智能仪器设计

辽宁石油化工大学实习 设计用纸 1 前前 言言 随着社会的进步和发展和人们生活水平的不断提高 智能化已经成为我们生活的一部 分 它是现代仪器仪表的发展趋势 许多嵌入式系统 电子技术和现场总线领域的新技术 被应用于智能仪器仪表的设计 尤其是许多嵌入式系统的许多新理念极大的促进了智能仪 器仪表技术的发展 近年来 智能仪器已开始从较为成熟的数据处理向知识处理发展 使 智能仪器的功能向更高的层次发展 同时 人工智能的创始者之一 诺贝尔金奖者认为 人工智能的研究可以视为计算机科学技术的分支 本次设计的总体设计方案共分为 4 个部分 1 电子秤的设计方案 2 设计思路 3 部分电路设计 4 软件组成 这 4 个部分涵盖了本次设计的全部过程 本系统采用单片机 AT89S52 为控制核心 实现电子秤的基本控制功能 系统的硬件部 分包括最小系统板 数据采集 人机交互界面三大部分 最小系统部分主要是扩展了外部 数据存储器 数据采集部分由压力传感器 信号的前级处理和 A D 转换部分组成 人机界 面部分为键盘输入和 1281286464 点阵式液晶显示 可以直观的显示中文 使用方便 设计过程中还有许多不足之处 望老师给予批评指正 辽宁石油化工大学实习 设计用纸 2 第一章几种软件的介绍第一章几种软件的介绍 1 11 1 MATLABMATLAB 概述概述 应用 MATLAB 的 Simulink 仿真实验方法可以建立仿真的实验环境 直接应用 MATLAB 工具箱中的测 量仪器或构建满足工作需要的测量仪器 既能提高仿真实验工作的效率 又使仿真实验丰富多彩 本章 介绍应用 Simulink 构建和使用测量仪器的方法 1 21 2 电压测量电压测量 1 2 11 2 1 正弦波示波器正弦波示波器 用计算机仿真的示波器应用的是数字技术 可以观测单次现象 正确设置参数后 可 以保持结束时的波形 如图 1 1 所示 辽宁石油化工大学实习 设计用纸 3 图 1 1 正弦波仿真框图 正弦波的示波显示如图 1 2 所示 图 1 2 正弦波示波显示 1 2 21 2 2 数字式电压表数字式电压表 数字式电压表取自 LED 自发光 二极管模块 如图 1 3 所示 图 1 3 数字式电压表仿真框图 辽宁石油化工大学实习 设计用纸 4 1 2 31 2 3 指针式电压表指针式电压表 指针式仪表将输入的量值用图形化的指针与相应的刻度表示出来 并通过参数设置对 话框来设置仪表的外观 量程 刻度 颜色及字型等 如图 1 4 所示 图 1 4 指针式电压表 1 2 41 2 4 多踪示波器 多踪示波器 ScopeScope 的仿真 的仿真 示波器显示七踪信号的仿真 如下图所示 辽宁石油化工大学实习 设计用纸 5 图 1 5 多踪示波器仿真框图 图 1 6 多踪示波器仿真显示图 1 31 3 proteusproteus 概述概述 Proteus 软件是英国 Labcenter electronics 公司出版的 EDA 工具软件 它不仅具有 其它 EDA 工具软件的仿真功能 还能仿真单片机及外围器件 它是目前最好的仿真单片机 及外围器件的工具 虽然目前国内推广刚起步 但已受到单片机爱好者 从事单片机教学 的教师 致力于单片机开发应用的科技工作者的青睐 Proteus 是世界上著名的 EDA 工具 仿真软件 从原理图布图 代码调试到单片机与外围电路协同仿真 一键切换到 PCB 设 计 真正实现了从概念到产品的完整设计 是目前世界上唯一将电路仿真软件 PCB 设计 软件和虚拟模型仿真软件三合一的设计平台 其处理器模型支持 8051 HC11 PIC10 12 16 18 24 30 DSPIC33 AVR ARM 8086和 MSP430等 2010年即将 增加 Cortex 和 DSP 系列处理器 并持续增加其他系列处理器模型 在编译方面 它也支 持 IAR Keil 和 MPLAB 等多种编译器 其功能特点 Proteus 软件具有其它 EDA 工具软件 例 mulTIsim 的功能 这些功能是 辽宁石油化工大学实习 设计用纸 6 1 原理布图 2 PCB 自动或人工布线 3 SPICE 电路仿真 革命性的特点 1 互动的电路仿真 用户甚至可以实时采用诸如 RAM ROM 键盘 马达 