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1、摘要随着微电电子技术术的应用用，市场场上使用用的传统统称重工工具已经经满足不不了人们们的要求求。为了了改变传传统称重重工具在在使用上上存在的的问题，在在本设计计中将智智能化、自自动化、人人性化用用在了电电子秤重重的控制制系统中中。本系系统主要要由单片片机来控控制，测测量物体体重量部部分由称称重传感感器及AA/D转转换器组组成，加加上显示示单元，此此电子秤秤俱备了了功能多多、性能能价格比比高、功功耗低、系系统设计计简单、使使用方便便直观、速速度快、测测量准确确、自动动化程度度高等特特点。本设计以以AT889S552单片片机为主主控芯片片，实现现电子秤秤的基本本控制功功能。在在设计系系统时，为为了
2、更好好地采用用模块化化设计法法，分步步的设计计各个单单元功能能模块，系统的硬件部分可以分为最小系统、数据采集和人机交互界面三大部分。最小系统部分主要包括AT89S52以及复位电路和晶振电路；数据采集部分由稳重传感器、信号的前级处理和A/D转换部分组成，包括仪表放大器INA122和A/D转换器ADC0804；人机交互界面为键盘输入、点阵式液晶显示和语音报价，主要使用4*4矩阵键盘、1602液晶显示模块和电子秤专用语音芯片SC1010B；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,可以设置单价，还具有累加和报价功能。整个系统结构简单，使用方便，功能
3、齐全，具有一定的开发价值。 关键词：AT889S552，称称重传感感器，AA/D转转换器，LCD显示器ABSTTRACCTWithh thhe aappllicaatioon oof mmicrro-eelecctrooniccs ttechhnollogyy, ttradditiion ponnderratiion insstruumennt uusedd inn maarkeet hhas beeen nnot sattisffacttionn wiith hunnmann reequiiremmentts aalreeadyy. IIn oordeer tto mmakee upp fo
4、or tthe traadittionnal appparaatuss shhorttcommingg, wwe iimprrovee thhe aappaarattuss cconttroll syysteem wwithh inntellliggencce aand auttomaatioon. Thiis ssysttem is maiinlyy coontrrollled by miccrocconttrolllerr, tthe secctioon oof hheigght meaasurremeent acccompplissh bby ssupeersoonicc seensoo
5、r, thee seectiion of weiightt meeasuuremmentt acccommpliish by weiightt seensoor aand A/DD trranssforrmerr, tthiss appparratuus hhavee maany chaaraccterristtic succh aas hhaviing morre ffuncctioon, connsumme llesss ennerggy, smaall andd moove eassilyy, llow priice, meeasuure preecisselyy, tthe speee
6、d is quiick, auutommatiic wworkk wiithoout peooplee annd sso oon.Thiss deesiggn aas tthe conntroolleer cchipp ATT89SS52 SCMM, rreallizee thhe bbasiic eelecctroonicc sccalee coontrrol funnctiion. Inn thhe ddesiign of thee syysteem, in ordder to bettterr thhe mmoduularr deesiggn mmethhod, thhe ddesiig
