智能电子称的设计

密级：学号：本科生毕业（设计）论文智能电子称的设计系 别： 专 业： 班 级： 学生姓名： 指导老师： 学士学位论文原创性申明本人郑重申明：所呈交的设计（论文）是本人在指导老师的指导下独立进行研究，所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本设计（论文）不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究作出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式表明。本人完全意识到本申明的法律后果由本人承担。学位论文作者签名（手写）： 签字日期： 年 月 日 学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权江西蓝天学院可以将本论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于保 密 ， 在 年解密后适用本授权书。不保密 。（请在以上相应方框内打“” ）学位论文作者签名（手写）： 指导老师签名（手写）： 签字日期： 年 月 日 签字日期： 年 月 日摘要电子称是通过单片机AT89S52作为中心控制单元，使用称重传感器进行模数转换单元，再加上显示电路、物理键盘与一些软件构成。单片机的发展使得电子称基本代替了传统的计量工具，它的计量准确快捷、使用方便深受人们的喜爱，广受欢迎。 系统的硬件部分包括最小系统部分、数据采集部分、人机交互界面和系统电源四大部分。最小系统部分主要包括AT89S52和扩展的外部数据存储器；数据采集部分由称重传感器，信号的前期处理和A/D转换部分组成，包括运算放大器AD620和A/D转换器ICL7135；人机界面部分为键盘输入，四位LED数码显示器，可以直观的显示重量的具体数字以及方便的输入数据，使用方便；系统电源以LM317和LM337为核心设计电路以提供系统正常工作电源。 系统的软件部分应用单片机C语言进行编程，实现了该设计的全部控制功能。该电子秤可以实现基本的称重功能（称重范围为09.999Kg，重量误差不大于0.005Kg）,并发挥部分的显示购物清单的功能，可以设置日期和设定十种商品的单价， 还具有超量程和欠量程的报警功能。 本系统设计结构简单，使用方便，功能齐全，精度高，具有一定的开发价值。关键词：电阻应变式传感器A/D单片机液晶显示ABSTRACT The design of the system with the monolithic integrated circuit AT89S52 as the core to realize the basic electronic control functions. In the design of the system, in order to better the modularized design method, the unit step function module design. The system includes hardware, data acquisition system minimum, man-machine interface and the system of power. The minimum system parts including AT89S52 and the expansion of external data storage, Data collected by weighing transducer, signal processing and the A/D conversion parts, including the amplifier AD620 and A/D converter ICL7135, For the man-machine interface partial keyboard input, four LED digital display, can show the specific weight and figure of input data, use convenient, In LM317 LM337 and power system as the core circuit design to provide normal work of the system. The