数显电子秤的设计

IV摘要从古至今人们就非常的重视称重技术，这种技术广泛在工业农业、科研、交通、内外贸易上等各方面都有所应用，跟人们的生活是永远分不开的。称重装置的应用已已经普及了各大领域，有了很好的经济效益。电子秤是一种新型的称重仪表。此类电子秤比机械秤的体积小、重量轻、结构简单、价格低、实用性强，工作环境任意，不会对电子秤有影响，可实现显示重量，人机交互方便快捷。在各大超市，市场，物流中心等应用比较多。电子秤广泛应用于人们日常生活的测量工具，但电子秤的功能是有限的。智能电子秤的新特点和发展，为人们提供了一种保持健康的注意方式，成为研究和设计的主要趋势。本文阐述了基于单片机设计的电子热平衡原理及实现方法。单片机就是控制器的核心，通过称重传感器的数据采集、信号前端处理、A/D转换、光电信号转换成数字信号。称重传感器的反馈数据由单片机负责处理，获取重量信息，并通过键盘输入价格，对数据信息进行进一步处理。电子式热平衡仪具有功能多、功耗低、使用方便、直观、系统设计简单、测量准确等优点。具有清零，可以计算总价，并能通过LCD直接显示出来，超过所测重量时能够报警。关键词：压力传感器；单片机；A/D转换AbstractWeighingtechnologyhasbeenvaluedsinceancienttimes.Asameasure,itiswidelyusedinindustryandagriculture,ScientificResearch,transportation,domesticandforeigntradeandsoon.Theapplicationofweighingdevicehasbeenalloverthenationaleconomy,andhasachievedremarkableeconomicbenefits.Electronicscaleisanewinstrumentinweighingtechnology,whichiswidelyusedinvariousoccasions.Comparedwiththemechanicalscale,theelectronicscalehasthecharacteristicsofsmallvolume,lightweight,simplestructure,lowprice,strongpracticalvalueandconvenientmaintenance.Itcanworkinvariousenvironments,theweightsignalcanbetransmittedfaraway,anditiseasytorealizethedigitalizationoftheweightdisplayItiseasytoconnectwiththecomputernetwork,realizetheproductionprocessautomation,andimprovetheLaborproductivity.Electronicscaleisacommonweighingequipmentindailylife,widelyusedinsupermarkets,largeandmedium-sizedshoppingmalls,logisticsdistributioncenters.Theelectronicscalewithweightandsinglevaluedisplayfunctionisrealizedbyusingsinglechipmicrocomputertechnology,digitalelectronictechnologyandanalogelectronictechnology.Themaincontentofthedesignisasimpleelectronicscale,Single-chipisthecoreofthecontroller,thesignalissensedbyapressuresensorandinputtoasinglechipprocessorafteramplificationbyanamplifierandanalog-to-digitalconversionAtthesametime,theelectronicscalehasLCDdisplayandkeyboardinput.Thefunctionoftheelectronicscaleistomeasurethemassoftheobjectwithinacertainmass,inputthepricebykeyboard,clearthezero,calculatethetotalprice,andcanbedirectlydisplayedbyLCD,overthemeasuredweightcanalarm.Keywords：PressureSensor；SCM；A/Dconversion目录摘要 IAbstract II第1章绪论 21.1课题背景 21.2研究课题的目的及意义 21.3课题研究内容及技术指标 3第2章方案的论证与设计 42.1系统方案论证 42.1.1主控制电路方案选择 42.1.2重量采集电路的方案选择 42.1.3模数转换电路的方案 52.1.4键盘部分的方案 62.1.5显示部分的方案 62.1.6过载报警部分的方案 62.2系统方案确定及系统框图 72.2.1方案的确定 72.2.2方框图的设计 7本章小结 7第3章单元电路设计 93.1单片机最小系统 93.2重量采集电路 113.3A/D转换电路 123.4按键输入电路 123.5液晶显示电路 133.6超重灯光报警电路 14本章小结 14第4章软件程序设计 154.1软件开发环境介绍 154.2系统重要函数介绍 154.2.1主函数的设计 154.2.2LCD12864显示函数的设计 154.2.3HX711数据采集函数的设计 164.2.4矩阵键盘检测函数的设计 164.2.5声光提示程序的设计 16本章小结 175.1整机电路原理 185.2原理图绘制软件的介绍 185.3系统硬件测试 205.4系统软件测试 20本章小结 21结论 22致谢 错误!未定义书签。参考文献 错误!未定义书签。附录1译文 错误!未定义书签。附录2英文参考资料 错误!未定义书签。附录3整机原理图 错误!未定义书签。附录4程序流程图 错误!未定义书签。附录5程序代码 错误!未定义书签。附录6元件清单 错误!未定义书签。附录7实物图 错误!未定义书签。PAGE1第1章绪论随着人民的生活水平渐渐提升，人们的生活质量也在不断地改变。在食物营养平衡中，人们享受各种优质食物。虽然人们越来越重视食品的质量和要求，但忽视饮食是其中的一个重要细节，饮食不当是导致该病发生的重要因素之一。维持身体正常生理机能所需要的基本能量来源于日常生活所摄取的食物热量，它可以长期保持良好的健康状态。根据中国的经济水平的提高，人们的饮食习惯、食物种类和中国人民体育活动的特点，结合国内外研究资料，并制定了中国人民膳食能量的推荐摄入量。电子热量的发展，建议按照饮食的能量摄入来量化饮食，保持健康的饮食能量摄入，防止热量的发展，高脂肪的饮食和体能满足需求，同时保持均衡的饮食是合理的，电子技术应用到日常生活中。这样，人们就生活在一个高质量的健康饮食环境中，具有广泛的推广和应用价值。1.1课题背景在上世纪50年代中期，称重仪表制造业的快速发展与电子技术紧密相连。20世纪60年代初，机电电子秤被淘汰了。通过长时间的钻研，电子衡器已由原来的机电一体化发展到数字电子智能化。从世界平均水平来看，称重技术的发展经历了从机械规模到机械部件、电子电路级、机械部件到集成电路级到新型单片集成电路系统的四个发展阶段。中国的体重在上个世纪之前的40年代也充满了机械，从40年代开始组合称重的电气和机械的发展，50后开始出现在电子衡器、称重传感器基于80年代以来，我国通过不断的自主研发和消化吸收成功引进和转化，一个机械称重传感器的一端，进入现代传感器、计算机技术、微电子技术和电子秤的发展阶段的整合。