基于单片机的智能称重系统设计【自动化毕业论文开题报告外文翻译说明书】.zip
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基于单片机的智能称重系统设计【自动化毕业论文开题报告外文翻译说明书】.zip,自动化毕业论文开题报告外文翻译说明书,毕业设计开题报告,毕业论文开题报告
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毕 业 设 计（论 文）任 务 书1本毕业设计（论文）课题应达到的目的： 本课题是应用性课题，要求学生通过设计一个单片机控制系统对单片机原理及其开发技术作一个全面的复习，完成系统电路原理图、学会选择各种接口器件并掌握接口技术，制作出符合设计要求的硬件电路板，并编写相应的程序和进行程序的调试。通过毕业设计进一步提高自已的动手能力。 通过本毕业设计，使学生能综合大学期间所学的知识，学会通过查阅资料，根据要求独立完成一个单片机测控系统的设计,硬件制作和程序编写，从而培养学生的独立设计能力和应用能力。2本毕业设计（论文）课题任务的内容和要求（包括原始数据、技术要求、工作要求等）： 本课题是应用性课题，要求学生通过设计一个单片机控制系统对单片机原理及其开发技术作一个全面的复习，完成系统电路原理图、学会选择各种接口器件并掌握接口技术，制作出符合设计要求的硬件电路板，并编写相应的程序和进行程序的调试。通过毕业设计进一步提高自已的动手能力。要求设计一个智能称重系统，通过对目前已有的称重系统进行分析，通过传感器、接口电路、单片机以及测距系统的研究，达到能在一定精度范围内称重，计价并储存相应信息的要求。 要求：1.设计系统实现方案，并进行仿真调试，验证设计方案2.选择控制器，进行硬件电路的设计，包括检测电路、提示电路上、显示电路、操控电 路、外围辅助电路等；3.软件编制程序，实现系统各部分的功能4.系统焊接和调试，实现各功能测试5.封装实物电路。毕 业 设 计（论 文）任 务 书3对本毕业设计（论文）课题成果的要求包括图表、实物等硬件要求： 1设计单片机控制系统,画出系统原理图。2编写相应的控制程序（附全部程序）3进行系统仿真，总体调试通过，编写设计说明书。4完成毕业设计论文（1万字（含程序等）。 5. 要求结合毕业设计（论文）课题参阅一篇以上的外文资料，并翻译至少一万印刷符（或译出3千汉字）以上的译文。4主要参考文献： 1秦乐园.基于单片机的智能型称重计数器的研究D天津：天津科技大学硕士研究生学位论文，2012.32庞伟屹.基于单片机的传输带动态称重系统设计与实现D石家庄：河北科技大学硕士研究生学位论文，2010.53钱金川.电子计数器原理、功能、参数及使用浅析M.上海高企电器有限公司,机床电器2011. 54马潮.AVR单片机嵌入式系统原理及应用实践M.北京:北京航空大学出版社,20075彭伟.单片机C语言程序设计实训100例M.北京:北京航空大学出版社,2010.6谭浩强.C程序设计.第2版.M.北京:清华大学出版社,19997周兴华.手把手教你学AVR单片机C程序设计M.北京:北京航空大学出版社,20098施昌彦.动态称重测力技术的现状和发展趋势J.计量学报,2004,12(3）9朱洪雷,代慧.基于Ttmegal6的LCD液晶显示电路设计J.企业技术开发,2011, 第30卷第5期10黄贤武.曲波.传感器的实际应用M.电子科技大学出版社,199811周兴华，手把手教你学单片机M.北京航空航天大学出版社，200512嵇鹏.一重基于ST62单片机的称重显示控制器J.自动化仪表,2005,26(2）13沈庆阳，郭庭吉，8051单片机实践与应用M.清华大学出版社，200214张玉凤.基于单片机的智能型动态称重系统设计J.重庆科技学院学报(自然科学版),2007,9(4）15周润景，徐宏伟，丁莉.单片机电路设计、分析与制作M.机械工业出版社,2010毕 业 设 计（论 文）任 务 书5本毕业设计（论文）课题工作进度计划：起讫日期工 作 内 容2015.11.102015.12.13调研、收集相关资料、对学生进行初步辅导，拟题、选题、填写任务书。2015.12.152015.12.31学生查看任务书，为毕业设计的顺利完成，进行前期准备。12月31日前正式下发任务书。12月21日两个系提交专业选题分析总结（撰写要求详见对内通知中附件2）2016.01.092016.04.05学生在指导教师的具体指导下进行毕业设计创作；拟定论文提纲或设计说明书（下称文档）提纲；撰写及提交开题报告、外文参考资料及译文、论文大纲；在2016年4月5日前学生要提交基本完成的毕业设计创作成果以及文档的撰写提纲，作为中期检查的依据。指导教师指导、审阅，定稿由指导教师给出评语，对论文主要工作未通过的学生下发整改通知。2016.04.062016.04.10提交中期课题完成情况报告给指导教师审阅；各专业组织中期检查（含毕业设计成果验收检查）。2016.04.112016.05.10进行毕业设计文档撰写；2016年5月8日为学生毕业设计文档定稿截止日。2016年5月9日-13日，指导教师和评阅教师通过毕业设计（论文）管理系统对学生的毕业设计以及文档进行评阅，包括打分和评语。5月1日前，做好答辩安排，通知学生回校进行答辨2016.05.142016.05.15查看答辩安排，毕业设计（论文）小组答辩2016.05.162016.05.29对未通过答辨的学生进行二次答辨完成毕业设计的成绩录入2016.05.302016.06.07根据答辩情况修改毕业设计（论文）的相关材料，并在毕业设计（论文）管理系统中上传最终稿，并且上交纸质稿。2016年6月7日为学生毕业设计文档最终稿提交截止日。