application of SCM system software part C language program, the design of all control function. It can realize the basic electronic weighing function (weighing the range of 0-9.999 Kg, weight error is not more than 0.005 Kg), and play a part of the show shopping list of function, can set the date and set the price of goods, and ten has super range and less range alarm function. The system design is simple in structure, easy to use, complete function, high precision, has certain value. Key word：Resistance strain sensor A / D single-chip liquid crystal display 目录第1章 引言11.1 电子称的简介11.2选题背景与意义11.3电子称的发展趋势1第2章 系统方案论证与选型22.1 电子称的基本结构22.2 电子秤的工作原理32.3 电子秤设计的要求及基本思路32.3.1 电子秤设计的要求32.3.2 电子秤设计的基本思路32.4 单片机的选型42.5 数据采集模块42.5.1 传感器42.5.2 前级放大器72.5.3 A/D转换器72.6 人机交互界面模块82.6.1 键盘输入82.6.2 输出显示8第3章电子秤硬件的设计与制作93.1 AT89S52的主控电路93.1.1 AT89S52芯片93.1.2主控电路的设计103.2电子秤的信号处理流程113.2.1称重数据处理113.2.2 信号处理电路123.3 人机交互界面模块设计143.3.1 键盘输入控制电路143.3.2 LCD显示电路163.4报警电路的设计18第4章 电子称软件设计194.1软件流程图及程序设计194.1.1初始化程序设计流程图194.1.2主程序设计流程图204.2主程序设计及其相关程序设计214.2.1主程序设计214.2.2 信号采样与A/D转换子程序的设计254.2.3 键盘/显示子程序设计27第五章 总结与展望295.1设计总结与感想295.2 本设计存在的不足及工作展望30参考文献31附录1：原理图32附录2：Proteus仿真结果图33致谢34第1章 引言1.1 电子称的简介 智能电子称是电子衡器的其中一种，对加强管理企业、严格的生产、港口计量、贸易结算、交通运输及研究科学都从中起到了关键性的作用，因为智能电子衡器是计重控制和交易计量的重要手段。电子衡器拥有反应迅速、结构简单、应用操作简便、测量范围较大、作用面广、信号远传有利于计算机控制等一些特点。它被人们广泛应用于煤炭、石油、化工、电力、轻工、冶金、矿山、交通运输、港口建筑机械制造和国防等各个领域。噪音和工频干扰在工业现场与坏境中常常作为干扰源出现的，而且干扰源还远远不止这些，有许多的种类，因此电子衡器的抗工频干扰能力是衡量的最重要的指标之一。电子衡器在市场上的电路种类比较复杂，而且成本也不低。不过本产品的电路相对简单，抵抗工频干扰性强，成本比市场上的同类电子衡器也较低，是值得推广的产品。1.2选题背景与意义随着19世纪50年代经济不断的繁荣，人们希望自动化称重通过电子技术融入衡器制造业，提出了衡器称重快捷简便的新要求，为了使新型的称重技术与生产工艺相适应。在1960年发明了专门和衡器关联的测重打印机。那时衡器是装臵带电子的、机械式的称量，可控制器有关的记录、显示等功能却是电子式。电子称经过简单粗糙向复杂精密发展，早期的机械、机电结合走向全电子化，不得不说它的发展与其他事物一样。工艺技术、储运技术、预包装技术、收货业务及商业销售领域中现代称重技术和数据系统是已成为必要的构成部分。电子称则一直慢慢的向这些组成部分改进。称重传感器不断突破改进的各项性能，为智能电子称发展奠定基础。在60年代，国外就有0.1%准确度的电子称，70年代中期对大部分机械称开始了电子化改造。人们在生化水平提高的同时，消费品的种类也繁多了起来。日常生活中，我们不得不进行贸易来往，这也说明电子称是我们不可或缺的工具。