則ADC的參照電壓為該外界電壓的兩倍，如不外接，則Vref與Vcc共用電源電壓，此時ADC的參照電壓即為電源電壓Vcc的值。CLKR和CLKIN：外接RC電路產(chǎn)生模數(shù)轉(zhuǎn)換器所需的時鐘信號，時鐘頻率CLK=1/1.1RC，一般規(guī)定頻率范圍100KHz～1.28MHz。AGND和DGND：分別接模擬地和數(shù)字地。/INT:中斷祈求信號輸出引腳，該引腳低電平有效，當一次A/D轉(zhuǎn)換完畢后，將引起/INT=0，實際應(yīng)用時，該引腳應(yīng)與微處理器的外部中斷輸入引腳相連（如51單片機的INT0,INT1腳），當產(chǎn)生/INT信號有效時，還需等待/RD=0才能對的讀出A/D轉(zhuǎn)換成果，若ADC0804單獨使用，則可以將/INT引腳懸空。DB0~DB7：輸出A/D轉(zhuǎn)換后的8位二進制成果。A/D轉(zhuǎn)換電路如下圖所示：圖3-4A/D轉(zhuǎn)換電路3.3顯示電路字符型液晶顯示模塊是一種專門用于顯示字母、數(shù)字、符號等點陣式LCD，本設(shè)計采用16*2行的模塊。1602液晶模塊內(nèi)部的字符發(fā)生存儲器（CGROM）已經(jīng)存儲了160個不一樣的點陣字符圖形，這些字符有：阿拉伯數(shù)字、英文字母的大小寫、常用的符號、和日文假名等，每一種字符均有一種固定的代碼，使用仿便簡樸。1602液晶模塊各引腳接口闡明如表3-2所示：表3-2LCD引腳功能表編號符號引腳闡明編號符號引腳闡明1VSS電源地9D2數(shù)據(jù)2VDD電源正極10D3數(shù)據(jù)3VL液晶顯示偏壓11D4數(shù)據(jù)4RS數(shù)據(jù)/命令選擇12D5數(shù)據(jù)5R/W讀/寫選擇13D6數(shù)據(jù)6E使能信號14D7數(shù)據(jù)7D0數(shù)據(jù)15BLA背光源正極8D1數(shù)據(jù)16BLK背光源負極1602液晶模塊與單片機連接圖如下所示：圖3-5顯示電路3.4語音電路電子秤專用語音芯片sc1010b儲存的語音內(nèi)容如表3-3所示，每次發(fā)脈沖觸發(fā)信號前先發(fā)RST復(fù)位脈沖，等待100us后，再發(fā)觸發(fā)信號,發(fā)N個觸發(fā)信號放第N段語音。表3-3語音內(nèi)容地址語音內(nèi)容地址語音內(nèi)容1無14千2015點3116元4217角5318分6419單價7520公斤8621金額9722重量10823總計11924您好12十25謝謝13百電子秤專用語音芯片sc1010b的引腳功能如表3-4所示：表3-4引腳功能腳號名稱功能1RT脈沖計數(shù)復(fù)位2CT脈沖觸發(fā)信號3BUY工作狀態(tài)反饋4IOC5VS電源負6W1C7VD電源正8W/CAC信號輸出電子秤專用語音芯片sc1010b與單片機連接圖如圖3-6所示：圖3-6語音電路4系統(tǒng)軟件設(shè)計程序設(shè)計是一件復(fù)雜的工作，為了把復(fù)雜的工作條理化，就要有對應(yīng)的環(huán)節(jié)和措施。其環(huán)節(jié)可概括為如下三點：⑴分析系統(tǒng)控制規(guī)定，確定算法：對復(fù)雜的問題進行詳細的分析，找出合理的計算措施及合適的數(shù)據(jù)構(gòu)造，從而確定編寫程序的環(huán)節(jié)。這是能否編制出高質(zhì)量程序的關(guān)鍵。⑵根據(jù)算法畫流程圖：畫程序框圖可以把算法和解題環(huán)節(jié)逐漸詳細化，以減少出錯的也許性。⑶編寫程序：根據(jù)程序框圖所示的算法和環(huán)節(jié)，選用合適的指令排列起來，構(gòu)成一種有機的整體，即程序。程序數(shù)據(jù)的一種理想措施是構(gòu)造化程序設(shè)計措施。構(gòu)造化程序設(shè)計是對運用到的控制構(gòu)造類程序做合適的限制，尤其是限制轉(zhuǎn)向語句(或指令)的使用，從而控制了程序的復(fù)雜性，力爭程序的上、下文次序與執(zhí)行流程保持一致性，使程序易讀易理解，減少邏輯錯誤和易于修改、調(diào)試。4.1主程序流程圖圖4-1主程序流程圖主程序如下：voidmain(){lcdini();date=0;rst=1;delayus(13);rst=0;delayus(13);while(1){key=jpsm();weight=adc0804();if(key==11) price=djsz();sjxs(weight,price);if(key==15) speaks();}}4.2A/D轉(zhuǎn)換子程序流程圖圖4-2A/D轉(zhuǎn)換流程圖A/D轉(zhuǎn)換子程序如下：uintadc0804()//AD轉(zhuǎn)換子程序{uinti,ad[10],adv,adc;staticuintpi;floatfad;if(key==14)pi=0;for(i=0;i<10;i++) { wr=0;_nop_(); wr=1;_nop_(); rd=1;_nop_(); rd=0;_nop_(); ad[i]=P1; rd=1; }adv=add(ad)/10;fad=(float)adv*3.903;adc=(uint)fad;if(adc%10>4)//四舍五入 adc=adc+10;adc=adc/10;if(key==12)//去皮 pi=adc;return(adc-pi);}4.3鍵盤掃描子程序流程圖圖4-3鍵盤掃描流程圖鍵盤掃描子程序如下：ucharjpsm()//鍵盤掃描{ucharnum=16;//num是鍵值，沒鍵按下時是16uchari=0;//按鍵松開標志P3=0xf0;if(P3!