根据近几年的电子称重技术发展来看，根据市场的需求，电子秤的发展趋势：智能化，模块化和集成化技术；其性能往往是高精度、高速度和高可靠性，全面结合的应用趋势。1.2研究课题的目的及意义人们在生活中最常用的就是电子秤，在各大超市、高低端商场、物流中心。电子秤已经取代了传统的称重工具，不管是在设计原理上还是结构上。对于那些传统的称重工具来说，现代电子秤测量精度相当高、体积小很多、实用性强、操作方便使用方便，外观、工作方式、材料上都胜于传统的计量衡器。其设计主要通过压力传感器检测被称重物体的重量信息并将转换成电压信号经过放大器放大后的电压信号通过A/D转换电路转换成单片机可识别的数字量被送入到单片机，再经过译码显示器，从而显示出被测物体的重量。1.3课题研究内容及技术指标设计一种电子称，可将常用食物或水果称重重量单价和显示。本设计主要包括应力机制、称重传感器、主控制板、显示模块、存储器和按键面板；主控制板根据记忆功能键进入食品信息对应的常见类型，在食品单价计算和食品称重传感器反馈信号的重量，测量重量和单价计算，通过显示屏显示驱动程序显示在液晶上。该电子秤具体实现的功能是能够测量一定质量内物体的质量，能够利用键盘输入价格，具有清零，可以计算总价，并能通过LCD直接显示出来，超过所测重量时能够报警。技术指标：1.采用LCD12864实时显示称重和价格信息；2.称重量程0～40Kg，精度±1%；3.采用4×4矩阵键盘进行人机交互，具有输入单价、去皮清0、退格、重输等功能；4.当称重物品超过40Kg时LED指示灯亮起，同时LCD12864上显示“超重”字样。第2章方案的论证与设计2.1系统方案论证2.1.1主控制电路方案选择主控制器是电子秤的核心部分，它需要接受转换后的传感器信号，同时也能扫描接受到键盘的输入信号，计算价格后控制显示器的输出，当超过称重量量程时还要控制报警装置报警。主控制器的选择有两个如下两个方案。方案一：单片机作为主控制器单片机控作为主控制器其优点有：可以做成专用的控制系统，程序被固化，可靠性较高，操作简单，易于维护，并且成本低。在比较小型的控制系统中，最适合的应是单片机作为控制核心。但在大型的控制系统中，要求很多方面的性能要很高，在工作环境很恶劣的情况下，会产生电噪声、干扰、机械振动、极端温度和湿度对该系统有一定的影响，运行速度快、可靠性高、硬件资源好和指令系统功能。另外，决定研发周期的重要因素是开发工具的应用与选择，开发工具的好坏也决定了系统开发的进程。方案二：PLC作为主控制器PLC作为主控制器应用广泛，它具有接线简单，通用性好，编程简单，使用方便，可连接为控制网络系统，易于安装，便于维护，其主要应用在准确、精密、快速、稳定和多点控制的系统中，但是其价格昂贵。所设计的简易电子秤精度不需要很高，需要控制器及程序被固化，并且工作环境适宜。单片机作为处理器完全能够满足要求，并且单片机价格低廉，体积小，最终选择了市面上常见的51系列的单片机STC89C52作为主控制器。2.1.2重量采集电路的方案选择方案一：压电传感器工作的原理是基于材料在材料应力作用下材料在特定表面上的压电效应。压电式传感器具有体积小，运行可靠，重量轻的简单结构。它适用于动态力学量的测量。不适合测量低频和静态量。它目前用于动态力和加速或压力测量。但压电器件也存在缺点：1.内阻高，功耗低；2.输出能量弱，输出功率小，电缆的噪声干扰和分布电容影响输出特性，需要高外部电路。目前多用于加速度和动态力或压力的测量。压电器件的弱点：高内阻、小功率。功率小，输出的能量微弱，电缆的分布电容及噪声干扰影响输出特性，这对外接电路要求很高。方案二：利用电阻应变效应将各种机械量转换成电信号的结构传感器是电阻应变传感器。基于材料的电阻应变效应是电阻应变式传感器核心部分。可以单独作为传感器使用的是电阻应变片。机械量传感器的构成由敏感元件和弹性元件。