我觉得应市场要求，有必要开发一套有符合市场有实用的智能电子称系统，在技术上改善一些缺点和应用中不足的地方，是符合当代称重衡器发展的。1.3电子称的发展趋势 电子称因其装有电子设备，所以种类各式各样。它参与贸易的最重要的结算过程，是与消费者的利益息息大、作用面广、信号远传有利于计算机控制等特点，对各个领域都起到了重要作用。 电子称技术已经开始向动态称重发展；测量向多参数发展；计量向数字测量发展。快速称重与动态称重更是具有跨时代意义的。总的来说，我国虽然投入资金重点研发这些技术，发展上不断加快步伐。但数量和质量与发达工业国家比较还是具有差距。 通过分析今年来电子秤产品的发展情况及国内外市场的需求，电子秤总得发展趋势是小型化、模块化、集成化、智能化；其技术性能趋向是速率高、准备度高、稳定性高、可靠性高；其功能趋向是称重计量的控制信息和非控制信息并重的“智能化”功能；其应用性能趋向于综合性和组合性。相关的，因此各国政府想强制管理的计量器具。针对自动化的称重贸易计量，电子称是一种重要手段。电子称拥有反应迅速、结构简单、应用操作简便、测量范围较。第2章 系统方案论证与选型2.1 电子称的基本结构电子称是测量地球对物体重力，确定其大小的仪器。任何原理制作的电子称都包括这三个组成部分：（1）称重感应器它是质量或重量转化为电量的元件，是一种变支撑力为电信号或一些别的形式信号便于计算的辅助功能。根据称重传感器的结构型号不同，可分为应变传感器、直接位移传感器和利用电阻、压电或磁弹性效应的传感器。称重感应器主要的要求有：可以在环境差的条件下工作；有很好的线性关系；被称物体物理状态不影响测量；灵敏度要高；输出的电量与输入的质量单值必须保持对应；还要稳定可靠频响特性。（2）承重、传力复位系统这是转换元件和物体间的机械、传力复构、吊挂连接部件和称桥结构。（3）测量显示和数据输出的载荷测量装臵由电子线路，其中的放大器、电流源或电压源、调节器、保护线路等，指示部件包括显示、打印、数据传输等，这两位系统，即电子称的称体。它的组成部分有被称物体载荷的承载器、限位减震机大称重传感器中的部分构成。这两部分叫称载测量装臵。前臵放大、过滤、运算、控制、计数等环节常常在数字测量电路中出现。2.2 电子秤的工作原理称重物体被放置在称台上，这时它的重量经过称体传到称重感应器中，传感器将力信号转换成为电信号，被称物体的物理重量会与产生的电信号或电流形成一定正比的函数关系。放大电路再把这个电信号放大处理，过滤后经A/D转换器进行转换，又将转换后的电信号传输给CPU进行处理，CPU通过扫描键盘和功能键的开关情况，处理并判断和分析以此控制测量结果的运算。最后CPU运算出的结果传递到内存储器，如果要显示结果，CPU将发出从内存储器中读出结果并发送到显示器显示出来的指令，或者输送到打印机打印出来。滤波、A/D转换、信号放大和信号运算处理一般都会在仪表中来进行完成。2.3 电子秤设计的要求及基本思路 2.3.1 电子秤设计的要求 (1) 称重范围：不超过9.999Kg (2) 测量精度： 0.005Kg (3) 显示方式：LCD显示所称量的物品重量，同时还可显示物品的名称、数量、单价、金额和所有物品的总金额。(4) 使用操作：键盘输入数据，操作简单方便。 (5) 特殊功能：具有去皮功能以及能将金额累加计算；当物体重量小于A/D转换器的最小测量值或者超过电子称的计量范围时，具备无法称重的报警功能。 2.3.2 电子秤设计的基本思路 控制器模块、数据采集模块、和人机交互界面模块是电子称组成三大部分。压力传感器、信号的前级处理和A/D转换组成三大部分中数据采集模块。经过转换过的数字信号通过控制器的处理，控制器会处理数字信号的数字量，最后在人机间使用驱动模块完成信息互换。这样再增加有过载、欠量报警的提示功能就完成了。如图2-1 本系统的设计图2.4 单片机的选型 本文设计的智能电子称采用单片机AT89S系列增强型的产品：AT89S52。拥有256B的RAM和8KB的程序存储器，这比上一代的AT89S51整整多出了一倍。不仅于此，它还新增添了16位定时计数器等功能，对于S51是一个具有独特应用与功能相当强的功能。只用PC机的并口输出非常容易的下载电路，就能用串行的方法将程序写入单片机中。这意味着不用烧写器，是AT89S52独特的优点。还可以做到不对硬件有什么改动来更改单片机的软件在下载电路设计系统中。综上所述，我们确定选择电子市场上比较主流的AT89S52型号单片机，来作为此次设计的核心元件。