2016.06.072016.06.30各系提交本届毕业设计（论文）的工作书面总结及相关材料。所在专业审查意见：通过负责人： 2015 年 12 月21 日 毕 业 设 计（论文） 开 题 报 告 1结合毕业设计（论文）课题情况，根据所查阅的文献资料，每人撰写不少于1000字左右的文献综述： 文献综述 1. 电子秤概述： 称重技术自古以来就被人们所重视，作为一种计量手段，广泛应用于工农业、科研、交通、内外贸易 等 各个领 域，与人民的生活紧密相连。电子秤是电子衡器中的一种，衡器是国家法定计量器具，是国计民生、国防建设、科学研究、内外贸易不可缺少的计量设备，衡器产品技术水平的高低，将直接影响各行各业的现代化水平和社会经济效益的提高。因此，称重技术的研究和衡器工业的发展各国都非常重视。 电子秤是电子衡器中的一种，衡器是国家法定计量器具，是国计民生、国防建设、科学研究、内外贸易不可缺少的计量设备，衡器产品技术水平的高低，将直接影响各行各业的现代化水平和社会经济效益的提高。因此，称重技术的研究和衡器工业的发展各国都非常重视。 电子衡器制造技术及应用得到了新发展，电子称重技术从静态称重向动态称重发展；计量方法从模拟测量向数字测量发展；测量特点从单参数测量向多参数测量发展，特别是对快速称重和动态称重的研究与应用。电子秤的发展过程与其它事物一样，也经历了由简单到复杂，由粗糙到精密、由机械到机电结合再到全电子化、由单一功能到多功能的过程。特别是近30年以来，工艺流程中的现场称重、配料定量称重、以及产品质量的监测等工作，都离不开能输出电信号的电子衡器。这是由于电子衡器不仅能给出质量或重量信号，而且也能作为总系统中的一个单元承担着控制和检验功能，从而推进工业生产和贸易交往的自动化和合理化。 2.课题的意义以及国内外发展状况： 课题的意义： 电子秤是日常生活中常用的电子衡器，广泛应用于超市、大中型商场、物流配送中心。电子秤在结构和原理上取代了以杠杆平衡为原理的传统机械式称量工具。相比传统的机械式称量工具，电子秤具有称量精度高、装机体积小、应用范围广、易于操作使用等优点，在外形布局、工作原理、结构和材料上都是全新的计量衡器。目前市场上使用的称量工具，或者是结构复杂，或者运行不可靠，且成本高，精度稳定性不好，调正时间长，易损件多，维修困难，装机容量大，能源消耗大，生产成本高。而且目前市场上电子秤产品的整体水平不高，部分小型企业产品质量差且技术力量薄弱，设备不全，缺乏产品的开发能力，产品质量在低水平徘徊。因此，有针对性地开发出一套有实用价值的电子秤系统，从技术上克服上述诸多缺点，改善电子秤系统在应用中的不足之处，具有现实意义。 国内外发展状况： 50年代中期电子技术的渗入推动了电子秤制造业的发展。60年代初期出现机电结合式电子秤以来，经过40多年的不断改进与完善，我国电子秤从最初的机电结合型发展到现在的全电子型和数字智能型。电子称重技术从静态称重向动态称重发展：计量方法从模拟测量向数字测量发展；测量特点从单参数测量向多参数测量发展，特别是对快速称重和动态称重的研究与应用。但就总体而言，我国电子秤产品的数量和质量与工业发达国家相比还有较大差距，其主要差距是技术与工艺不够先进、工艺装备与测试仪表老化、开发能力不足、产品的品种规格较少、功能不全、稳定性和可靠性较差等电子衡器产品量大面广、种类繁多，从通用的各种规格的电子秤到大型的电子称重系统，从单纯的称重、计价到生产过程检测系统的一个测量控制单元，其应用领域在不断地扩大。根据近年来电子称重技术和电子衡器的发展情况及电子衡器市场的需求，电子衡器总的发展动向为：小型化、模块化、智能化、集成化，其技术性能趋向于速率高、准确度高、稳定性高、可靠性高；其应用性趋向于综合性、组合性。 小型化：体积小、高度低、重量轻，即小薄轻。为使电子衡器的承载器达到小、薄、轻，开始采用重量轻且刚度大的空心波纹铜板和方形闭合截面的薄壁型材。 模块化：电子衡器的承载器采用模块式一体组合或分体组合，产生新的品种和规格。这种模块化组合不但提高了产品的通用性和可靠性，而且也大大提高了生产效率，降低了成本。 智能化：与电子计算机组合或开发称重用计算机，利用计算机的智能来增加称重显示控制的功能，使其在原有功能的基础上增加推理、判断、自诊断、自适应、自组织等功能。 集成化：对于某些品种和结构的电子衡器，可以实现承载器与称重传感器一体化或承载器、称重传感器与称重显示控制器一体化。 综合性：电子称重技术和电子衡器产品的应用范围不断扩大，它已渗透到一些学科和工业自动控制领域。对某些商用电子计价秤而言，只具备称重、计价、显示、打印功能还远远不够，现代商业系统还要求它能提供各种销售信息，把称重与管理自动化紧密结合，使称重、计价、进库、销售管理一体化，实现管理自动化。这就要求电子计价秤能与电子计算机联网，把称重系统与计算机系统组成一个完整的综合控制系统。 组合性：在工业生产过程或工艺流程中，不少称重系统还应具有可组合性，即：测量范围可以任意设定；硬件能够依据不定的程序进行修改和扩展；输入输出数据与指令可使用不同的语言，并能与外部的控制和数据处理设备进行通信。 参考文献：1秦乐园.基于单片机的智能型称重计数器的研究D天津：天津科技大学硕士研究生学位论文，2012.32庞伟屹.基于单片机的传输带动态称重系统设计与实现D石家庄：河北科技大学硕士研究生学位论文，2010.53钱金川.电子计数器原理、功能、参数及使用浅析M.上海高企电器有限公司,机床电器2011. 54马潮.AVR单片机嵌入式系统原理及应用实践M.北京:北京航空大学出版社,20075彭伟.单片机C语言程序设计实训100例M.北京:北京航空大学出版社,2010.6谭浩强.C程序设计.第2版.M.