7、n of thee sttep eacch uunitt fuuncttionn moodulle, thee syysteemss haardwwaree paartss caan bbe ddiviidedd innto thee smmalllestt syysteem, datta aacquuisiitioon aand mann-maachiine intterffacee off thhreee.Miinimmum sysstemm maainlly iinclludiing parrt aand resset cirrcuiit AAT899S522 crrysttal vib
8、brattionn ciircuuit; Daata acqquissitiion in parrt bby tthe steeadyy seensoors, siignaal pproccesssingg annd lleveel bbefoore A/DD coonveersiion parrts, inncluudinng iinsttrummenttatiion amppliffierr INNA1222 aand A/DD coonveerteer AADC008044; TThe mann-maachiine intterffacee foor kkeybboarrd iinpuu
9、t,DDot-mattrixx LCCD ddispplayy annd vvoicce ooffeer, thee maain usee 4*4 mmatrrix keyyboaard, 16602 LCDD moodulle aand eleectrroniic sscalles speeciaal vvoicce cchipp SCC10110B; Apppliicattionn sooftwwaree off siinglle cchipp miicroocommputter C pproggrammminng llangguagge, reaalizze tthe dessignn
10、off alll cconttroll fuuncttionn. TThe eleectrroniic sscalles cann reealiize thee baasicc weeighhingg fuuncttionn, ccan sett thhe ppricce,AAlsoo haas tthe acccumuulattionn annd ooffeer ffuncctioon. Thee whholee syysteem sstruuctuure is simmplee, eeasyy too usse, thee fuuncttionn iss alll rreaddy, has
11、s soome of thee deevellopmmentt vaaluee.KEYWWORDDS:AT889S552，ponnderratiion seensoor，A / D connverrterr，LCDDiispllay目 录摘 要IABSTRACTII1 绪论11.1 称重技术和衡器的发展11.2 电子秤的组成11.2.1 电子秤的基本结构11.2.2 电子秤的工作原理21.2.3 电子秤的计量性能21.3 设计思路32 系统方案论证与选型42.1 测量部分42.2 放大部分52.3 A/D转换部分62.4 控制器部分82.5 显示部分82.6 键盘部分112.7 语音部分123
12、 硬件电路设计133.1 AT89S52的最小系统电路133.1.1、单片机芯片AT89S52介绍：133.1.2、单片机管脚说明：133.1.3、AT89S52的最小系统电路构成：153.2数据采集电路163.2.1测量电路及放大电路163.2.2 A/D转换电路173.3显示电路193.4语音电路204 系统软件设计224.1主程序流程图234.2 A/D转换子程序流程图244.3键盘扫描子程序流程图264.4显示子程序流程图285 总结31致 谢32参 考 文 献33附录134附录2471 绪绪论1.1 称重技技术和衡衡器的发发展称重技术术自古以以来就被被人们所所重视，作作为一种种计量手