AT89S52工作中的电压在4.0V到5.5V之间，是兼容MCS51微控制器，三级程序加密，全静态时钟0 Hz 到33 MHz， 32个可编程I/O 口，2/3 个16位定时/计数器，6/8 个中断源，数据指针（双），全双工串行通讯口，看门狗定时器，上电复位标志。此外还扩展了32K数据存储器，以满足系统设计要求。2.5 数据采集模块 2.5.1 传感器 传感器下的定义是：“能感受规定的被测量并按照一定的规律转换成可用信号的器件或装臵，通常由敏感元件和转换元件组成”。 转换元件是能把敏感元件输出能量在传感器中转变成便于测量传输的信息的部分，敏感元件则是接受被测量的部分在传感器中。另外传感器是一种检测装臵，还是整个电路的首要环节，是用来实现自动检测与自动控制的。这种装臵能感受被测信息以及检测感受的信息，一定的规律变换电信号或其他输出信号，使它能满足息的存储、传输、控制、处理、记录和显示等要求。 称重传感器被喻为电子秤的心脏部件，电子称的稳定性和精确度得取决于它的性能好坏，所以称重传感器占有非常重要的位臵在电子称中。因为电子称在称重的过程中，所产生的误差大部分来源于称重传感器，大约占有50%70%左右。如果环境情况糟糕，那么误差比重会更大。所以我们正确选择称重传感器是设计电子称的关键。 称重传感器的种类各式各样，根据工作原理不同来分为常用的有以下几种： 电阻应变式、电容应变式、压磁应变式、压电应变式、谐振应变式等。（本文设计采用的是电阻应变式） 电阻应变式称重传感器由弹性敏感元件和电阻应变计两个部分构成。其中弹性敏感元件是利用测量的重量改变弹性体的应变数值；电阻应变计是反应弹性体的应变值，会同时转换电阻值的变化，所感受机械应变量通常在10-610-2间，电阻变化率也一般为10-610-2。不过这样微小的变化阻值普通的测量仪表很难测出来，但我们可以使用能将电阻变化用电流或电压变化的形式转换的电路来进行测量，就能测出一般仪表测不出的电阻值。而符合这样的特殊电路就是桥式电路。电阻应变式称重传感器工作原理框图如图2-1所示：如图2-2 电阻应变式称重传感器工作原理框图当没有被测物体时，即传感器没有受到载荷，弹性敏感元件不会产生应变变换，粘贴在弹性敏感元件上的应变片也不会发生变化，电阻值因此也不会变化，电桥电路平衡，没有输出电压；反之，有被测物体时，传感器收到载荷P，弹性敏感元件、应变片、电阻值都发生相应的变化，电桥失去平衡产生输出电压。如图2-3 桥式测量电路 没有受到载量的应变片电阻为R1、R2、R3、R4，受载量后各个电阻该变量为R1、R2、R3、R4，Rm是温度补偿电阻，输出电压V，激励电压e。 电桥没有变化的输出电压： 电桥变化后的输出电压： 因为四个应变片的灵敏系数相同，且R/R=K，上式改变为：式中K为应变片灵敏系数，为应变量。应变片电阻值变化的绝对值相同，即R1 = R3 = +R或1 = 3 = +R2 = R4= -R或2 = 4 = -通过等式转化公式:S称为u传感器系数或传感器输出灵敏度。 依靠四个应变片构成的电桥测量电路，要做到高精度的应变传感器还是不够的。传感器一定会产生误差，比如温度变化，弹性元件热处理工艺问题还有应变片贴合工艺问题。要想提高精度，可以在桥路桥臂中串联些补偿元件。.2.5.2 前级放大器传感器和敏感元件经过转换的输出信号电平低，就算电桥一些电路变化后的信号还是无法直接使用。因此，整体电路中还要加入一个用于计算的基本元件组成的放大器，才能使显示、控制、记录正常进行。 放大器一般接收的是传感器的输出信号，这种输出信号电平低，内阻高，还有很高的共模电压。所以放大器必须有以下特点才能满足系统要求。1)输入阻抗需要很大，相对信号源的内阻值大的多。防止负载使测量造成偏差。2)防止电压干扰的能力需要强大，特别是共模电压干扰。3)预制下的频带宽度，能输入漂移，增益要准确、线性良好和较小的噪声。4)可以加一些特定要求的电路。比如放大器增益的外接电阻调整、方便准确的量程切换、极性自动变换等。满足这些的条件的放大器都可以使用，市面上很多放大器也都达到标准。2.5.3 A/D转换器 A/D转换器必不可少元件之一传感器等元件输出的信号，计算机是无法识别的，这时就需要A/D转化器把这些信号转变成计算机能够识别的数字信号。A/D转化器的转化原理是把模拟电压或电流改变为与之成正比关系的数字量。我们一般把A/D转化器分为四种，双积分式、逐次逼近式、计数器式和型A/D转换器。电子称常用的是双积分式A/D转化器，顾名思义双积分式的是对输入模拟电压或电流进行两次积分，输入电压平均值经正比变换成时间间隔，将时间间隔测出，就会得出所需的数字量输出。如图2-4所示是双积分式A/D转化电路，主要元件有积分电容、积分电阻、积分器、自动回零电阻等。如图2-4 双积分式A/D转化电路双积分型A/D转化器对工频干扰也是很强的，本系统压力信号很缓慢，易受工频信号影响。干扰电压均值为零，是对输出没有影响的，尤其是对50HZ的抑制力更强，还有很好的滤波作用。2.6 人机交互界面模块2.6.1 键盘输入键盘输入是人机界面中直接与人互动的系统，它是用户指令的主要接收者。键盘一般都由多个物理按键或虚拟按键构成，每个按键都是开关，用来改变电路信号，从而做到发出不同的指令。键盘接口信号对系统是种输入信号。我选择ZLG7289作为键盘显示芯片，优点有：64键控制、键盘显示功能、可扩展系统还有译码电路，很符合本系统设计。2.6.2 输出显示输出显示属于人机互动界面，它是相对于用户是作为输出信号的系统，是人机互动的关键，所有结果都要通过它才能对外显示出来。可以采用具有低功耗、可视画面大及抗干扰能力强功能的LCD，能够设置金额、中文、日期、单价等就能满足设计需求。第3章电子秤硬件的设计与制作3.1 AT89S52的主控电路3.1.1 AT89S52芯片AT89S52单片机是ATMEL公司的高档型AT89S系列中的增强型产品。ATMEL公司依靠半导体技术在20世纪80年代发展起来，推出了独特的FLASH存储器技术，将这项技术注入单片机中，使单片机得到更大的改进。其生产的AT89系列最为人们熟悉，这系列在同业界中得到很大的反响，也很受用户青睐。AT89S52是一个低功耗,高性能CMOS8位单片机，片内含8kBytesISP(In-systemprogrammable)的可反复擦写1000次的Flash只读程序存储器。器件采用高密度、非易失性存储技术制造，兼容标准MCS-51指令系统及80C51引脚结构。芯片内集成了通用8位中央处理器和ISPFlash存储单元，功能强大的微型计算机的AT89S52可为许多嵌入式控制应用系统提供高性价比的解决方案。AT89S52有以下特点：8kBytesFlash片内程序存储器；5个中断优先级2层中断嵌套中断；256bytes的随机存取数据存储器（RAM）；2个全双工串行通信口；32个外部双向输入/输出（I/O）口，3个16位可编程定时计数器，；40个引脚，WDT电路；片内时钟振荡器。如表3-1AT89S52功能兼容MCS-51指令系统8k可反复擦写(1000次）ISPFlashROM4.5-5.5V工作电压32个双向I/O口时钟频率0-33MHz3个16位可编程定时/计数器全双工UART串行中断口线256x8bit内部RAM2个外部中断源低功耗空闲和省电模式中断唤醒省电模式3级加密位看门狗（WDT）电路软件设置空闲和省电功能灵活的ISP字节和分页编程双数据寄存器指针引脚封装如下图所示：如图3-1 AT89S52的引脚图3.1.2主控电路的设计P1口与P2.0P2.6口作为地址总线接口，其中P1口是低地址线及数据总线复用口，P2.0P2.6口用做高地址线。P2.7是62256的片选控制的总线，ALE接锁存器74LS373的使能端。P3.6和P3.7作为外部数据存储器写/读选通信号输出端分别接62256的/WE和/OE端。主控电路图如下：如图3-2主控电路设计图3.2电子秤的信号处理流程3.2.1称重数据处理因为各个测量过程中的硬件还存在很多的缺陷，像传感器都有着这样或那样的弱点与不足。所以我们必须要加入软件数据处理技术，这样能弥补硬件的不足之处，使整个系统运行流畅，并提高综合性能。主要的数据处理技术有以下几种： （1）无效物理量的消除 在称重过程中，称重传感器实际获得的重量信号并不是被称重物体的重量，而是包含一些无效的物理重量，比如称台、支架等。要得到被称物体真实重量，就需要软件来减去这些无效重量。 （2）零漂处理 每次称重，系统会有个零值来消除上次使用后的误差，和外界环境的影响的不精确。如果没有处理，就会产生零漂现象。使用零位补偿技术，可以有效纠正零漂的影响，采集到正确的数据。 （3）标度变化 在称量系统内部传输的都是数字信号，这种信号人们无法直接理解，需要转化为人员熟知带有量纲的数据，这些转化就是标度变换。 （4）非线性补偿数据处理中，呈线性是非常好处理。但检测传感器的信号特性并不是全都是线性，存在温漂、滞后问题影响信号呈非线性。就称重系统来说，输入输出信号特性非线性度不大，可以使用分段性插值法来进行补偿。