应变式传感器的特点如下：1.广泛的应用范围，各种机械传感器可由应变仪制成。2.分辨率高，精度高。3.结构轻巧，对复杂环境适应性强。可用于特殊环境，如高压，高温，强磁场等，频率响应良好。4.商业化，易于使用，易于实现长距离和自动测量。通过对传感器的分析，选择了电阻应变传感器。通过对上述传感器的比较分析，最终选择了第二套方案。精度为0.01％，量程为40kg，满量程误差为1-2克，完全满足系统的精度要求。2.1.3模数转换电路的方案方案一：选择ADC0832作为AD转换器件。ADC0832是一种八位的AD转换芯片，具有两个AD转换通道，转换时间32us，使用简单。但是该AD芯片分辨率只有8位，对于该设计要求的精度1g远远不能满足。方案二：为防止A/D转换器的技术指标的影响，并注意以下问题：1.是否有稳定电源电压；2.是否有合适的外部时钟信号频率；3.是否有符合设备要求的工作环境温度；4.与其他设备相匹配；5.是否有合理的印制线路板布线。设计选择了高增益和高精度的24位A/D芯片HX711是很好的。作为一个高精度称重传感器HX711，是24位的A/D转换芯片，与其他类似芯片相比，该芯片集中了其它类似芯片所需要的外围电路，如片上时钟振荡器、稳压电源等，具有响应速度快、抗干扰能力强、集成度快等优点。使用这种芯片不仅仅降低了电子热量称的整体成本，而且提高了整机的可靠性和性能。2.1.4键盘部分的方案方案一：采用独立按键。每一个功能一个按键对应，一个I/O口控制一个按键，占用较多，这样如果案件多单片机I/O口不够用。这样如果功能多的话就浪费比较大资源就会占用占满单片机I/O，其他功能元件器件连接不下，并且按键的反应速度也会降低。方案二：采用矩阵键盘。把按键的两端分别接到行线和列线上，把每一条行线和列线连接到单片机上，通过程序算法进行读取按下的是哪一个按键按下。这样做虽然增加了程序算法的难度，但是节约了单片机I/O口的使用。综合上述的描述，最终还是决定采用矩阵键盘作为输入。2.1.5显示部分的方案方案一：使用1602液晶作为显示。1602位液晶显示器用来显示点阵显示模块，如数字，字母，符号等。1602液晶显示器是一个16*2的显示内容，即一个液晶显示模块，可以显示两行，每行16个字符，显示数字和字符。方案二：使用12864液晶显示屏作为显示。12864液晶显示模块不仅可以显示普通图像类型的黑白照片的功能，也包括jlx-gb2312字库IC，可以从IC的LCD驱动IC实现显示汉字字体阅读目的的内置字体点阵数据。1602液晶不可以显示汉字信息，12864液晶具有表面直观、功耗低、抗干扰能力强和画面友好等功能，还可以设置显示热量。相比之下，选用12864液晶显示屏更适合一些。2.1.6过载报警部分的方案在本系统中，设置报警的目的就是防止超量程损坏电子秤，报警会有声和光报警信号。蜂鸣器发声由单片机的I/O口控制，当称重物体超过最大称重范围重量时，通过程序使I/O输出高电平，使三极管导通，声光报警。2.2系统方案确定及系统框图2.2.1方案的确定通过上述对各个模块介绍，最终主控制电路选择了方案一以单片机作为本设计的主控芯片，重量采集电路采用了方案二应变式压力传感器，模数转换电路选择了方案二HX711模块进行采集重量信息，键盘部分选择了方案二采用矩阵键盘作为输入设备，显示部分选择了采用LCD12864液晶显示屏，通过转换成实际重量后由液晶显示屏实时显示，过载报警部分选择了由单片机的I/O口来控制的，还添加了4×4矩阵键盘，用户可以通过键盘进行输入单价系统会根据单价和重量自动计算出总价，还可以进行去皮的功能。如果称重的重量超过量程40Kg显示器会显示“超重”字样，并且板子上指示灯会亮起进行提示。2.2.2方框图的设计电路方框图如图2-1所示，根据设计的基本要求，系统的设计可分为四个部分：电源单元、控制器单元、数据采集单元、人机交换模块。