13、手段，广广泛应用用于工农农业、科科研、交交通、内内外贸易易等各个个领域，与与人民的的生活紧紧密相连连。称重重装置不不仅是提提供重量量数据的的单体仪仪表，而而且作为为工业控控制系统统和商业业管理系系统的一一个组成成部分，推推进了工工业生产产的自动动化和管管理的现现代化，它它起到了了缩短作作业时间间、改善善操作条条件、降降低能源源和材料料的消耗耗、提高高产品质质量以及及加强企企业管理理、改善善经营管管理等多多方面的的作用。称称重装置置的应用用已遍及及到国民民经济各各领域，取取得了显显著的经经济效益益。因此此，称重重技术的的研究和和衡器工工业的发发展各国国都非常常重视。50年代中期电子技术的渗入推动
14、了衡器制造业的发展。60年代初期出现机电结合式电子衡器以来，经过40多年的不断改进与完善，我国电子衡器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。现今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。通过分析近年来电子衡器产品的发展情况及国内外市场的需求，电子衡器总的发展趋势是小型化、模块化、集成化、智能化；其技术性能趋向是速率高、准确度高、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
15、性。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。1.2 电子秤秤的组成成1.2.1 电电子秤的的基本结结构电子秤是是利用物物体的重重力作用用来确定定物体质质量（重重量）的的测量仪仪器，也也可用来来确定与与质量相相关的其其它量大大小、参参数、或或特性。不不管根据据什么原原理制成成的电子子秤均由由以下三三部分组组成：（1）承承重、传传力复位位系统它是被称称物体与与转换元元件之间间的机械械、传力力复位系系统，又又称电子子秤的秤秤体，一一般包括括接受被被称物体体
16、载荷的的承载器器、秤桥桥结构、吊吊挂连接接部件和和限位减减振机构构等。(2)称称重传感感器即由非电电量（质质量或重重量）转转换成电电量的转转换元件件，它是是把支承承力变换换成电的的或其它它形式的的适合于于计量求求值的信信号所用用的一种种辅助手手段。按照称重重传感器器的结构构型式不不同，可可以分直直接位移移传感器器（电容容式、电电感式、电电位计式式、振弦弦式、空空腔谐振振器式等等）和应应变传感感器（电电阻应变变式、声声表面谐谐振式）或或是利用用磁弹性性、压电电和压阻阻等物理理效应的的传感器器。对称重传传感器的的基本要要求是：输出电电量与输输入重量量保持单单值对应应，并有有良好的的线性关关系；有有
17、较高的的灵敏度度；对被被称物体体的状态态的影响响要小；能在较较差的工工作条件件下工作作；有较较好的频频响特性性；稳定定可靠。(3)测测量显示示和数据据输出的的载荷测测量装置置即处理称称重传感感器信号号的电子子线路（包包括放大大器、模模数转换换、电流流源或电电压源、调调节器、补补尝元件件、保护护线路等等）和指指示部件件（如显显示、打打印、数数据传输输和存贮贮器件等等）。这这部分习习惯上称称载荷测测量装置置或二次次仪表。在在数字式式的测量量电路中中，通常常包括前前置放大大、滤滤滤、运算算、变换换、计数数、寄存存、控制制和驱动动显示等等环节。1.2.2 电电子秤的的工作原原理当被称物物体放置置在秤体
18、体的秤台台上时，其其重量便便通过秤秤体传递递到称重重传感器器，传感感器随之之产生力力电效效应，将将物体的的重量转转换成与与被称物物体重量量成一定定函数关关系(一般成成正比关关系)的电信信号(电压或或电流等等)。此信信号由放放大电路路进行放放大、经经滤波后后再由模模/数（A/D）器器进行转转换，数数字信号号再送到到微处器器的CPPU处理理，CPPU不断断扫描键键盘和各各种功能能开关，根根据键盘盘输入内内容和各各种功能能开关的的状态进进行必要要的判断断、分析析、由仪仪表的软软件来控控制各种种运算。运运算结果果送到内内存贮器器，需要要显示时时，CPPU发出出指令，从从内存贮贮器中读读出送到到显示器器