LED LCD AD DA 部分 SPI 器件 部分 IIC 器件 2 仿真处理器及其外围电路 可以仿真51系列 AVR PIC ARM 等常用主流单片机 还可以直接在基于原理图的虚拟 原型上编程 再配合显示及输出 能看到运行后输入输出的效果 配合系统配置的虚拟逻 辑分析仪 示波器等 Proteus 建立了完备的电子设计开发环境 具有4大功能模块 1 智能原理图设计 ISIS 丰富的器件库 超过27000种元器件 可方便地创建新元件 智能的器件搜索 通过模糊搜索可以快速定位所需要的器件 智能化的连线功能 自动连线功能使连接导线简单快捷 大大缩短绘图时间 支持总线结构 使用总线器件和总线布线使电路设计简明清晰 可输出高质量图纸 通过个性化设置 可以生成印刷质量的 BMP 图纸 可以方便地供 WORD PowerPOINT 等多种文档使用 2 完善的电路仿真功能 Prospice ProSPICE 混合仿真 基于工业标准 SPICE3F5 实现数字 模拟电路的混合仿真 超过27000个仿真器件 可以通过内部原型或使用厂家的 SPICE 文件自行设计仿真器 件 Labcenter 也在不断地发布新的仿真器件 还可导入第三方发布的仿真器件 多样的激励源 包括直流 正弦 脉冲 分段线性脉冲 音频 使用 wav 文件 指数 辽宁石油化工大学实习 设计用纸 7 信号 单频 FM 数字时钟和码流 还支持文件形式的信号输入 丰富的虚拟仪器 13种虚拟仪器 面板操作逼真 如示波器 逻辑分析仪 信号发生 器 直流电压 电流表 交流电压 电流表 数字图案发生器 频率计 计数器 逻辑探头 虚拟 终端 SPI 调试器 I2C 调试器等 生动的仿真显示 用色点显示引脚的数字电平 导线以不同颜色表示其对地电压大小 结合动态器件 如电机 显示器件 按钮 的使用可以使仿真更加直观 生动 高级图形仿真功能 ASF 基于图标的分析可以精确分析电路的多项指标 包括工作 点 瞬态特性 频率特性 传输特性 噪声 失真 傅立叶频谱分析等 还可以进行一致 性分析 3 独特的单片机协同仿真功能 VSM 支持主流的 CPU 类型 如 ARM7 8051 52 AVR PIC10 12 PIC16 PIC18 PIC24 dsPIC33 HC11 BasicStamp 8086 MSP430等 CPU 类型随着版本升级还在继续增加 如即将支持 CORTEX DSP 处理器 支持通用外设模型 如字符 LCD 模块 图形 LCD 模块 LED 点阵 LED 七段显示模块 键盘 按键 直流 步进 伺服电机 RS232虚拟终端 电子温度计等等 其 COMPIM COM 口物 理接口模型 还可以使仿真电路通过 PC 机串口和外部电路实现双向异步串行通信 实时仿真 支持 UART USART EUSARTs 仿真 中断仿真 SPI I2C 仿真 MSSP 仿真 PSP 仿真 RTC 仿真 ADC 仿真 E 仿真 编译及调试 支持单片机汇编语言的编辑 编译 源码级仿真 内带8051 AVR PIC 的 汇编编译器 也可以与第三方集成编译环境 如 IAR Keil 和 Hitech 结合 进行高级语言 的源码级仿真和调试 4 实用的 PCB 设计平台 原理图到 PCB 的快速通道 原理图设计完成后 一键便可进入 ARES 的 PCB 设计环境 辽宁石油化工大学实习 设计用纸 8 实现从概念到产品的完整设计 先进的自动布局 布线功能 支持器件的自动 人工布局 支持无网格自动布线或人工 布线 支持引脚交换 门交换功能使 PCB 设计更为合理 完整的 PCB 设计功能 最多可设计16个铜箔层 2个丝印层 4个机械层 含板边 灵 活的布线策略供用户设置 自动设计规则检查 3D 可视化预览 多种输出格式的支持 可以输出多种格式文件 包括 Gerber 文件的导入或导出 便 利与其它 PCB 设计工具的互转 如 protel 和 PCB 板的设计和加工 Proteus 提供了丰富的资源 1 Proteus 可提供的仿真元器件资源 仿真数字和模拟 交流和直流等数千种元器件 有30多个元件库 2 Proteus 可提供的仿真仪表资源 示波器 逻辑分析仪 虚拟终端 SPI 调试器 I2C 调试器 信号发生器 模式发生器 交直流电压表 