单单片机最小系统按键输入电路重量采集电路A/D转换电路液晶显示电路超重灯光报警电路图2-1数显电子秤电路方框图数显电子秤电路方框图如图2-1所示，系统设计可分为四个部分：电源单元、控制器单元、数据采集单元、人机交换模块。信号处理、压力传感器和A/D转换部分组成数据采集单元，所使用的称重传感器由重量信号转换成电信号，信号放大到A/D芯片能够识别的前端处理电路，它将电信号转换成相应的单片机处理的数字信号，最后显示计算和阅读矩形键盘扫描显示物体的重量在液晶系统价值。此外，蜂鸣器报警模块扩展到超过最大识别重量，并将采取蜂鸣器报警。系统框图包括重量采集电路、A/D转换电路、按键输入电路、液晶显示电路、超重LED灯报警电路。本章小结本章主要介绍这次毕业设计的方案选择，对所用到模块的方案进行分析，最终确定以单片机为核心的电子秤，并对所选方案设计及原理给予分析。在下一章节当中，将对该课题中各单元电路的具体设计方案、元器件的选择作进一步论述。第3章单元电路设计3.1单片机最小系统主控制芯片部分是单片机最小系统U3，主要元器件为STC89C52单片机，时钟电路、复位电路、电源电路构成外围电路。主要完成数据的采集处理和转换。单片机最小系统原理图3-1所示。总控芯片采用的是STC89C52单片机，它是STC公司生产的，其功能、特性、稳定性较好。程序下载也比较方便，利用串口下载器，很方便的在线进行程序调试。单片机的第9脚接R1和C2两个元件构成复位电路，上电完成复位，使单片机工作在初始状态，通电后电容C2开始充电，在充电过程中的电容视为短路，充满电后电容两端属于断路，需要合适的电容才会保持能给U3的9脚2个机器周期的时间，手动复位按键防止上电不良时进行手动复位。图3-1单片机最小系统电路图硬件复位和软件复位组成STC89C52单片机，当硬件复位时，所有的寄存器的值都会复位到最初始的值，单片机系统就会重头开始读选项，硬件复位还包括：上电复位、复位引脚复位、看门狗复位。软件复位时，除了跟时钟有关系的寄存器不变，其他的都恢复到初始状态。此系列单片机第9脚为复位引脚RST，与传统的单片机相同，其用法都一样，都是讲程序从头（0000H）开始执行，上电复位和手动按键复位是现在最常用的复位方式，本次设计就是按键方式复位KEY1，如图3-2所示。由C2、R1组成；复位的主要目的就是使单片机系统回到初始状态。重新执行代码指令。以免受到外界环境干扰，在程序出现异常跑飞，运行操作不当的问题发生。图3-2复位电路晶振选择12MHz的，本次使用没有用到串口进行通信，所以选择12MHz的石英晶体振荡器，单片机工作速度相对较快，定时较准确。C2、C3电容器起到起振补偿的作用。时钟电路由C1、C3、Y1组成；主要就是为单片机提供一个合适而稳定的脉冲信号，来保证单片机工作中的稳定性。所有单片机在运行时都不能没有时钟信号，它直接影响着单片机执行的速度快慢，直接影响着单片机的稳定性，也有很多种类，有RC振荡电路，LC振荡电路，石英晶体振荡电路，由于RC和LC两种都是硬件搭建构成的，自然就会受到影响，不稳定，所以石英晶体振荡器比较适合单片机使用，工作也稳定，频率高。要想系统稳定工作就需要外加一个时钟电路作为单片机运行的关键。如图3-3所示，选用12MHZ的晶振Y1，然后再在晶振两测并进C1和C3电容以作为晶振启动电容，接在单片机18和19脚因而组成了石英晶体振荡电路 图3-3时钟振荡电路单片机31脚接高电平，选择内部程序存储器，单片机开始工作时内部的程序计数器PC从内部的ROM开始读取，在设计电路时这个引脚要十分注意。电源供电选择典型的5V供电，单片机的耗电较少。STC89C52的电源脚分别为20脚Gnd和40脚Vcc。这两个脚分别接地和+5V直流电源，31脚EA为内外存储器的控制端，接+5V允许访问内部存储器。3.2重量采集电路由R2、R3、R4、R5组成电阻应变式传感器；带有电阻应变计转换元件的电阻传感器是电阻应变传感器。该电阻应变传感器的优点为具有频率响应高，精度高，寿命长，结构简单，可在恶劣条件下工作。容易实现多样化，小型化和集成化。