（5）数字滤波技术在实际应用中，周边环境存在各种的干扰源。称量过程中，这些干扰信号极大的影响系统内部的信号。虽然信号入口装有RC低通滤波器，但对低频干扰信号却束手无策。然而数字滤波恰巧能对低频信号进行过滤，用软件设计的某种算法，可以对数字信号处理，降低干扰信号在有用信号中的比率。3.2.2 信号处理电路以下为滤波放大电路图：如图3-3信号滤波放大图 在上电路图中，采样的信号电压较微弱，小到毫伏级别，因此我们在电阻R3、R4选择上，使用阻值小的电阻，这样不会因电流小使放大器工作效果不好。电容的选择上，因为要起到滤除噪声作用，所以高频噪声选择0.1uF普通独石电容作为C5、C6电容元件；而电容C7、C8消除低频噪声选择22uF普通独石电容。Vi1、Vi2微弱信号经过放大在AD620第6引脚被放出。传感器022mv的输出电压范围。A/D转换器ICL7135在-2+2V输入电压间变化，放大器200250放大倍数。A/D转换器不敏感高频干扰信号，滤波系统主要防止低次频干扰信号。因此，滤波电路整体频率调的较低。ICL7135与单片机的接口使用数据选择器来作数据读取控制器，可以简单化ICL7135和单片机之间的电路接口，有利于设计和编程。前端信号处理电路设计如下图:如图3-4信号数模转换图ICL7135的输出时序图：如图3-5 输出时序图A/D转化器转化信号完毕后，锁存器会更新并不停扫描BCD码。在设计时，设想过一种接口电路，可以运用ICL7135的“Busy”端功能，只需要一个I/O口和定时器就能把ICL7135的数据输送进单片机，节省了大量单片机的资源，减小系统的体积。3.3 人机交互界面模块设计 3.3.1 键盘输入控制电路 如表3-2 ZLG7289引脚说明引 脚 号名 称说 明1, 2VDD正电源3, 5NC悬空4VSS接地6/CS片选输入端此引脚为低电平时可向芯片发送指令及读取键盘数据7CLK同步时钟输入端向芯片发送数据及读取键盘数据时此引脚电平上升沿表示数据有效8DATA串行数据输入/输出端当芯片接收指令时此引脚为输入端当读取键盘数据时此引脚在读指令最后一个时钟的下降沿变为输出端9/KEY按键有效输出端平时为高电平当检测到有效按键时此引脚变为低电平10-16SG-SA段g段a驱动输出17DP小数点驱动输出18-25DIG0-DIG7数字0数字7驱动输出26OSC2振荡器输出端27OSC1振荡器输入端28/RESET复位端低电平有效SPI串行接口工作方式介绍：ZLG7289与微处理器是通过串行进行信号传输，第8引脚DATA作为数据信号输入口，第7引脚CLK端口来同步信号。输入信号变成低电平时，数据会通过CLK引脚写入缓冲寄存器。ZLG7289 有三种类型的指令结构：1、 纯指令，指不带数据，令宽为8个字节 即微处理器发送8个CLK脉冲；如图3-6 纯指令时序图2、 带有数据的指令，宽度为16个字节。如图3-7 带数据指令时序图3、 读取键盘输入的数据指令，宽度大小16个字节，前面8个字节为微处理器发送到ZLG7289上的指令，后面8个字节为ZLG7289返回的键盘代码，这个指令执行时ZLG7289的DATA端在第9个CLK 脉冲的上升沿改变为输出状态，而第16个脉冲的下降沿又变回输入状态，接着等待接收下一个指令。图3-8 读键盘指令时序图下图为电路图：图3-9 键盘接口图图中P1.0口接DIO；P1.5口接/CS；P1.6口接CLK；P3.2口接/KEY，通过中断0告知AT89S52读数。当有操作按下ZLG7289的9脚的键位，控制芯片开始扫描并发出指令，产生低电平给单片机，单片机则经过P3.0口使用中断方式以串行方式读入。下拉电阻大于位选电阻的5到50倍，一般为10 倍，下拉电阻的选值在10K100K之间，位选电阻的选值在1K10K之间。因而取上拉电阻为10K，下拉电阻为100K。3.3.2 LCD显示电路 OCM4x8C液晶显示模块的控制器是台湾公司生产的ST7920，控制显示功能在同类驱动器是很强的。显示模块内部图形点阵拥有中文字库，并含有串/并接口。点阵大小为12864，考虑本设计更多针对国内市场，注入2Mb的CGROM中文字型，还有8192个1616的点阵字库；16Kb的ASCII码字库，在英文使用上也毫不逊色；当然，并不是这两种字库就满足用户的要求，我们还增加了绘图区GDRAM大小为64256点阵，作为用户自助构造图型，以及4个1616点阵用来构造用户所需字型。2.75.4V的工作电压使得模块功耗很低，满足很多便携式仪器，和内部系统工作电压规格。