交直流电流表 理论上同一种仪 器可以在一个电路中随意的调用 3 除了现实存在的仪器外 Proteus 还提供了一个图形显示功能 可以将线路上变化的 信号 以图形的方式实时地显示出来 其作用与示波器相似 但功能更多 这些虚拟仪器 仪表具有理想的参数指标 例如极高的输入阻抗 极低的输出阻抗 这些都尽可能减少了 仪器对测量结果的影响 4 Proteus 可提供的调试手段 Proteus 提供了比较丰富的测试信号用于电路的测试 这 些测试信号包括模拟信号和数字信号 电路功能仿真 在 PROTEUS 绘制好原理图后 调入已编译好的目标代码文件 HEX 可以在 PROTEUS 的 原理图中看到模拟的实物运行状态和过程 PROTEUS 是单片机课堂教学的先进助手 PROTEUS 不仅可将许多单片机实例功能形象化 也可将许多单片机实例运行过程形象化 辽宁石油化工大学实习 设计用纸 9 前者可在相当程度上得到实物演示实验的效果 后者则是实物演示实验难以达到的效果 它的元器件 连接线路等却和传统的单片机实验硬件高度对应 这在相当程度上替代了 传统的单片机实验教学的功能 例 元器件选择 电路连接 电路检测 电路修改 软件 调试 运行结果等 课程设计 毕业设计是学生走向就业的重要实践环节 由于 PROTEUS 提供了实验室无法 相比的大量的元器件库 提供了修改电路设计的灵活性 提供了实验室在数量 质量上难 以相比的虚拟仪器 仪表 因而也提供了培养学生实践精神 创造精神的平台 随着科技的发展 计算机仿真技术 已成为许多设计部门重要的前期设计手段 它具有 设计灵活 结果 过程的统一的特点 可使设计时间大为缩短 耗资大为减少 也可降低 工程制造的风险 相信在单片机开发应用中 PROTEUS 也能茯得愈来愈广泛的应用 使用 Proteus 软件进行单片机系统仿真设计 是虚拟仿真技术和计算机多媒体技术相结 合的综合运用 有利于培养学生的电路设计能力及仿真软件的操作能力 在单片机课程设计 和全国大学生电子设计竞赛中 我们使用 Proteus 开发环境对学生进行培训 在不需要硬 件投入的条件下 学生普遍反映 对单片机的学习比单纯学习书本知识更容易接受 更容 易提高 实践证明 在使用 Proteus 进行系统仿真开发成功之后再进行实际制作 能极大 提高单片机系统设计效率 因此 Proteus 有较高的推广利用价值 PROTEUS 设计单灯闪烁电路图 电路原理图如图 1 7 所示 辽宁石油化工大学实习 设计用纸 10 XTAL2 18 XTAL1 19 ALE 30 EA 31 PSEN 29 RST 9 P0 0 AD0 39 P0 1 AD1 38 P0 2 AD2 37 P0 3 AD3 36 P0 4 AD4 35 P0 5 AD5 34 P0 6 AD6 33 P0 7 AD7 32 P1 0 1 P1 1 2 P1 2 3 P1 3 4 P1 4 5 P1 5 6 P1 6 7 P1 7 8 P3 0 RXD 10 P3 1 TXD 11 P3 2 INT0 12 P3 3 INT1 13 P3 4 T0 14 P3 7 RD 17 P3 6 WR 16 P3 5 T1 15 P2 7 A15 28 P2 0 A8 21 P2 1 A9 22 P2 2 A10 23 P2 3 A11 24 P2 4 A12 25 P2 5 A13 26 P2 6 A14 27 U1 AT89C51 C1 30PF C2 30PF C3 1vF X1 CRYSTAL R1 10k D1 LED YELLOW U2 NOT 图 1 7 单灯闪烁的单片机系统仿真设计图 1 4Keil1 4Keil 介绍介绍 Keil 是德国知名软件公司 Keil 现已并入 ARM 公司 开发的微控制器软件开发平台 是目前 ARM 内核单片机开发的主流工具 Keil 提供了包括 C 编译器 宏汇编 连接器 库 管理和一个功能强大的仿真调试器在内的完整开发方案 通过一个集成开发环境 uVision 将这些功能组合在一起 uVision 当前最高版本是 uVision3 它的界面和常用 的微软 VC 的界面相似 界面友好 易学易用 在调试程序 软件仿真方面也有很强大的 功能 因此很多开发 ARM 应用的工程师 都对它十分喜欢 