工作原理是传感器中的应变片具有金属应变效应，在外力作用下发生机械变形，使电阻值发生相应的变化。导体的电阻也随着机械变形而变化，称之为电阻的应变效应。由于应变和相应电阻的变化，机械应变电阻应变片的信号很小，难以准确测量，处理不方便。因此，应变计的△R/R转换电路的使用被转换成电压或电流变化。传输电路通常用于测量电桥。直流电桥的特点是信号不受元器件和导体电感电容分布的影响，抗干扰能力强。但由于机械应变的输出信号较小，因此需要高增益，高稳定性的放大。当物体作用在梁上时，梁的变形，应变片R2和R5被压缩和拉伸，电阻增加，而R3和R4的压缩减小了电阻。电桥不平衡，电压不平衡，负载电压不平衡。电阻应变式压力传感器静态全桥如图3-4所示。 图3-4电阻应变式压力传感器静态全桥电路3.3A/D转换电路为高精度电子秤设计的24位A/D转换器是HX711U4。芯片和后端MCU芯片的接口和编程很简单。由引脚驱动完成所有的控制信号，芯片的内部寄存器中不需要编程。选择通道A或通道B连接到内部低噪声可编程放大器来完成输入选择开关。编程增益为128或64是通道A，幅度为+20mV或+40mV是差分输入信号。一个固定的64增益系统参数检测为通道B。可以直接提供给芯片的外部传感器和A/D转换器是芯片提供的电源，在系统板上不需要额外的模拟电源。时钟振荡器在芯片上不需要任何外部设备。机器的自动复位功能简化了开机过程。A/D转换电路如图3-5所示。 图3-5AD转换电路3.4按键输入电路按键输入电路有16个按键，分别为KEY2—KEY17；由于本文使用的按键相当多，所以使用矩阵排列方式，可以大大减少占用单片机I/O口，在这种键盘方式中，矩阵键盘电路图如图3-6所示。不能直接连通每条水平和垂直交叉处，而是通过一个按键加以连接。图3-6矩阵键盘电路图单片机的一个I/O(如P3口)就能连接16个按键，比单个连接省出很多，像这种键盘再多加一条线，组成20个按键就增加很多功能。相对来说，采用矩阵方式的键盘是非常好的。在本系统中控制整个键盘采用中断工作方式。这种方式可以提高单片机的利用效率，不需要中断请求就可以不用按下按键，有按下按键时向单片机提出中断请求，CPU响应后执行中断服务程序，在中断程序中才对键盘进行扫描。KEY2为确认键、KEY3为退格键、KEY4为数字0键、KEY5为数字点键、KEY6重新输入键、KEY7为数字3键、KEY8为数字2键、KEY9为数字1键、KEY10为去皮键、KEY11为数字6键、KEY12为数字5键、KEY13为数字4键、KEY14为输入单价键、KEY15为数字9键、KEY16为数字8键、KEY17为数字7键。4×4矩阵键盘的16个按键对应的功能表如3-1所示。表3-1矩阵键盘对应功能表789输入单价456去皮123重新输入.0退格确定3.5液晶显示电路电子秤产品中的信息显示是非常重要的一项功能，为人机交互提供很多方便，它可以将检测的信息经过一系列的数据处理直观的显示出来。数据显示部分可以有以下两种方案供选择：一是LCD12864显示，二是LCD1602液晶。LCD1602显示不了文字及图案，显示内容少，不能满足电子秤系统的设计功能，不能达到要求，是设计缺陷。LCD12864的引脚图如3-7所示。LCD液晶显示器是一种极低功耗显示器，其能够多行显示，并且能够显示汉字或英文字母，应用于电子秤中能够更人性化，更容易操作。所以最终选择了LCD12864显示。LCD液晶显示器是一种极低功耗显示器，其能够多行显示，并且能够显示汉字或英文字母，应用于电子秤中能够更人性化，更容易操作。所以最终选择了LCD12864显示。液晶显示Q1由D0-D7并行数据传输接口接入单片机P2.0-P2.7，10K电位器R2是用来调节LCD的背光，E端为使能端，RW和RS为读写端控制。图3-7液晶显示器LCD128643.6超重灯光报警电路报警电路由R2、Q1、D1和蜂鸣器四个元器件组成；当单片机检测到被称重物体超过测量的最大重量时，I/O口将输出一个低电平信号给Q1的基极。