=0xf0){delayms(10);//延時消抖if(P3!=0xf0) {switch(P3) {case0x70:num=0;break; case0xb0:num=1;break; case0xd0:num=2;break; case0xe0:num=3;break; default:break; } P3=0x0f; switch(P3) {case0x07:num+=0;break; case0x0b:num+=4;break; case0x0d:num+=8;break; case0x0e:num+=12;break; default:break; } i=1; while(i) { P3=0xf0; if(P3==0xf0) i=0; } }}returnnum;}4.4顯示子程序流程圖圖4-4顯示流程圖顯示子程序如下：voidsjxs(uintda,uintp)//數(shù)據(jù)顯示{ucharsj[10],i;staticfloatjsz,ljz,zl,dj;jsz=zl*dj;//計算總價sum=jsz+ljz; if(key==13)//累加 ljz=sum; if(key==14)//清零 ljz=0;sum1=(uint)sum;sum2=(sum-sum1)*100;if(sum2%10>4)sum=sum+0.1;sum1=(uint)sum;sum2=(sum-sum1)*100;sj[0]=da/10;sj[1]=da%10;zl=sj[0]+sj[1]*0.1;sj[2]=p/100;sj[3]=p/10%10;sj[4]=p%10;dj=sj[2]*10+sj[3]+sj[4]*0.1;sj[5]=sum1/1000;sj[6]=sum1/100%10;sj[7]=sum1/10%10;sj[8]=sum1%10;sj[9]=sum2/10;setpos(0x03);for(i=0;i<2;i++) {writedata(num[sj[i]]); if(i==0) writedata('.'); }setpos(0x0b);for(i=2;i<5;i++) { writedata(num[sj[i]]); if(i==3) writedata('.'); }setpos(0x46);for(i=5;i<10;i++) { writedata(num[sj[i]]); if(i==8) writedata('.'); }}5總結(jié)在本次畢業(yè)設(shè)計中，我花了大量的時間和精力進行資料查閱和調(diào)試電路板，結(jié)合自己所學(xué)，認真處理每一種功能模塊中碰到的問題。在設(shè)計各個功能模塊之前，我用Protues仿真軟件進行了各個模塊的仿真，并最終確定一種總的電路原理圖。但由于缺乏實踐經(jīng)驗，電路中尚有些功能不夠完善，有寫參數(shù)不夠精確，并且抗干擾能力也不夠好?？傊谶@次畢業(yè)設(shè)計中，我學(xué)會了怎樣把自己所學(xué)的書本知識應(yīng)用到實處?？吹阶约涸O(shè)計的功能電路能在仿真軟件中運行、調(diào)試好的電路對的運行，我有了很大的成就感。此外，通過詳細的操作，我掌握了各個功能模塊的接口設(shè)計措施，無論是在設(shè)計思想還是在動手能力上均有了很大的提高。致謝通過幾種月的忙碌，本次畢業(yè)設(shè)計已經(jīng)靠近尾聲，作為一種本科生的畢業(yè)設(shè)計，由于經(jīng)驗的匱乏，難免有許多考慮不周全的地方，假如沒有導(dǎo)師的督促指導(dǎo)，以及同學(xué)們的支持，想要完畢這個設(shè)計是難以想象的。

在這里要感謝我的導(dǎo)師恩德老師。他平日里工作繁多，但在我做畢業(yè)設(shè)計的每個階段都予以了我悉心的指導(dǎo)。除了敬佩恩德老師的專業(yè)水平外，他的治學(xué)嚴謹和科學(xué)研究的精神也是我永遠學(xué)習(xí)的楷模，并將積極影響我此后的學(xué)習(xí)和工作。

最終還要感謝大學(xué)四年來所有的老師，為我們打下專業(yè)知識的基礎(chǔ)；同步還要感謝所有的同學(xué)們，正是由于有了你們的支持和鼓勵。本次畢業(yè)設(shè)計才會順利完畢。

參考文獻[1]余發(fā)山，王福忠．單片機原理及應(yīng)用技術(shù)［Ｍ］．徐州：中國礦業(yè)大學(xué)出版社．：76-251.[2]張振榮．MCS-51單片機原理及實用技術(shù)［Ｍ］．北京：人民郵電出版社．：14-19.[3]艾永樂，付子義．數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)［Ｍ］．北京：中國電力出版社．：146-164.[4]賈宗璞，許合利．C語言程序設(shè)計［Ｍ］．徐州：中國礦業(yè)大學(xué)出版社．：147-156.[5]樓然苗．51系列單片機設(shè)計實例［Ｍ］．北京：北京航空航天大學(xué)出版社．：50-60.[6]艾永樂，付子義．模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)［Ｍ］．北京：中國電力出版社．：119-126．[7]單成祥.傳感器理論設(shè)計基礎(chǔ)及其應(yīng)用［Ｍ］．