使用 Keil 来开发嵌入式软件 开发周期和其他的平台软件开发周期是差不多的 大致有以 下几个步骤 1 创建一个工程 选择一块目标芯片 并且做一些必要的工程配置 2 编写 C 或者汇编源文件 3 编译应用程序 4 修改源程序中的错误 5 联机调试 uVision3 是一款集编辑 编译和项目管理于一身的基于窗口的软件开发环境 uVision3 集成了 C 语言编译器 宏编译 链接 定位 以及 HEX 文件产生器 uVision3 具有如下特 性 功能齐全的源代码编辑器 用于配置开发工具的设备库 用于创建工程和维护工程的项目 辽宁石油化工大学实习 设计用纸 11 管理器 所有的工具配置都采用对话框进行 集成了源码级的仿真调试器 包括高速 CPU 和外设模 拟器 用于往 Flash ROM 下载应用程序的 Flash 编程工具 完备的开发工具帮助文档 设备数据 表和用户使用向导 uVision3 具有良好的界面风格 下图是一个典型的调试时的窗口如图 1 8 所示 图 1 8 典型的调试时的窗口 辽宁石油化工大学实习 设计用纸 12 第二章第二章 设计方案设计方案 1 1 设计要求设计要求 设计一个实用电子称电路 要求用仿真软件对电路进行验证 使其满足 能用简易键 盘设置单价 对采集到的代表重量的信号能同时显示重量 金额和单价 重量显示的单位 为公斤 最大称重为 9 999 公斤 单价和总价的单位为元 最大金额数值为 9999 99 元 具有去皮功能和总额累加计算功能 自拟 10 种商品名称 能显示购物清单 清单内容包括 商品名称 数量 单价 金额 本次购物总金额 购货日期 收银员编号和售货单位名称 具有中文显示功能 2 方案设计方案设计 2 1 设计思路设计思路 根据设计要求 首先要实现电子秤的称重基本功能 需要通过重量传感器采集到的重 量信号 经处理后由模数转换转换成数字量 因此每一数字量就对应着一个物体的重量 在一定精度范围内 所以只要将转换的数字量与物体重量建立映射的关系即可完成称重 的要求 而其他功能这可通过程序运算来实现 总体结构框图如下 辽宁石油化工大学实习 设计用纸 13 2 22 2 设计方案设计方案 2 2 1 2 2 1 控制器部分控制器部分 本系统基于 51 系列单片机来实现 因为系统需要大量的控制液晶显示和键盘 不宜采 用大规模可编程逻辑器件 如 CPLD FPGA 来实现 因为大规模可编 程逻辑器件一般 是使用状态机方式来实现 即所解决的问题都是规则的有限状态 转换问题 本系统状态较 多 难度较大 另外系统没有其它高标准的要求 我们最终选择了 AT89S52 通用的比较 普通单片机来实现系统设计 其内部带有 8KB 的程序存储器 可以满足系统设计需求 2 2 22 2 2 数据采集部分数据采集部分 1 传感器 题目要求称重范围 9 999Kg 考虑到秤台自重 振动和冲击分量 还要避免超重 损坏传感器 所以传感器量程必须大于额定称重 9 999Kg 我们选择的是 L PSIII 型传感器 量程 20Kg 精度为 满量程时误差0 002Kg 可以满足本系统的精 01 0 度要求 其原理如下图 2 1 所示 重量传感器信号处理 A D 转 换 单 片 机 键盘输入 LCD输出 辽宁石油化工大学实习 设计用纸 14 图 2 1 传感器 称重传感器主要由弹性体 电阻应变片电缆线等组成 内部线路采用惠更斯电桥 当 弹性体承受载荷产生变形时 输出信号电压可由下式给出 2 前级放大器部分 压力传感器输出的电压信号为毫伏级 所以对运算放大器要求很高 通过综合考虑我 们采用专用仪表放大器芯片 如 INA126 INA121 等 此类芯片内部采用差动输入 共模抑制比高 差模输入阻抗大 增益高 线性度好 并且外部接口电路简单 以 INA126 为例 引脚电路如下图所示 放大器增益 通过改变的大小来改变放大器的增益 G R K G 80 5 G R 2 2 32 2 3 A DA D 转换器转换器 由上面对传感器量程和精度的分析可知 A D 转换器误差应在以下 03 0 12 位 A D 精度 10Kg 4096 2 44g 14 位 A D 精度 10Kg 16384 0 61g 辽宁石油化工大学实习 设计用纸 15 考虑到其他部分所带来的干扰 