北京:清华大学出版社,19997周兴华.手把手教你学AVR单片机C程序设计M.北京:北京航空大学出版社,20098施昌彦.动态称重测力技术的现状和发展趋势J.计量学报,2004,12(3）9朱洪雷,代慧.基于Ttmegal6的LCD液晶显示电路设计J.企业技术开发,2011, 第30卷第5期10黄贤武.曲波.传感器的实际应用M.电子科技大学出版社,199811周兴华，手把手教你学单片机M.北京航空航天大学出版社，200512嵇鹏.一重基于ST62单片机的称重显示控制器J.自动化仪表,2005,26(2）13沈庆阳，郭庭吉，8051单片机实践与应用M.清华大学出版社，200214张玉凤.基于单片机的智能型动态称重系统设计J.重庆科技学院学报(自然科学版),2007,9(4）15周润景，徐宏伟，丁莉.单片机电路设计、分析与制作M.机械工业出版社,2010毕 业 设 计（论文） 开 题 报 告 2本课题要研究或解决的问题和拟采用的研究手段（途径）： 研究或解决的问题: 通过对AT89C51的工作原理的学习，ADC0832的转换研究， 以及数码管显示原理的学习和研究，设计一个具有一定称重范围和精度的智能称重系统，完成电路的设计，程序的设计，并利用Proteus仿真软件对所设计的电路进行仿真验证。研究的手段:（1）学习单片机的工作原理 （2）学习电压测量和数据采集的基本原理。 （3）学习数码管的工作和显示原理。 (4)研究数据的转换 (5)运用仿真软件Proteus进行仿真毕 业 设 计（论文） 开 题 报 告 指导教师意见：1对“文献综述”的评语：能认真阅读相关的资料，并对与毕业设计相关的资料进行分析，认识到衡器产品技术水平的高低，将直接影响各行各业的现代化水平和社会经济效益的提高。对电子称技术的研究意义、现状及其发展前景进行了综述。2对本课题的深度、广度及工作量的意见和对设计（论文）结果的预测：通过设计一个具有一定称重范围和精度的智能称重系统，完成电路的设计，程序的设计，并利用Proteus仿真软件对所设计的电路进行仿真验证。课题有一定的深度和广度，如果认真完成毕业设计，结果符合本科毕业设计要求。3.是否同意开题： 同意 不同意 指导教师： 2015 年 12 月 31 日所在专业审查意见：同意 负责人： 2016 年 03 月 28 日目 录摘 要IIAbstractIII第1章 绪论11.1 研究目的和意义11.2 电子称重系统的应用领域11.3 国内外研究现状、发展动态11.4 主要工作以及设计思路1第2章 系统硬件设计22.1 智能称重系统的总体框图22.2 系统电源模块设计22.3 系统称重模块设计32.4 系统A/D转换模块设计52.5 系统单片机电路模块设计82.6 系统按键模块设计102.7系统显示模块设计112.8 系统超重报警模块设计122.9 本智能称重系统的功能描述12第3章 系统软件设计133.1 主程序设计133.2 子程序设计143.2.1 A/D转换启动及数据读取程序设计143.2.2显示子程序设计153.2.3 键盘输入控制程序的设计163.2.4报警子程序的设计17第4章 软件应用174.1 Protel硬件开发软件174.2 keil软件的简单使用19第5章 总结21参考文献22附 录23致 谢40II基于单片机的智能称重系统设计摘 要伴着新科技的发展,人们的需求已经越来越高,以往的称重器件已经不适合使用，于是将新技术用在了智能称重的控制系统中,来解决传统器件的缺点。这套系统主要由压力传感器、电子秤专用A/D转换器及STC89C52单片机构成,加上显示单元,此智能称重系统具有体积小、精度高等特点。 此智能称重系统由单片机控制，外围电路有测重、超量程提示、输入、显示等电路，可以满足人们日常生活中称重、计价、超重报警的需求。关键词 ：STC89C52；称重传感器；A/D转换；LCD显示Design of intelligent weighing systembased on single chip microcomputerAbstractAccompanied by the development of new science and technology, peoples needs has become increasingly high, previous weighing device is not suitable for use, so will new technology used in the intelligent weighing control system, to solve the shortcomings of the traditional device. The system mainly consists of a pressure sensor, electronic scale dedicated a / D converter and STC89C52 microcontroller, and display unit, the intelligent weighing system has the features of small size, high precision. The intelligent weighing system is controlled by single chip microcomputer, the peripheral circuit has the weight, the ultra range prompt, the input, the display and so on circuit, can satisfy the people daily life to weigh, the valuation, the overweight alarm demand.KEYWORDS: STC89C52；sensor；A/D converter；LCD DisplayIII第1章 绪论1.1 研究目的和意义由于社会的发展，以前的称重技术相对来说较为落后，为了满足社会的发展需求，人们开始关注小型自动化的智能称重系统，研制出一种智能化、小体积、价格低的智能称重系统已迫在眉睫。