19、显示，或或送打印印机打印印。一般般地信号号的放大大、滤波波、A/D转换换以及信信号各种种运算处处理都在在仪表中中完成。1.2.3 电电子秤的的计量性性能电子秤的的计量性性能涉及及的主要要技术指指标有：量程、分分度值、分分度数、准准确度等等级等。（1）量量程：电电子衡器器的最大大称量MMax，即即电子秤秤在正常常工作情情况下，所所能称量量的最大大值。（2）分分度值：电子秤秤的测量量范围被被分成若若干等份份，每份份值即为为分度值值。用ee或d来表示示。（3）分分度数：衡器的的测量范范围被分分成若干干等份，总总份数即即为分度度数用nn表示。电子衡器器的最大大称量MMax可可以用总总分度数数n与分度度
20、值d的乘积积来表示示，即MMax = n d（4）准准确度等等级国际法制制计量组组织把电电子秤按按不同的的分度数数分成、四四类等级级，分别别对应不不同准确确度的电电子秤和和分度数数n的范围围，如表表1-1所示示：表1-11电子秤秤等级分分类标志及等等级电子秤种种类分度数范范围特种准确确度基准衡器器n 1000 0000高准确度度精密衡器器10 0000 nn1000 0000中准确度度商业衡器器1 0000 n10 0000普通准确确度粗衡器100 nn 1 00001.3 设计计思路目前,台台式电子子秤在商商业贸易易中的使使用已相相当普遍遍,但存在在较大的的局限性性：体积积大、成成本高、需需
21、要工频频交流电电源供应应、携带带不便、应应用场所所受到制制约。现现有的便便携秤为为杆秤或或以弹簧簧、拉伸伸变形来来实现计计量的弹弹簧秤,居民用用户使用用的基本本是杆秤秤。弹簧簧盘秤制制造工艺艺要求较较高,弹簧的的疲劳问问题无法法彻底解解决,一旦超超过弹簧簧弹性限限度,弹簧秤秤就会产产生很大大误差,以至损损坏,影响到到称重的的准确性性和可靠靠性,只是一一种暂时时的代用用品,也被列列入逐渐渐取消的的行列。微控制器器技术、传传感器技技术的发发展和计计算机技技术的广广泛应用用，电子子产品的的更新速速度达到到了日新新月异的的地步。本本系统在在设计过过程中，除除了能实实现系统统的基本本功能外外，还增增加了
22、打打印和通通讯功能能，可以以实现和和其他机机器或设设备（包包括上位位PC机和和数据存存储设备备）交换换数据.除此之之外，系系统的微微控制器器部分选选择了兼兼容性比比较好的的AT889系列列单片机机，在系系统更新新换代的的时候，只只需要增增加很少少的硬件件电路，甚甚至仅仅仅删改系系统控制制程序就就能够实实现。综上所述述,本课题题的主要要设计思思路是：利用压压力传感感器采集集因压力力变化产产生的电电压信号号，经过过电压放放大电路路放大，然然后再经经过模数数转换器器转换为为数字信信号，最最后把数数字信号号送入单单片机。单单片机经经过相应应的处理理后，得得出当前前所称物物品的重重量及总总额，然然后再显
23、显示出来来。此外外，还可可通过键键盘设定定所称物物品的价价格。主主要技术术指标为为：称量量范围0010kgg;分度度值0.1kgg，精度等等级级。2 系统统方案论论证与选选型按照本设设计功能能的要求求，系统统由七个个部分组组成：测测量部分分、放大大部分、A/D转换部分、控制器部分、显示部分、键盘部分和语音部分，系统设计总体方案框图如图2-1所示：图2-11设计思思路框图图测量部分分是利用用称重传传感器检检测压力力信号，得得到微弱弱的电信信号，而而后经放放大电路路处理后后，送AA/D转转换器，将将模拟量量转化为为数字量量输出。控控制器部部分接受受来自AA/D转转换器输输出的数数字信号号，经过过运
24、算，将将数字信信号转换换为物体体的实际际重量信信号，并并将其送送至LCCD显示示。控制制器还可可以通过过对I/O口的控制制，对键键盘进行行扫描，而而后通过过键盘来来对整个个系统进进行控制制。2.1测测量部分分在设计中中测量部分分由称重传传感器来来完成。稳重传感器是一个十分重要的元件，因此对稳重传感器的选择也显的特别的重要，不仅要注意其量程和参数，还要考虑到与其相配置的各种电路的设计和性价比等等。稳重传感感器量程程的选择择可依据据电子秤的的最大称称量值、选选用传感感器的个个数、秤秤体的自自重、可可能产生生的最大大偏载及及动载等等因素综综合评价价来确定定。一般般来说，传传感器的的量程越越接近分分配