12 位 A D 无法满足系统精度要求 所以我们需要选 择 14 位或者精度更高的 A D 方案一 逐次逼近型 A D 转换器 如 ADS7805 ADS7804 等 逐次逼近型 A D 转换 一般具有采样 保持功能 采样频率高 功耗比较低 是理想 的高速 高精度 省电型 A D 转换器件 高精度逐次逼近型 A D 转换器一般都带有内部 基准源和内部时钟 基于 89C52 构成的系统设计时仅需要外接几个电阻 电容 但考虑到所转换的信号为一慢变信号 逐次逼近型 A D 转换器的快速的优点不能很好 的发挥 且根据系统的要求 14 位 AD 足以满足精度要求 太高的精度就反而浪费了系统 资源 所以此方案并不是理想的选择 方案二 双积分型 A D 转换器 如 ICL7135 ICL7109 等 双积分型 A D 转换器精度高 但速度较慢 如 ICL7135 具有精确的差分输入 输入阻抗高 大于 可自动调零 超量程信号 全部输出于 TTL 电平兼容 双积 M 3 10 分型 A D 转换器具有很强的抗干扰能力 对正负对称的工频干扰信号积分为零 所以对 50HZ 的工频干扰抑制能力较强 对高于工频干扰 例如噪声电压 有良好的滤波作用 只 要干扰电压的平均值为零 对输出就不产生影响 尤其对本系统 缓慢变化的压力信号 很容易受到工频信号的影响 故而采用双积分型 A D 转换器可大大降低对滤波电路的要求 积分型 A D 转换器可大大降低对滤波电路的要求 作为电子秤 系统对 AD 的转换速度要 求并不高 精度上 14 位的 AD 足以满足要求 另外双积分型 A D 转换器较强的抗干扰能 力 和精确的差分输入 低廉的价格 综合的分析其优点和缺点 我们最终选择了 ICL7135 辽宁石油化工大学实习 设计用纸 16 2 32 3 人机交互部分人机交互部分 2 3 12 3 1 键盘输入键盘输入 键盘输入是人机交互界面中最重要的组成部分 它是系统接受用户指令的直接途径 我们通过综合考虑采用了专用的键盘管理芯片 74C922 在电子计价秤中 带有 16 个按键矩阵组设置 其中 0 9 数字键用于输入单价及商品 代码 DEL 用于单价清空 累计键用于费用累计 去皮键用于重量去皮 还设置有一个转 换键和退出键 鉴于此 我们采用专用键盘管理芯片 74C922 74C922 为 CMOS 工艺技术制造 工作电压为 3 15V 二键锁定 功能 编码输出为 三芯输出 可直接与微处理器数据线相连 内部振荡器完成 4 4 矩形键盘扫描 有按键时 DA 变高 通过非门接到 AT89C51 的 INT1 口 并且设 INT1 为边沿触发方式 当 DA 变高时 经过非门变为低电平跳变产生 INT1 外部中断 使 AT89S52 从数据总线读按键值 判断键值 从而完成相应的程序功能 根据接线图及 74C922 芯片真值表 我们可以将数字键 0 9 键 DEL 转换键 退出键 累加键和去皮键与 ABCD 输出 0000 1111 建立一一对应的关 系 接线图见下图 A B C D X1 X2 X3 X4 Y2 Y3 Y1 Y1 Y2 Y3 Y4 X1 X2 X3 X4 Y4 OSC 5 KBM 6 DA 12 A 17 B 16 C 15 D 14 X1 11 X2 10 X3 8 X4 7 Y1 1 Y2 2 Y3 3 Y4 4 OE 13 U3 MM74C922 123 654 897 0 退退出出 模模式式 去去皮皮 累累加加确确认认清清除除 A B C D 1 2 4 3 C1 0 1uF C2 0 1uF 12 U4 A 74S04 退退出出 清清除除 辽宁石油化工大学实习 设计用纸 17 2 3 22 3 2 显示输出显示输出 由于设计题目要求中文显示 而数码管无法满足 只能考虑用带有中文字库的液晶显 示器 由于可以分页显示 无需太大屏幕 我们选择了点阵式 128 64 型 LCD 第三章第三章 电路的设计电路的设计 1 部分电路设计部分电路设计 3 1 前端信号处理前端信号处理 INA126 构成的放大器及滤波电路 通过调节的阻值来改变放大倍数 微弱信号 Vi1 和 Vi2 被分别放大后从 INA126 的 G R 第 6 脚输出 A D 转换器 ICL7135 的输入电压变化范围是 2V 