本次设计在单片机的基础上，研制一种高精度的智能称重系统。这套系统具有称重、计价、超重报警、易于携带的特点。能够满足人们的使用需求，项目的标准可以接近国际水平。1.2 电子称重系统的应用领域在人们的日常生活中，随处可见智能称重系统，其是国家法定的一种测量系统。广泛应用于科学研究、国家安全等诸多领域,，智能称重系统的发展水平，会影响到社会的各个方面。智能称重系统的应用分为工业和民用消费的测量。工业测量比民用的要求精度更高。1.3 国内外研究现状、发展动态 电子技术在50年代中期得以迅速的发展,而到了60年代,出现了电子和机械一体化,这40年来,人们在不断的对称重技术进行发展完善,电子称重技术实现了从机电一体化到智能化的飞跃式发展,我国的称重技术基本达到了国际水平,但是从质量及精度等各方面来看,我国的测量器件与西方国家相比仍然有着不小的差距,主要是生产装备较为落后,技术力量也比较匮乏。开发出来的产品体积较大,功能也不够全面,稳定性及可靠性都比较差。1.4 主要工作以及设计思路主要设计思路是:当重物放到称重传感器上时,传感器会感受到重物的压力,并经过一定的方法将之处理成电信号,这个电信号会传递给AD转换器,这个电信号经转换器处理,变为数字信号，然后将变换后的信号送入STC89C52。经单片机处理,得到物体重量(及价格),然后再显示出来。如果超重,会报警。键盘则用来输入单价。41第2章 系统硬件设计2.1 智能称重系统的总体框图 本套系统的总设计框图如下图1所示:图1 总设计方案当传感器置于不动时,假如在其上面放置一个具有一定质量的重物，传感器会感受到重物的压力,并经过一定的方法将之处理成电信号,这个电信号会传递给AD转换器HX711,这个电信号经转换器处理,变为数字信号。HX711芯片是一款专门为高精度的智能称重系统而生产搭配的芯片，其性能好，精度较高。通过串行方式实现与单片机的信息交换。单片机接收到其数字信号后，进行相关的计算处理，并将处理的结果显现在液晶屏上。矩阵键盘主要用于实现输入单价以及校准等功能,显示屏可以显示计算得到的总价格,对于STC89C52、AD转换电路及称重传感器，当它们工作时，电源由系统来供应。2.2 系统电源模块设计 本次设计中，电路的供电电压为5V,由USB接口提供，除了供电以外，经此接口还能进行其它的功能操作，比如编程，其电路工作原理如图2所示:图2 电源模块2.3 系统称重模块设计 传感器是最主要的测量器件,其本身具备线性关系,当我们选用传感器是,主要看它的灵敏度、总误差、漂移三个指标。(1) 灵敏度在称重传感器中，当其工作时。会有一个输出电压和激励电压，它们的比值称之为灵敏度。比如3mv/v。也就是说，当我们使用灵敏度指标为3mv/v和3v的激励电压时，它的输出电压应当为9v。一般的话，为了能使测量精度更准，我们应当使用传感器的2/3满度，也就是说满度为9mv。在一些工业化的生产应用中，如果要用到智能称重系统，那么用9mv来捕获细小的信号变化则是一件比较不容易的事。(2) 总误差总误差对于传感器来说非常重要，它是由输出误差比上固有误差得来的，一般来说，较为常见的为0.02%。这个指标影响信号调节的精度，还会影响到转换器分辨率、运放电路以及滤波装置的选择设计。(3) 漂移随着时间的变化，称重传感器的精度等也会产生相应变化，我们称之为漂移。在我们的日常生活中,可能看见多种多样的称重传感器,例如压电式、电容式、电阻应变式。这些传感器的用途各不相同,当我们需要使用它时,应该考虑到环境及精度等各个方面。它们的区别和特点如下:(1) 电容式的不易长距离传输，但是精度和灵敏度较高，(2) 压电式的量程较短。(3) 相比较压电式和电容式的传感器，电阻应变式各方面都较好。综合各式各样传感器的优缺点，对于智能称重系统，其上选用电阻应变式的结果应该更好。其结构较为简单，内部主要是弹性片、电阻是两种器件。更斯电桥原理是其工作原理。此原理是这样的，即当有外部的力作用在弹性片上时，它会产生一个弹性形变，黏贴在弹性片上的电阻也会随之发生变化，也就是说，它的阻值会改变，由此会产生一个差变电压，从而将其变为可测信号。应变式的原理如图3所示：图3 电阻应变式传感器测量原理R1、R2、R3、R4为4个阻值相同的电阻，当收到一个外力P作用时，4个电阻或压弯或拉伸，从而它们的阻值会产生变化。于是，电桥的平衡状态将被打破，而打破平衡后的电桥将会产生一个电压，其与压力P具有一定的关系，也就是正比关系，由此完成从非电量到电压信号的转换输出。四个阻值相等的电阻R1、R2、R3、R4是电桥的主要构成部分，当受力作用时，阻值产生变化，从而产生差动电压，原理如图4所示： 图4 测量电桥原理2.4 系统A/D转换模块设计智能称重系统专用24位AD转换芯片HX711及其电路 HX711芯片是一款专门为高精度的智能称重系统而生产搭配的芯片，其性能好，精度较高，体积较小，响应性较其它转换器而言快，对于外界的干肉也有一定的抵制能力，这款芯片大大减少了智能称重系统的整体成本，使系统的可靠性增强。HX711的控制信号的驱动是由管脚来实现的，其与MCU的接口和编程都较为简单，其内部具有低噪声可编程放大器，当输入选择开关，可将通道A或B与之连接起来。