25、到每每个传感感器的载载荷，其其称量的的准确度度就越高高。但在在实际使使用时，由由于加在在传感器器上的载载荷除被被称物体体外，还还存在秤秤体自重重、皮重重、偏载载及振动动冲击等等载荷，因因此选用用传感器器量程时时，要考考虑诸多多方面的的因素，保保证传感感器的安安全和寿寿命。本设计是是学术研研究，只只考虑量量程和精精度。所所以采用用电阻应应变式稳稳重传感感器的量程为100Kg，其测量原原理：用应变变片测量量时，将将其粘贴贴在弹性性体上。当当弹性体体受力变变形时，应应变片的的敏感栅栅也随同同变形，其其电阻值值发生相相应变化化，通过过转换电电路转换换为电压压或电流流的变化化。由于于内部线线路采用用惠更
26、斯斯电桥，当当弹性体体承受载载荷产生生变形时时，输出出信号电电压可由由下式给给出：其工作原原理和参参数如图图2-2所示示：图2-22传感器器工作原原理2.2放放大部分分称重传感感器输出出电压振振幅范围围010mVV。而A/D转换换的输入入电压要要求为005V，因此此放大环环节要有有500倍左左右的增增益。零零点和增增益的温温度漂移移和时间间漂移极极小。按按照输入入电压110mVV，分辨辨率2000000码的情情况，漂漂移要小小于1V。由由于其具具有极低低的失调调电压的的温漂和和时漂，从从而保证证了放大大环节对对零点漂漂移的要要求。残残余的一一点漂移移依靠软软件的自自动零点点跟踪来来彻底解解决。
27、稳稳定的增增益量可可以保证证其负反反馈回路路的稳定定性，并并且最好好选用高高阻值的的电阻和和多圈电电位器。由2.11中称重重传感器器的称量量原理可可知，电电阻应变变片组成成的传感感器是把把机械应应变转换换成RR/R，而而应变电电阻的变化一一般都很很微小，例例如传感感器的应应变片电电阻值1120，灵敏敏系数 K=22，弹性性体在额额定载荷荷作用下下产生的的应变为为10000，应应变电阻阻相对变变化量为为：RR/R = KK= 2100001106 =00.0002。可以看看出电阻阻变化只只有0.24，其电电阻变化化率只有有0.22%。这样小小的电阻阻变化既既难以直直接精确确测量，又又不便直直接处
28、理理。因此此，必须须采用转转换电路路，把应应变计的的R/R变化化转换成成电压或或电流变变化，但但是这个个电压或或电流信信号很小小，需要要增加增增益放大大电路来来把这个个电压或或电流信信号转换换成可以以被A/D转换换芯片接接收的信信号。在在前级处处理电路路部分，我我们考虑虑可以采采用以下下几种方方案：方案一、利利用普通通低温漂漂运算放放大器构构成前级级处理电电路；普通低温温漂运算算放大器器构成多多级放大大器会引引入大量量噪声。由由于A/D转换换器需要要很高的的精度，所所以几毫毫伏的干干扰信号号就会直直接影响响最后的的测量精精度。所所以，此此种方案案不宜采采用。方案二、主主要由高高精度低低漂移运运
29、算放大大器构成成差动放放大器，而而构成的的前级处处理电路路；差动动放大器器具有高高输入阻阻抗，增增益高的的特点，可可以利用用普通运运放(如OP007)做做成一个个差动放放大器。其其设计电电路如图图2-3所示：图2-33利用普普通运放放设计的的差动放放大器方案三、采采用专用用仪表放放大器，如如：INNA1226，INAA1222等构成成前级处处理电路路。本设设计采用用INAA1222仪表放放大器来来实现。2.3AA/D转转换部分分A/D转转换部分分是整个个设计的的关键，这这一部分分处理不不好，会会使得整整个设计计毫无意意义。目目前，世世界上有有多种类类型的AADC，有有传统的的并行、逐逐次逼近近
30、型、积积分型AADC，也也有近年年来新发发展起来来的-型和和流水线线型ADDC，多种类类型的AADC各各有其优优缺点并并能满足足不同的的具体应应用要求求。目前前， AADC集集成电路路主要有有以下几几种类型型：（1）并并行比较较A/DD转换器器：如TLCC55110、TLCC55440等。并行比比较ADDC是现现今速度度最快的的模/数转换换器，采采样速率率在1GGSPSS以上，通通常称为为“闪烁式式”ADCC。它由由电阻分分压器、比比较器、缓缓冲器及及编码器器四种分分组成。这这种结构构的ADDC所有有位的转转换同时时完成，其其转换时时间主取取决于比比较器的的开关速速度、编编码器的的传输时时间延