2V 传感器的输出电压信 号在 0 20mv 左右 因此放大器的放大倍数在 200 300 左右 可将接成的滑动变 G R K1 阻器 由于 ICL7135 对高频干扰不敏感 所以滤波电路主要针对工频及其低次谐波引入的干 扰 因为压力信号变化十分缓慢 所以滤波电路可以把频率做得很低 辽宁石油化工大学实习 设计用纸 18 3 23 2 模数转换电路模数转换电路 基于 ICL7135 的 A D 转换器实现电路 由于 ICL7135 内部没有振荡器 所以需要外接 ICL7135 的时钟频率典型值为 200kHz 最高允许为 1200kHz 时钟频率越高 转换速度越快 每输出一位 BCD 码的时间为 200 个 时钟周期 选通脉冲位于数据脉冲的中部 如果时钟频率太高 则数据的接受程序还没有 辽宁石油化工大学实习 设计用纸 19 接受完毕 数据就已经消失了 考虑到此系统频率要求不是太高 且单片机的工作频率也 不是很高 因此我们取时钟频率的典型值 200kHz 此外 ICL7135 外部还需要外接积分电阻 积分电容 由于 A D 转换器精度与外接的积 分电阻 积分电容的精度无关 因而可以降低对元件质量的要求 ICL7135 还需要外接基准电源 这是因为芯片内部的基准源一般容易受到温度的影响 而基准电源的变化会直接影响转换精度 所以当精度要求较高时 应采用外接基准源 一 般接其典型值 1V 第四章第四章 软件组成软件组成 4 14 1 程序程序 流程流程 如下 图 4 1 程 序流程图 所示 辽宁石油化工大学实习 设计用纸 20 图 4 1 程序流程 4 24 2 键盘服务程序键盘服务程序 键盘段程序采用中断方式 单有键按下时 引入一个外部中断 单片机响应中断后立 即查询所按键值 并对应存入相应的全局变量中 中断返回后 通过在主程序中不断判断 个功能标志位的值来实现在各个功能间的切换 数字键则用来输入单价和选择商品名称 4 34 3 模数转换程序模数转换程序 模数转换子程序主要功能是实现对转换结果的处理 包括转换的启动 等待转换完成 并读入转换结果 以及对转换结果的换算 使之与所要达到的要求建立一一对应的关系 4 44 4 使用操作说明使用操作说明 本系统采用 16 键键盘来实现 分为 10 个数字键 0 9 及 6 个控制键 数字键 用于输入单价和选择所存商品 累加键 相当于确认 可以将当前信息保存至购物清单 并且将金额累加 得到所购 辽宁石油化工大学实习 设计用纸 21 买商品的总金额 去皮键 用于去除皮重 清除键 用于输入单价错误的时 重新输入 退出键 用于退出当前模式 回到普通模式 模式转换键 按下后可直接输入商品代码 并可以显示购物清单 另外 已存入的 10 种商品的单价均可重新设置 直接输入其单价即可 方便实用 如 果所称重物超过了系统最大量程 10Kg 则蜂明器发出报警声音 4 54 5 调试与检测调试与检测 通过分块调试和整体调试相结合 发现不足并逐步调整 最后各部分工作正常 所设 计的电子秤仿真系统能基本的满足设计要求 能较好的实现普通称重 累加计费 去皮以 及输入商品并显示购物清单的功能 以下为部分功能下的 LCD 显示 辽宁石油化工大学实习 设计用纸 22 设计小结设计小结 本仿真设计虽能基本上满足设计要求 但很大程度上仍需较大的改进 首先 数模转换只能作为演示程序以实现功能之用 而要使精度达到要求 至少要使 用 14 位或以上的 AD 其次 程序比较冗杂 仍需优化 再次 通过此次设计 深感一个团队的重要性 由于组队仓促 再加上相互间了解不 多 以至同组队员中途放弃 个人之力总有局限 难以完成所有要求 辽宁石油化工大学实习 设计用纸 23 附录附录 1 1 辽宁石油化工大学实习 设计用纸 24 附录 1 仿真电路图 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 EOC D7 ST A B C D X1 X2 X3 X4 Y2 Y3 Y1 Y1 Y2 Y3 Y4 X1 X2 X3 X4 Y4 DB0 DB1 DB2 DB3 DB4 DB5 DB6 DB7 E RVV RS CS2 CS1 DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB0 