一般的话，通道A具有64或者是128的增益，此时，差分信号的幅值为正负40mv或正负20mv。相对于通道A来讲，通道B的增益只有32，其应用的地方主要是一些系统的参数测量。因为该芯片本身具有稳压电源，所以无需其它的模拟电源提供给系统的外围电路，HX711的时钟不需与其它的外部器件相连接。当通上电源时，其会自动复位，大大缩短了开机时间。HX711的内部结构如图5所示。其引脚如图6所示： 图5 内部结构 图6 引脚图图7是HX711转换器在智能称重系统的一个电路图应用示例。其中，通道A主要用来与传感器相连接的,而通道B作用是用来检测电池的电压的。 图7 参考示例图 而在这一套系统中，转换电路如图8所示: 图8 AD转换电路2.5 系统单片机电路模块设计(1) 单片机STC89C52 简介STC89C52是STC系列中的一款新产品，比起以前的单片机，具有了更强大的作用，不但高速而且抗干扰，此外它的功耗也较低。而在编程上，指令代码和51系列的完全可以通用，但是从各方面性能来看，明显的比51系列优良，尤其在速度方面，是其9-13倍，该单片机内部还有专门的复位电路。 (2) STC89C52 单片机的特点 1、具有看门狗；增强型 CPU，1T 2、工作电压： 3.5V - 5.5V（5V单片机）； 3、工作频率：040MHz。 4、应用程序空间有 4K/8K/16k/32K/64K字节； 5、集成了1280字节 RAM； 6、通用I/O口（32/36个）。 7、在系统/应用可编程，用不着专用的编程器。 8、可直接通过管脚P3.0/P3.1进行用户程序的下载，速度快； 9、有EEPROM的功能； 10、此单片机内部有MAX810的专属复位电路。 11、内有振荡器，外由精度比较高的时钟； 12、其内部R/C 振荡器频率：5V (3) STC89C52 引脚 本套STC89C52单片机的封装是40DIP封装，其引脚功能如图9所示。 图9 STC89C52 引脚图 单片机模块设计如图10所示： 图10 STC89C52单片机模块STC89C52与HX711芯片的数据交换是通过DOUT和PDSCK两个引脚来实现。TXD引脚用来发送数据，RXD引脚用来接收数据。beep引脚和alert引脚则分别是蜂鸣器、报警灯的信号线。2.6 系统按键模块设计采用矩阵键盘，其原理如图11所示： 图11 按键模块按键模块用于输入单价等信息，还有校准按键。键盘的行、列扫描信号分别为ROW1-ROW4和COL1-COL4。输入信号行信号，其为低电平有效，而列信号则为输出信号。若当按键没有按下且输入低电平信号，那么列信号仍为高电平。若是输入低电平且按下按键，那么相应的，列信号会输出低电平。所以可以通过这个来确定按下键的位置所在。 2.7系统显示模块设计 显示电路 图12 LCD模块显示模块电路如图12所示。LCD_CS、LCD_RES、LCD_RS、LCD_SDA、LCD_SCK是单片机接口和液晶模块的控制线。CS_ZK、SCK_ZK、SO_ZK和SI_ZK是字库与单片机接口的控制线。该液晶能用来显示普通图像型的单色图片，其含有字库，可以通过读出字库的点阵数据来显示汉字。其下是相关的引脚简介：表一 显示模块引脚简介 2.8 系统超重报警模块设计 当物体放到称重传感器上时，如果它的重量大于该系统的测量范围，则会有低电平的信号从beep和alert输出，使得系统发出声光报警。2.9 本智能称重系统的功能描述1、测量精度为5g，测量范围为0-10kg。2、选用hx711芯片， HX711芯片是一款专门为高精度的智能称重系统而生产搭配的芯片，其性能好，精度较高。3、选用单片机STC89C52控制，能实现测重、计价等功能4、选用液晶屏显示重量等信息，更为直观易懂。5、选用矩阵键盘输入，方便快捷。6、具备超量程声光报警功能7、具有USB接口，实现供电及程序的下载功能。第3章 系统软件设计电子称的硬件电路设计完成后，针对电子称的工作要求，设计相应的系统控制软件，程序设计主要有以下三点： 依据系统设计的要求去确定程序的算法、编写。 根据算法画流程图。编写程序。本系统的软件设计主要由主程序和子程序组成。3.1 主程序设计主程序模块主要的功能是使芯片能完成初始化，并且在运行过程中，可以依据不同的需求去调用不同的子程序，设计的主程序流程图如图14所示。 图14 系统主程序流程图当电子称通电后，单片机进入初始化流程，对数据、端口、显示、定时器等进行初始化，并进入循环，当有压力时，AD转换子程序会启动，将测得的信号转换为数字信号，然后主程序调用液晶显示程序，并将重量显示，通过输入单价，自动计算得到总价，显示在液晶显示屏上。3.2 子程序设计系统子程序主要包括数据读取、A/D转换、显示、输入、报警等程序3.2.1 A/D转换启动及数据读取程序设计AD转换子程序主要完成读取模拟信号，并将之转换成数字信号的工作。 3.2.2显示子程序设计显示子程序十分重要，AD转换等子程序都需要调用它，而且它还用来判断该显示哪些数据以及用什么样的方式去显示。所以设计的时候得特别小心，不能出现任何差错。3.2.3 键盘输入控制程序的设计本设计中采用了4*4矩阵式键盘，单片机定时进行查询。4*4键盘扫描子程序的流程图如下： 图17 4*4矩阵键盘此键盘可以输入单价，比如可以输入10.5.还有校准键，当输入健值为10时，则表明要清零重量，兼去皮功能，即放上一个筐后，按下10号键，内存中存入框的重量，再在框中放入待称的物体时，电子称将称得的重量减去框重后显示出来3.2.4报警子程序的设计 当电路检测到物体的重量超过智能称重系统的量程限制时，会产生低电平信号给报警电路。使得蜂鸣器发声报警、发光二极管发亮。