31、迟迟等。缺缺点是：并行比比较式A/DD转换的的抗干扰扰能力差差，由于于工艺限限制，其其分辨率率一般不不高于88位。(2）逐逐次逼近近型A/D转换换器：如如：ADDS78805、ADSS78004等。逐次次逼近型型ADCC是应用用非常广广泛的模模/数转换换方法，这这一类型型ADCC的优点点：高速速，采样样速率可可达1MMSPSS；与其其它ADDC相比比，功耗耗相当低低；在分分辨率低低于122位时，价价格较低低。缺点点：在高高于144位分辨辨率情况况下，价价格较高高；传感感器产生生的信号号在进行行模/数转换换之前需需要进行行调理，包包括增益益级和滤滤波，这这样会明明显增加加成本。(3）积积分型AA
32、/D转转换器：如：IICL771355、ICLL71009、ICLL15449、MC1144333等。积分分型ADDC又称称为双斜斜率或多多斜率AADC，是应用用比较广广泛的一一类转换换器。它它的基本本原理是是通过两两次积分分将输入入的模拟拟电压转转换成与与其平均均值成正正比的时时间间隔隔。与此此同时，在在此时间间间隔内内利用计计数器对对时钟脉脉冲进行行计数，从从而实现现A/DD转换。积积分型ADCC两次积积分的时时间都是是利用同同一个时时钟发生生器和计计数器来来确定，因因此所得得到的表表达式与与时钟频频率无关关，其转转换精度度只取决决于参考考电压VVR。此外，由由于输入入端采用用了积分分器，
33、所所以对交交流噪声声的干扰扰有很强强的抑制制能力。若若把积分分器定时时积分的的时间取取为工频频信号的的整数倍倍，可把把由工频频噪声引引起的误误差减小小到最小小，从而而有效地地抑制电电网的工工频干扰扰。这类类ADCC主要应应用于低低速、精精密测量量等领域域，如数数字电压压表。其其优点是是：分辨辨率高，可可达222位；功功耗低、成成本低。缺缺点是：转换速速率低，转转换速率率在122位时为为10003000SPSS。 (4 ）压频变变换型AADC：其优点点是：精精度高、价价格较低低、功耗耗较低。缺缺点是：类似于于积分型型ADCC，其转转换速率率受到限限制，112位时时为10003000SPSS。考虑
34、到本本系统中中对物体体重量的的测量和和使用的的场合，精精度要求求不是很很苛刻，转转换速率率要求也也不高，而而双积分分型A/D转换换器精度度高，具具有精确确的差分分输入，重重要的是是输入阻阻抗高（大大于），可可自动调调零，有有超量程程信号输输出，全全部输出出于TTTL电平平兼容。且且双积分分型A/D转换换器具有有很强的的抗干扰扰能力。对对正负对对称的工工频干扰扰信号积积分为零零，所以以对500Hz的的工频干干扰抑制制能力较较强，对对高于工工频干扰扰（例如如噪声电电压）已已有良好好的滤波波作用。只只要干扰扰电压的的平均值值为零，对对输出就就不产生生影响。尤尤其对本本系统，缓缓慢变化化的压力力信号，
35、很很容易受受到工频频信号的的影响。根据系统统的精度度要求以以及综合合的分析析其优点点和缺点点，本设设计采用用了8位A/DD转换器器AD08804。2.4 控制器器部分本设计由由于要求求必须使使用单片片机作为为系统的的主控制制器,而且以以单片机机为主控控制器的的设计，可可以容易易地将计计算机技技术和测测量控制制技术结结合在一一起，组组成新型型的只需需要改变变软件程程序就可可以更新新换代的的“智能能化测量量控制系系统”。这这种新型型的智能能仪表在在测量过过程自动动化、测测量结果果的数据据处理以以及功能能的多样样化方面面，都取取得了巨巨大的进进展。再则由于于系统没没有其它它高标准准的要求求，又考考虑
36、到本本设计中中程序部部分比较较大，根根据总体体方案设设计的分分析，设设计这样样一个简简单的的的系统，可可以选用用带EPPROMM的单片片机，由由于应用用程序不不大，应应用程序序直接存存储在片片内，不不用在外外部扩展展存储器器，这样样电路也也可简化化。INNTELL公司的的80551和87551都可可使用，在在这里选选用ATTMENNL生产产的ATT89SSXX系系列单片片机。AAT899SXXX系列与与MCSS-511相比有有两大优优势：第第一，片片内存储储器采用用闪速存存储器，使使程序写写入更加加方便；第二，提提供了更更小尺寸寸的芯片片，使整整个硬件件电路体体积更小小。此外外价格低低廉、性性