RVV RS CS1 E CS2 DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB0 EOC ST CK CK D C B A XTAL2 18 XTAL1 19 ALE 30 EA 31 PSEN 29 RST 9 P0 0 AD0 39 P0 1 AD1 38 P0 2 AD2 37 P0 3 AD3 36 P0 4 AD4 35 P0 5 AD5 34 P0 6 AD6 33 P0 7 AD7 32 P1 0 1 P1 1 2 P1 2 3 P1 3 4 P1 4 5 P1 5 6 P1 6 7 P1 7 8 P3 0 RXD 10 P3 1 TXD 11 P3 2 INT0 12 P3 3 INT1 13 P3 4 T0 14 P3 7 RD 17 P3 6 WR 16 P3 5 T1 15 P2 7 A15 28 P2 0 A8 21 P2 1 A9 22 P2 2 A10 23 P2 3 A11 24 P2 4 A12 25 P2 5 A13 26 P2 6 A14 27 U1 AT89C51 net DB12 CS1 1 CS2 2 GND 3 VCC 4 V0 5 RS 6 R W 7 E 8 DB0 9 DB1 10 DB2 11 DB3 12 DB4 13 DB5 14 DB6 15 DB7 16 RST 17 Vout 18 LCD1 AMPIRE128X64 OUT1 21 ADD B 24 ADD A 25 ADD C 23 VREF 12 VREF 16 IN3 1 IN4 2 IN5 3 IN6 4 IN7 5 START 6 OUT5 8 EOC 7 OE 9 CLOCK 10 OUT2 20 OUT7 14 OUT6 15 OUT8 17 OUT4 18 OUT3 19 IN2 28 IN1 27 IN0 26 ALE 22 U2 ADC0808 OSC 5 KBM 6 DA 12 A 17 B 16 C 15 D 14 X1 11 X2 10 X3 8 X4 7 Y1 1 Y2 2 Y3 3 Y4 4 OE 13 U3 MM74C922 100 RV1 1k 123 654 897 0 退退出出 模模式式 去去皮皮 累累加加确确认认清清除除 A B C D 1 2 4 3 C1 0 1uF C2 0 1uF 2 3 4 5 6 7 8 9 1 RP1 RESPACK 8 12 U4 A 74S04 附录附录 2 部分源程序部分源程序 1 LCD 显示程序 void pulse e 1 e 0 void busy check char right 辽宁石油化工大学实习 设计用纸 25 P0 0 xff if right 1 P2 0 x13 P2 0 x13 while busy if right 0 P2 0 x0b 0b while busy void cmd w char cmd char right busy check right if right 1 P2 0 x10 if right 0 P2 0 x08 P2 0 x08 辽宁石油化工大学实习 设计用纸 26 P0 cmd pulse void data w char dat char right busy check right if right 1 P2 0 x14 0 x14 if right 0 P2 0 x0c 0c P0 dat pulse void lcd init uint i cmd w 0 x3e 1 0 显示开关 cmd w 0 xc0 0 0 修改显示起始行 cmd w 0 xb8 0 0 修改页地址 cmd w 0 x40 0 0 修改列地址 cmd w 0 x3e 1 1 cmd w 0 xc0 0 1 辽宁石油化工大学实习 设计用纸 27 cmd w 0 xb8 0 1 cmd w 0 x40 0 1 for i 0 i 256 i data w 0 x00 0 cmd w 0 xb8 4 0 cmd w 0 x40 8 0 for i 0 i 256 i data w 0 x00 0 for i 0 i 256 i data w 0