第4章 软件应用 4.1 Protel硬件开发软件protel软件是一款功能十分齐全强大的软件，可以进行电路图的绘制以及仿真。它由多个非常实用的工具组成，主要有原理图及PCB板设计、系统仿真等，它们构成了一个平台，我们称之为EDA平台，用于Windows操作系统中。因为易于操作及功能完善，所以在电子设计中得到了广泛的应用，具有无法替代的地位，赢得了相当多的设计人员的好评。 1Protel软件组成它具有多个模块，比如原理图设计、电路的模拟仿真模块等，基本上可以实现电路设计中的一系列完整流程的操作，实用性非常好。 (1)原理图设计模块（Schematic模块）在protel中，有着诸多元器件的符号，这些元器件符号以及线路等可以构成原理图，用来直观的显示电气产品的构成及工作原理。原理图设计模块中还具有其它一些功能，比如自动化功能、库管理功能以及实时编辑等功能。 (2) 印制电路板设计模块（PCB设计模块）PCB设计模块在Protel中也占有极其重要的地位。我们制作电路图的本意就是想制作出电路板，而此模块的作用就是实现电路图的转化，相当于在原理图及电路板之间搭起了一座桥梁。即完成从电路图到制板图再到电路板的转换，它能够完成较为复杂的制版图的设计，而且操作起来简单，自动化强。(3) 电路信号仿真模块此模块可以对产品的设计进行仿真，是产品从设计阶段走向成熟产品的不可或缺的一个环节，其可以验证方案的可行性，相当于一个测试模拟环节。当我们进行仿真时，在其元件库中选用我们所需要的器件，如果某些器件找不到，我们也可以用类似的器件代替，然后连接好电路图，点击仿真运行就可以了，这样我们就可以看到直观的结果了。2PCB板设计(1) 定元件的封装 打开网络表，检查是否有错误的地方。 标准元件选用原封装。 当有些封装在元器库中寻找不到时，应建立一个元器件库。(2) 建立PCB板框 依照PCB结构图去新建一个PCB文件。 标注尺寸(3) 载入网络表(4) 布局 首先要确定参考点。 根据参考点布线布局。 根据要求将元件固定。 布局的基本原则 A. 由大到小、由难到易。B.顺着信号方向布置元器件。C. 要尽可能的缩短元器件之间的连线长度。D. 相对的信号要完全分开，比如强、弱信号。E. 高频元件间隔要充分。F. 要分开数字、模拟信号。 要匀称布局。(5) PCB设计遵循的规则 地线回路规则：图19 环路最小规则，也就是说，要尽可能用最少的线，使整体布局以及信号流动的环面积达到最小，这样做有许多好处，不仅可以减少辐射，也可以抵制一定的外界干扰。在地平面分割时，要特别的注重布局。为相应的元器件留下空间，还要留下一定的空间以备不时之需。此外，应多增加一些连线孔。如果涉及频率高的产品设计，最好是使用多层板。 窜扰控制由于板子上存在许多电容及电感，不可避免的相互间会产生一定的干扰，这就是窜扰。而解决这一问题的方法主要有：1. 布置一些平行的线时，尽可能的加大它们的间距。B.也可以在相互平行的线之间放置一条线，我们称之为隔离线。C.让布线层与地平面之间的间距尽可能小。 信号保护图20 时钟信号等都是比较重要的信号，我们要尽可能的减小其回路面积，这样才能起到屏蔽保护的作用。而还有一些信号，频率比较高，对于这样的信号，我们可以通过地线隔离的方式去保护。当然，我们也需考虑到具体的实际情况。走线方向控制 相邻不同方向的布线尽可能使两者呈垂直结构，这样可以使走线方向更为清晰，也可以减少窜扰。如果板子的面子不够，那么应该用地线来隔离各个信号，因为布线错乱，很容易造成相互干扰。 完整性规则假如板子上的导孔有很多，密度比较大的话，我们要细心连接，避免将无用导孔连接起来（将无用导孔连接起来），那样不仅会破会结构的完整性，而且会增加无用布线，导致回路面积增大。4.2 keil软件的简单使用 （1）打开keil软件 （2）建立一个新文件，如图21所示：图 21 新建一个keil设计 （3）然后将工程文件的保存，名字为“12”。 （4）接下来会自动出现一个菜单框，提示我们根据需要选定单片机型号。 （5）点击文件菜单，并新建一个文件，保存为12.C。 （6）点击“Target 1”，然后在“Source Group 1”上单击右键，再去单击“Add File to Group Source Group 1”。 （7） 将“12.c”文件添加上 （8） 编写程序。 （9）点击“Project”，选定“Built Target”这一项，编译完成后，再单击“Project”，随后点“Start/Stop Debug Session”。 （10）调试程序:点击“Debug”“run”“Debug”Stop Running”；再单击“View”“Serial Windows #1”选项，这样后就可以看到程序运行后的结果了。 （11）单击“Project”“” ，然后点击“Output”“Create HEX File” ，使程序编译后产生HEX代码。把程序下载到STC89C52单片机中。 第5章 总结随着计算机技术、电子技术、集成技术的高速发展，高精度、智能化、自动化成为产品发展的主流，本次毕业设计主要是针对目前市场上的智能称重系统的不足而做的设计，具有智能化、小型化的特点，在做此毕业设计的过程中，遇到了很多的困难，也懂得了自己知识的匮乏，但是通过这次的毕业设计，也学到了更多，深知学无止境。通过本次设计，对于单片机的掌握更加的熟练了，同时也熟知了更多的元器件，比如传感器、显示屏。我相信，本次毕业设计学到的诸多东西将会对我以后的学习工作有很大的作用。参考文献1秦乐园.基于单片机的智能型称重计数器的研究D天津：天津科技大学硕士研究生学位论文，2012.32庞伟屹.基于单片机的传输带动态称重系统设计与实现D石家庄：河北科技大学硕士研究生学位论文，2010.53钱金川.