使Q1三极管导通达到报警功能功能能，提醒工作人员注意，超限报警电路如图3-8所示。图3-8报警电路它是单片机P3.2口来控制的，IO口本来为高电平，当超过电子秤最大量程重量时（40Kg），通过程序使P3.2口输出一个低电平信号，经限流电阻R2使PNP三极管Q1导通，驱动D1和蜂鸣器接通蜂鸣器BELL发出声音，使报警灯D1发红光。这一任务的实现主要靠程序来完成。本章小结本章通过对硬件设计的各个电路模块做了详细的原理与实现方法的介绍。总结了单片机最小系统模块、液晶显示电路、重量检测电路、AD模数转换电路、矩阵键盘电路、电源电路等电路的实现方法。为软件程序设计做了铺垫。第4章软件程序设计4.1软件开发环境介绍很多设计者在单片机开发应用中都会使用Keil4软件，它是一款集编辑、编译、仿真于一体的软件，支持多种语言的程序代码设计，操作界面简单比较容易学，方便使用。Keil公司是一家微型控制器软件开发的独立的供应商，在05年被ARM公司所收购。09年该旗下公司发布Keil4版本，更新的操作界面更好地可以用组织多的窗口，带来了更加方便高效的开发环境。因此此软件也是当今使用最为广泛的开发51单片机的软件。同时单片机的开发也离不开软件的支持，Keil4同时也包括了库管理、链接器、宏汇编、C语言编译器、仿真器等。这些部分的组合是通过集成开发环境，而对于一个51单片机开发爱好者，学会这个软件其实是很有必要的，也是C程序员的不二选择。4.2系统重要函数介绍4.2.1主函数的设计模块化设计在软件子程序设计中的应用。这种方法的优点是便于分工协作，提高效率，有助于发现误差。中子程序设计主要包括矩阵键盘子程序和显示子程序。对软件的子程序的设计采用模块化的结构，这种方法的优点是便于分工协作，提高效率，有助于发现误差。子程序设计主要包括矩阵键盘子程序和显示子程序。主程序流程图见附件4所示。4.2.2LCD12864显示函数的设计LCD12864的显示只需要严格的按照厂家的时序要求进行编程就可以完成显示。LCD12864的液晶显示首先需要将需要显示地方的地址通过命令写入，然后将数据按顺序的进行写入即可。在写入地址后显示第一个内容后地址会自动加一。函数名LCD12864_display_string(ucharx，uchary，uchar*s)，参数为x，y，*s，其中的x，y表示在液晶显示屏上的位置坐标，*s是需要显示的字符数组。软件根据输入需要显示的位置坐标计算出地址。4.2.3HX711数据采集函数的设计HX711的数据采集的准确性直接关系到本作品的精度，所以才用了进行多次的采集然后进行排序选择出中间的数值。采集开始先让AD使能将SCK拉低，然后等到数据口变为低电平表示转换成功，然后进行将数据读出，一个24位需要进行读取24次。读完后发送第25个脉冲，让下一次读取工作在A通道128增益。4.2.4矩阵键盘检测函数的设计具体的矩阵键盘在程序上的检测方法如下。(1)先将键盘中的全部行线P1.0～P1.3置低，然后通过检测列线P1.4～P1.7中是否有出现低电平的现象，如果有一列出现低电平，那么就证明那一列中的四个按键中有一个是被按下的。若没有列线中都没有出现低电平的现象，则没有按键按下。(2)在确定有按键被按键的时候，将进一步的确定具体为那一个按键按下。方法是：依次将四个行线P1.0～P1.3置低电平，即在某一根行线为低电平时，其它行线仍然保持高电平状态。然后通过确认在某一根行线为低电平的时候如果在第一步中得出的列为低电平就能够判断该行线与第一步得出的列线相交的按键就是所按下的那个按键。4.2.5声光提示程序的设计当重量超过称重传感器的最大量程时，声光提示电路发出一声提示。 if(temp>40000) //超过40kg限值启动报警 {speak=0; LED=0; //启动报警 delay(150); //延时 speak=1; LED=1;}本章小结本章主要叙述了软件的设计流程，主要包括主程序、AD模数转换子程序、称重传感器控制、按键扫描函数、LCD液晶显示程序、报警程序设计等。