37、能比较较稳定的的MCPPU，具具有8KK8RROM、25668RRAM、2个16位定定时计数数器、44个8位I/OO接口。这这些配置置能够很很好地实实现本仪仪器的测测量和控控制要求求最后我们们最终选选择了AAT899S522这个比比较常用用的单片片机来实实现系统统的功能能要求。AT89S52内部带有8KB的程序存储器，基本上已经能够满足我们的需要。2.5 显示部部分方案一、LEDD显示：LED就就是liightt emmitttingg diiodee ，发发光二极极管的英英文缩写写，简称称LEDD。它是是一种通通过控制制半导体体发光二二极管的的显示方方式，用用来显示示文字、图图形、图图像、动
38、动画、行行情、视视频、录录像信号号等各种种信息的的显示屏屏幕。LED显显示器结结构：基本的半半导体数数码管是是由七个个条状发发光二极极管芯片片排列而而成的。可可实现009的显示示。其具具体结构构有“反射罩罩式”、“条形七七段式”及“单片集集成式多多位数字字式”等LED显显示器与与显示方方式:LED显显示块是是由发光光二极管管显示字字段的显显示器件件。通常常使用的的是七段段LEDD。这种种显示块块有共阴阴极与共共阳极两两种。共共阴极LLED显显示块的的发光二二极管阴阴极共地地。当某某个发光光二极管管的阳极极为高电电平时，发发光二极极管点亮亮；共阳阳极LEED显示示块的发发光二极极管阳极极并接。在
39、设计中中使用LLED显显示块构构成N位LEDD显示器器。N位LEDD显示器器有N根位选选线和8*NN根段选选线。根根据显示示方式不不同，位位选线与与段选线线的连接接方法不不同。段段选线控控制字符符选择，位位选线控控制显示示位的亮亮、暗。LED显显示器有有静态显显示与动动态显示示两种方方式。在在多位LLED显显示时，为为了简化化电路，降降低成本本，将所所有位的的段选线线并联在在一起，由由一个88位I/OO口控制制，而共共阴极点点或共阳阳极点分分别由响响应的II/O口口线控制制。其中中两片774LSS2444分别用用于段信信号和位位信号的的驱动，74LS273用于段信号的锁存，其锁存地址为7FFF
40、H。如图2-4所示：图2-44LEDD数码管管显示方方式方案二、LCDD显示：LCD液液晶显示示器是 Liqquidd Crrysttal Dissplaay 的的简称，LCD 的构造是在两片平行的玻璃当中放置液态的晶体，两片玻璃中间有许多垂直和水平的细小电线，透过通电与否来控制杆状水晶分子改变方向，将光线折射出来产生画面。比LED要好的多，但是价钱较其贵。在日常生生活中，我我们对液液晶显示示器并不不陌生。液液晶显示示模块已已作为很很多电子子产品的的通过器器件，如如在计算算器、万万用表、电电子表及及很多家家用电子子产品中中都可以以看到，显显示的主主要是数数字、专专用符号号和图形形。在单单片机的
41、的人机交交流界面面中，一一般的输输出方式式有以下下几种：发光管管、LEED数码码管、液液晶显示示器。发发光管和和LEDD数码管管比较常常用，软软硬件都都比较简简单，在在前面章章节已经经介绍过过，在此此不作介介绍，本本章重点点介绍字字符型液液晶显示示器的应应用。在单片机机系统中中应用晶晶液显示示器作为为输出器器件有以以下几个个优点：（1）显显示质量量高：由由于液晶晶显示器器每一个个点在收收到信号号后就一一直保持持那种色色彩和亮亮度，恒恒定发光光，而不不像阴极极射线管管显示器器（CRRT）那那样需要要不断刷刷新新亮亮点。因因此，液液晶显示示器画质质高且不不会闪烁烁。（2）数数字式接接口：液液晶显示
42、示器都是是数字式式的，和和单片机机系统的的接口更更加简单单可靠，操操作更加加方便。（3）体体积小、重重量轻：液晶显显示器通通过显示示屏上的的电极控控制液晶晶分子状状态来达达到显示示的目的的，在重重量上比比相同显显示面积积的传统统显示器器要轻得得多。（4）功功耗低：相对而而言，液液晶显示示器的功功耗主要要消耗在在其内部部的电极极和驱动动IC上，因因而耗电电量比其其它显示示器要少少得多。液晶显示示的原理理是利用用液晶的的物理特特性，通通过电压压对其显显示区域域进行控控制，有有电就有有显示，这这样即可可以显示示出图形形。液晶晶显示器器具有厚厚度薄、适适用于大大规模集集成电路路直接驱驱动、易易于实现现