北京：國防工業(yè)出版社.1999：12-36.[8]何希才，薛永毅.傳感器及其應(yīng)用實例［Ｍ］．北京：機械工業(yè)出版社.：45-62[9]周立功.單片機試驗與實踐［Ｍ］．北京：北京航空航天大學(xué)出版社.：16-23[10]何立民．單片機高級教程［Ｍ］．北京：北京航空航天大學(xué)出版社．：51-59．[11]宋文續(xù)，揚帆.傳感器與檢測技術(shù)［Ｍ］．北京：高等教育出版社.：32-41附錄1程序清單：#include<reg52.h>#include<intrins.h>#defineuintunsignedint#defineucharunsignedcharucharsp[10]={1,14,1,13,1,12,1,16,1,17};ucharnum[10]={'0','1','2','3','4','5','6','7','8','9'};ucharkey;//key是鍵值uintsum1,sum2,price,weight;staticfloatsum;sbite=P2^6;//LCD的e端sbitrw=P2^5;//LCD的rw端sbitrs=P2^4;//LCD的rs端sbitrd=P2^0;//AD的rd端sbitwr=P2^1;//AD的wr端sbitrst=P2^2;//語音芯片復(fù)位端sbitdate=P2^3;//語音芯片數(shù)據(jù)端sbitbusy=P2^7;//語音芯片忙信號檢測端voiddelayms(uint);voiddelayus(uint);voidspeak(uchar);voidmang();voidspeaks();voidlcdbusy();voidwritecmd(uchar);voidwritedata(uchar);voidsetpos(uchar);voidlcdini();uintadd(uinta[]);uintadc0804();ucharjpsm();uintdjsz();voidsjxs(uint,uint);voidmain(){lcdini();date=0;rst=1;delayus(13);rst=0;delayus(13);while(1){key=jpsm();weight=adc0804();if(key==11) price=djsz();sjxs(weight,price);if(key==15)speaks();}}voiddelayms(uintms)//通用延時子程序{uinti,k;for(k=ms;k>0;k--)for(i=125;i>0;i--) ;}voiddelayus(uintus){while(us--);}voidspeak(ucharsy){uchari;rst=1;delayus(13);rst=0;delayus(13);for(i=0;i<sy;i++) { date=1; delayus(13); date=0; delayus(13); }}voidmang(){uinti;for(i=0;i<50;i++) { delayms(100); if(busy==0) break; }}voidspeaks(){uchari;sp[0]=sum1/1000+2;sp[2]=sum1/100%10+2;sp[4]=sum1/10%10+2;sp[6]=sum1%10+2;sp[8]=sum2/10+2;if(sp[0]!=2) { for(i=0;i<10;i++) { speak(sp[i]); mang(); if(sp[2]==2&&sp[4]==2&&sp[6]==0&&i==2) i+=4; if(sp[4]==2&&sp[6]==2&&i==4) i+=2; if(sp[2]==2&&i==2) i++; if(sp[4]==2&&i==4) i++; if(sp[6]==2&&i==5) i++; if(sp[8]==2&&i==7) break; } }elseif(sp[2]!=2) { for(i=2;i<10;i++) { speak(sp[i]); mang(); if(sp[4]==2&&sp[6]==2&&i==4) i+=2; if(sp[4]==2&&i==4) i++; if(sp[6]==2&&i==5) i++; if(sp[8]==2&&i==7) break; } } elseif(sp[4]!=2) { for(i=4;i<10;i++) { speak(sp[i]); mang(); if(sp[6]==2&&i==5) i++; if(sp[8]==2&&i==7) break; } } elseif(sp[6]!=2) { for(i=6;i<10;i++) { speak(sp[i]); mang(); if(sp[8]==2&&i==7) break; } } elseif(sp[8]!=2) { for(i=8;i<10;i++) { speak(sp[i]); mang(); } }}voidlcdbusy()//LCD忙信號檢測{P0=0xff;rs=0;rw=1;e=1;_nop_();_nop_();while(P0&0x80){e=0;_nop_();_nop_();e=1;_nop_();_nop_();}e=0;}voidwritecmd(ucharcmd)//寫指令{lcdbusy();rs=0;rw=0;e=1;P0=cmd;_nop_();_nop_();e=0;}voidwritedata(uchardat)//寫數(shù)據(jù){lcdbusy();rs=1