LED背光、显示位移、字符闪烁等多个功能模块都包含在内。提供液晶显示的电压，电源系统也很简化。如表3-3引脚功能说明引 脚 号名 称说 明1VSSGND（0V）2VDD逻辑电源（+5V）3V0LCD电源（悬空）4RS (CS)H：数据，L：指令5R/W (SID)H：读，L：写6E (SCLK)使能7DB0数据08DB1数据19DB2数据210DB3数据311DB4数据412DB5数据513DB6数据614DB7数据715PSBH：并行，L：串行16NC空脚17RST复位（低电平有效）18NC空脚19LEDA背光源正极（LED+5V）20LEDK背光源负极（LED-0V）图中PSB接低电平，RS固定接高电平；串行接口模式；串行时钟线SCLK接P1.6；串行数据线SID接P3.1口；这就是二线串行模式。字符显示RAM地址与字符显示位臵关系：如表3-4RAM地址与字符显示位臵关系80H81H82H83H84H85H86H87H90H91H92H93H94H95H96H97H88H89H8AH8BH8CH8DH8EH8FH98H99H9AH9BH9CH9DH9EH9FH2/3线串行接口方式：在串行模式下 即PSB接低电平，数据SID线和时钟SCLK线串行输送信号，这时就为2线串行模式。模块2线串行工作操作时序如下图所示：如图3-10 2线串行时序图图中看出，1字节的数据需要24个脉冲时段来传输。连着发送五个“1”被定为起始数据，并重置内部和同步串行传输，第八位定为“0”；“RW”和“RS”发出第一个字节后，下次的数据指令将分成两部分接收。一个指令完成后，才可以进行下一个指令，不然，就会导致数据遗失。因为模块内没有缓冲区。3.4报警电路的设计系统设计了两个发光二极管作为超载和欠量程指示灯，当系统判断为超载或欠量程时，ICL7135给输出一个高电平信号OR（超载）或UR（欠量程），经非门后形成低电平从而驱动发光二极管发光提示。下图为系统报警电路原理图：如图3-11 报警电路原理图第4章 电子称软件设计4.1软件流程图及程序设计本次程序按循序渐进、步步相接、独立化进行设计。从最先启动的系统的开始设计，一步一步完成，防止首尾不同步、运行中出错。独立设计每一步程序，做到每个程序互不干扰，实现个体的功能，也可以很好的检查出运行不佳的程序。主要设计程序：初始化程序、主程序，A/D转换子程序、显示子程序、键盘处理子程序。4.1.1初始化程序设计流程图如图 4-1 初始化程序设计流程图单片机通电，初始化程序，各个模块设置、A/D转换器功能设置初始化，然后进入主程序。4.1.2主程序设计流程图单片机完成初始化程序后进入主程序，主程序主要完成对存储参数的读取，对检测到的数据进行数据处理，键处理，显示处理等。如图4-2 主程序设计流程图4.2主程序设计及其相关程序设计4.2.1主程序设计uint max_weight;/最大称量 uchar dsel;/分度值uchar dp;/小数点 sbit buz0 =P36;/蜂鸣器 sbit buz1 =P37;/*/ bit b_follow;/启动零位跟踪标记 bit b_serial;/串口发送完标记 bit b_followdelay;/第一次不进行零位跟踪 bit b_steady;/稳定标记/*/ void (* data task)(void);/函数指针变量，接受下一步要做的任务 uint idata fendushu;/分度数uchar weight_led6 /重量窗显示缓存 uchar idata temp_var; uchar weight_dp;/小数点位数 uchar fu_number;/负号显示位臵 uchar wdcount;/稳定计数 uchar adup_count;/异常值计数ucharaddcount3;/累加次数/*/externvoidkey_scan(void);/按键扫描externvoidweight_disp(void);/重量计算，超载报警externvoidstart_set(void);/单片机初始化设臵externvoidadc(void);/读取AD值externvoidad_processor(void);/AD数据滤波处理externvoidfun_weight(void);/正常称重状态externvoidbd_start(void);/重量或电压标定选择externvoiddy_disp(void);/电压显示externvoidled_disp(ulongtemp