电子计数器原理、功能、参数及使用浅析M.上海高企电器有限公司,机床电器2011. 54马潮.AVR单片机嵌入式系统原理及应用实践M.北京:北京航空大学出版社,20075彭伟.单片机C语言程序设计实训100例M.北京:北京航空大学出版社,2010.6谭浩强.C程序设计.第2版.M.北京:清华大学出版社,19997周兴华.手把手教你学AVR单片机C程序设计M.北京:北京航空大学出版社,20098施昌彦.动态称重测力技术的现状和发展趋势J.计量学报,2004,12(3）9朱洪雷,代慧.基于Ttmegal6的LCD液晶显示电路设计J.企业技术开发,2011, 第30卷第5期10黄贤武.曲波.传感器的实际应用M.电子科技大学出版社,199811周兴华，手把手教你学单片机M.北京航空航天大学出版社，200512嵇鹏.一重基于ST62单片机的称重显示控制器J.自动化仪表,2005,26(2）13沈庆阳，郭庭吉，8051单片机实践与应用M.清华大学出版社，200214张玉凤.基于单片机的智能型动态称重系统设计J.重庆科技学院学报(自然科学版),2007,9(4）15周润景，徐宏伟，丁莉.单片机电路设计、分析与制作M.机械工业出版社,2010附 录附录1 系统总图 附录2 程序清单主程序#include #include #include bit bdata flag_key;#include main.h#include LCD1602.h#include HX711.h#include keyboard.h#include eeprom52.h#define uchar unsigned char#define uint unsigned intunsigned long HX711_Buffer = 0;unsigned long Weight_Maopi = 0;unsigned long Weight_Maopi_0 = 0;unsigned int qupi=0;long Weight_Shiwu = 0;/键盘处理变量unsigned char keycode;unsigned char DotPos; /小数点标志及位置uint GapValue,GapValue1;unsigned char idata price; /单价，长整型值，单位为分 unsigned char idata money; /总价，长整型值，单位为分/定义标识volatile bit FlagTest = 0;/定时测试标志，每0.5秒置位，测完清0volatile bit FlagKeyPress = 0; /有键按下标志，处理完毕清0/校准参数/因为不同的传感器特性曲线不是很一致，因此，每一个传感器需要矫正这里这个参数才能使测量值很准确。/当发现测试出来的重量偏大时，增加该数值。/如果测试出来的重量偏小时，减小改数值。/该值可以为小数/#define GapValue 349sbit LED=P11;volatile bit ClearWeighFlag = 0; /传感器调零标志位，清除0漂/*把数据保存到单片机内部eeprom中*/void write_eeprom()SectorErase(0x1000);GapValue1=GapValue&0x00ff;byte_write(0x2000, GapValue1);GapValue1=(GapValue&0xff00)8;byte_write(0x2001, GapValue1);byte_write(0x2060, a_a);/*把数据从单片机内部eeprom中读出来*/void read_eeprom()GapValue = byte_read(0x2001);GapValue = (GapValue9999) /超出显示量程 LCD1602_write_com(0x80+0x40+6); LCD1602_write_word(-.-); return; if (money=1000) LCD1602_write_com(0x80+0x40+6); LCD1602_write_data(money/1000 + 0x30); LCD1602_write_data(money%1000/100 + 0x30); LCD1602_write_data(money%100/10 + 0x30); LCD1602_write_data(.); LCD1602_write_data(money%10 + 0x30); else if (money=100) LCD1602_write_com(0x80+0x40+6); LCD1602_write_data(0x20); LCD1602_write_data(money%1000/100 + 0x30); LCD1602_write_data(money%100/10 + 0x30); LCD1602_write_data(.); LCD1602_write_data(money%10 + 0x30); else if(money=10) LCD1602_write_com(0x80+0x40+6); LCD1602_write_data(0x20); LCD1602_write_com(0x80+0x40+7); LCD1602_write_data(0x20); LCD1602_write_data(money%100/10 + 0x30); LCD1602_write_data(.); LCD1602_write_data(money%10+ 0x30); else