系统流程主要完成按键输入改称重物体的单价、确定、退格、重新输入等操作，重量检测，AD转换，液晶显示，单片机判别数据，显示相应的重量、单价、价格，当超出称重范围时启动蜂鸣器和LED报警等。主要流程说明了开机启动单片机及各个部件处于初始化状态，液晶屏显示欢迎界面，屏幕上第一行显示重量，地位航显示单价，第三行显示价格。第5章整机电路工作原理及调试5.1整机电路原理系统上电后，按下电源开关，电源指示灯亮，LCD液晶屏显示欢迎界面，有“欢迎使用电子秤”字样，经过几秒钟后接着显示重量、单价、价格三行信息，把被称重物体放在称重托盘上，检测到的压力模拟量经过AD转换后传入单片机进行数据处理计算后，屏幕显示当前的重量，接着检测按键，“输入单价”按键按下后，可以输入单价，即“*元/kg”屏幕最下行显示价格。本系统电路连接为单片机P1口接矩阵按键，当按键按下时，按键产生信号送给单片机，单片机内部指令调用并执行相应程序。P2口接LCD12864显示屏，并行传输数据，P3.3、P3.4分别接HX711模块的DOUT、SCK两个引脚，形成AD转换后由单片机识别处理称重传感器检测到的结果。如果超过称重传感器的最大称重范围，单片机会通过P3.2I/O口输出一个低电平，使PNP三极管导通，驱动蜂鸣器和LED工作，达到报警的功能，屏幕在显示重量那行也有“超重”字样。5.2烧录平台软件的介绍本次使用的芯片是STC公司的，测试软件是其公司推出的专用的烧录软件STC.ISP。此款软件能对STC系列的芯片进行程序烧录，可以更改单片机型号，来切换到和自己芯片对应的类型，再根据硬件需要设定硬件选项。进行程序烧录，此处做简要说明（首先需要一个串口下载器，本次测试我使用的是CH340芯片的串口下载器，选择好下载器类型后，就需要进行连线了。将下载器上的VCC、GND、RX、TX分别和单片机的VCC、GND、TX、RX连接。然后在选择完单片机型号和设定好硬件选项框里面的内容后，就点击“下载/编程”选项，然后拔掉单片机上的电源重新上电。软件烧录下载器的界面和容易操作，当你添加你的HEX文件到此程序中，其右上方的界面中就会显示内存中预分配的数据内容，且可以手动进行修改。除了下载功能外，其还有很多附加的工具类型的功能。在完整和所有组件的情况下保证电路元件放置没有错误，开始进行电路连接的接线，接线应不越线整齐。在做测试必须先检查电源部分，当问题出现时不要着急，恐慌情绪可能会产生更多的问题，而且要认真检测电路，并按照步骤，实验操作步骤来完成的检查，这是一个很好的文化他们的动手能力和分析问题的能力。安装在电路设计和调试是完成毕业的重要组成部分。它的目的是理论付诸实践，制造过程与实际电路设计的要求。安装和调试，为我们创造了一个既动脑和动手，独立的契机，开展了电路实验。在电路的安装与调试过程中使用的主要仪器：万用表等。最后将各模块组合后进行整体测试，使系统的功能得以实现。5.3电子元器件检测对于三极管的检测：1.找基极b，用万用表黑表笔接三个管脚的任意一个极，红表笔测另外两极，如果两次表针摆动幅度一致，说明黑表笔所连的极为基极b，并且该管为NPN型三极管，如果两次摆动幅度不一致，把黑表笔换位置，直到幅度摆动一致为止。2.假设剩下的两个管脚中一个为集电极c，将黑表笔接到假设的集电极c上，并在假设的集电极与基极间接一个100k的电阻或用手代替，红表笔接另外一极，记下读数，两次读书中较小的那次读数，黑表笔所对应的是集电极b，剩下的那一个为发射极e。3.对于PNP型三极管，红黑表笔对调，测得极性以红表笔为准，方法同上。5.4遇到的问题及解决办法显示程序测试时，显示模块不亮，经过查找原因，发现字库接入只能用普通IO口输入，本来是由AN口输入改成PE口后可以正确显示。下载程序后发现手动数据输入不是自己所设定的单数，例如明明是9却输出的是999，检查程序后发现，原来是扫描延时问题，经过修改相关扫描延时程序得以解决。测试时，用开发板将硬件组装后发现键