,ucharnum);externucharget_jiaoyan(uchar*address,ucharnum);/计算校验字externvoidneima(void);voiddelay60ms(uchartime);/40ms延时voidfendu_val(void);/分度数运算voidcheck_canshu(void);/读参数，并校验是否正确voidver_disp(void);/显示版本号voidseg_check(void);/笔画检测/*/voidmain(void)start_set();/单片机初始化beep_time=3;/开机鸣叫flash_num=6;/没有闪烁位spi_sys();/ad芯片初始化check_canshu();/读参数，并校验是否正确if(bdf.shuduval2)/若是异常值，用默认值bdf.shuduval=1;addcount3=4;bdf_dp_temp=bdf.dp;/保存小数点（标定修改参数时用）bdf_dsel_temp=bdf.dsel;/保存分度值（标定修改参数时用）key_scan();/标定按键扫描switch(key_temp)/功能键处理函数case0xc0:b_biaoding=1;task=bd_startbreak;/default:bdf.dp=0;ver_disp();/显示版本号seg_check();/笔画检测fendu_val();/分度数运算zero_current=ad_steady;/保存当前零位值 task=fun_weight; break; do /主循环程序 adc(); /A/D采样 ad_processor();/数据处理 zero_follow(); /零位跟踪程序 neima(); /内码计算 weight_disp(); /重量显示 key_scan(); /按键扫描 (* task)(); /任务切换函数 while(1); /*/ void fendu_val(void)/分度数运算 uchar i; ulong temp; temp=(ulong)bdf.max_weight*num_tenbdf_dp_temp; fendushu=temp/bdf.dsel;i=fendushu/3000; if (i=0) i=1; half_sel_bound=5/bdf.beilv;/半个分度的原始码follow_bound=i*half_sel_bound;/计算零位跟踪时的原始码，按3000分度 time_weight=200; /*/ void ver_disp(void)/显示版本号及最大量程 weight_led0=7;/ 7 weight_led1=1;/ 1 weight_led2=2;/ 2weight_led3=17;/ - weight_led4=0;/ 0 weight_led5=5;/ 5 fun_led=0xff; delay60ms(15);/40ms延时 beep_time=3; led_disp(bdf.max_weight,5);/显示最大量程 weight_led0=15;/ F delay60ms(20);/40ms延时 4.2.2 信号采样与A/D转换子程序的设计A/D数据处理(采用数组平均值法）如图 4-3 信号采样与A/D转换子程序的设计extern uchar code adcount23; extern bit bAd;/已产生AD值 extern bit b_warnled; extern bit b_steady; extern bit b_up_last; extern uchar adup_count; extern ulong idata ad_steady;/AD数据处理后的稳定值 extern uchar add_count;/AD累加计数器 extern ulong idata add_val;/AD累加值 extern uchar wdcount; extern uchar adup_count;/AD异常值计数 extern uchar addcount3; extern ulong idata up_val; extern ulong idata adval;/AD芯片采样值 extern ulong idata lvbo6;extern uchar idata follow_time;/零位跟踪时间 extern uchar idata time_weight;/重