LCD1602_write_com(0x80+0x40+6); LCD1602_write_data(0x20); LCD1602_write_com(0x80+0x40+7); LCD1602_write_data(0x20); LCD1602_write_com(0x80+0x40+8); LCD1602_write_data(0 + 0x30); LCD1602_write_data(.); LCD1602_write_data(money%10 + 0x30); /数据初始化void Data_Init() price = 0; DotPos = 0;/定时器0初始化void Timer0_Init()ET0 = 1; /允许定时器0中断TMOD = 1; /定时器工作方式选择TL0 = 0xb0; TH0 = 0x3c; /定时器赋予初值TR0 = 1; /启动定时器/定时器0中断void Timer0_ISR (void) interrupt 1 using 0uchar Counter;TL0 = 0xb0;TH0 = 0x3c; /定时器赋予初值/每0.5秒钟刷新重量 Counter +; if (Counter = 10) FlagTest = 1; Counter = 0; /按键响应程序，参数是键值/返回键值：/ 1 2 3 10 /10:清零重量，兼去皮功能/ 4 5 6 11 /11:清除单价/ 7 8 9 12 /12:显示数值偏大调节按键 / 14 0 15 13 /14:无功能（用于扩展）15：小数点 13：显示数值偏小调节按键void KeyPress(uchar keycode)switch (keycode)case 0:case 1:case 2:case 3:case 4:case 5:case 6:case 7:case 8:case 9:/目前在设置整数位，要注意price是整型，存储单位为分if (DotPos = 0)/最多只能设置到千位if (price100)price=price*10+keycode*10;/目前在设置小数位else if (DotPos=1) /小数点后第一位price=price+keycode;DotPos=2;Display_Price();break;case 10: /去皮键if(qupi=0)qupi=Weight_Shiwu;elsequpi=0;Display_Price();/ FlagSetPrice = 0;DotPos = 0;break;case 11:/删除键price=0;DotPos=0;Display_Price();break;case 12: /加if(GapValue1)GapValue-;break;case 15: /小数点按下 DotPos = 1; /小数点后第一位break; /*/主函数/*void main()init_eeprom(); /开始初始化保存的数据Init_LCD1602();/初始化LCD1602 EA = 0; Data_Init(); Timer0_Init(); /初中始化完成，开断 EA = 1;/Get_Maopi();LCD1602_write_com(0x80);/指针设置 LCD1602_write_word( Welcome To Use );/ LCD1602_write_com(0x80+0x40);/指针设置 LCD1602_write_word(Electronic Scale);/ Delay_ms(2000); Get_Maopi(); LCD1602_write_com(0x80);/指针设置 LCD1602_write_word(WE:0.000 PR:00.0); LCD1602_write_com(0x80+0x40);/指针设置 LCD1602_write_word(MONEY: 0.00 ); Display_Price();/Get_Maopi();/称毛皮重量while(1)/每0.5秒称重一次 if (FlagTest=1)Get_Weight();FlagTest = 0; keycode = Getkeyboard(); /有效键值0-15 if (keycode16) KeyPress(keycode); Buzzer=0; Delay_ms(100); Buzzer=1; while(keycode 10000)/超重报警Buzzer = !Buzzer;LED=!LED;LCD1602_write_com(0x83); LCD1602_write_word(-.-);elseif(Weight_Shiwu=0)LED=1;else if(Weight_Shiwu0)LED=0; Buzzer = 1;Display_Weight();money = Weight_Shiwu*price/1000; /money单位为分 /显示总金额 Display_Money();/*/获取毛皮重量/*void Get_Maopi()unsigned char clear;mm:Weight_Maopi_0 = HX711_Read();for(clear=0;clear10;clear+)Buzzer=1;LED=1;Delay_ms(100);LED=0;Delay_ms(100);Weight_Maopi = HX711_Read();if(Weight_Maopi/GapValue!=Weight_Maopi_0/GapValue)goto mm;Buzzer=0;Delay_ms(500);Buzzer=1; /*/MS延时函数(12M晶振下测试
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