43、全彩色色显示的的特点，目目前已经经被广泛泛应用在在便携式式电脑、数数字摄像像机、PPDA移移动通信信工具等等众多领领域。液晶显示示器各种种图形的的显示原原理：（1）线线段的显显示：点点阵图形形式液晶晶由MN个显显示单元元组成，假假设LCCD显示示屏有664行，每每行有1128列列，每88列对应应1字节的的8位，即即每行由由16字节节，共11688=1228个点点组成，屏屏上644166个显示示单元与与显示RRAM区区10224字节节相对应应，每一一字节的的内容和和显示屏屏上相应应位置的的亮暗对对应。例例如屏的的第一行行的亮暗暗由RAAM区的的0000H00FFH的16字节节的内容容决定，当当（
44、0000H）=FFFH时，则则屏幕的的左上角角显示一一条短亮亮线，长长度为88个点；当（33FFHH）=FFFH时，则则屏幕的的右下角角显示一一条短亮亮线；当当（0000H）=FFFH，（0001H）=000H，（0002H）=000H，（00EEH）=000H，（000FH）=000H时，则则在屏幕幕的顶部部显示一一条由88段亮线线和8条暗线线组成的的虚线。这这就是LLCD显显示的基基本原理理。（2）字字符的显显示：用用LCDD显示一一个字符符时比较较复杂，因因为一个个字符由由688或888点阵组组成，既既要找到到和显示示屏幕上上某几个个位置对对应的显显示RAAM区的的8字节，还还要使每每字
45、节的的不同位位为“11”，其其它的为为“0”，为为“1”的的点亮，为为“0”的的不亮。这这样一来来就组成成某个字字符。但但由于内内带字符符发生器器的控制制器来说说，显示示字符就就比较简简单了，可可以让控控制器工工作在文文本方式式，根据据在LCCD上开开始显示示的行列列号及每每行的列列数找出出显示RRAM对对应的地地址，设设立光标标，在此此送上该该字符对对应的代代码即可可。（3）汉汉字的显显示：汉汉字的显显示一般般采用图图形的方方式，事事先从微微机中提提取要显显示的汉汉字的点点阵码（一一般用字字模提取取软件），每每个汉字字占322B，分分左右两两半，各各占166B，左左边为11、3、5右边为为2
46、、4、6根据在在LCDD上开始始显示的的行列号号及每行行的列数数可找出出显示RRAM对对应的地地址，设设立光标标，送上上要显示示的汉字字的第一一字节，光光标位置置加1，送第第二个字字节，换换行按列列对齐，送送第三个个字节直到到32BB显示完完就可以以LCDD上得到到一个完完整汉字字。16022字符型型LCDD简介：字符型液液晶显示示模块是是一种专专门用于于显示字字母、数数字、符符号等点点阵式LLCD，目目前常用用16*1，16*2，20*2和40*2行等等的模块块。我们们以16602LLCD字字符型液液晶显示示器为例例。16602LLCD分分为带背背光和不不带背光光两种，基基控制器器大部分分为
47、HDD447780，带带背光的的比不带带背光的的厚，是是否带背背光在应应用中并并无差别别。16002LCCD主要要技术参参数：显显示容量量：162个字字符、芯片工工作电压压：4.555.5V、工作电电流：2.00mA(5.00V)、模块最最佳工作作电压：5.00V、字符尺尺寸：2.99544.355(WH)mmm。由于本次次设计的的显示模模块需要要显示多多位数字字，如果果采用数数码管显显示的话话将会占占用多个个单片机机I/OO口，使得电电路变得得更为复复杂。所所以选用用液晶显显示，116022LCDD符合基基本条件件，能够够采用。2.6 键盘部分分键盘输入入是人机机交互界界面中重重要的组组成部分分，它是是系统接接受用户户指令的的直接途途径。操操作者通通过键盘盘向系统统发送各各种指令令或置入入必要的的数据信信息。因因此键盘盘模块设设计的好好坏，直直接关系系到系统统的可靠靠性和稳稳定性。键键盘是由由若干个个按键开开关组成成，键的的多少根根据单片片机应用用系统的的用途而而定。键键盘由许许多键组组成，每每一个键键相当于于一个机机械开关关触点，当当键按下下时，触触点闭合合，当键键松开时时，触点点断开。单单片机接接收到按按键的触触点信号号后作相相应的功功能处理理。因此此，相对对于单片片机系统统来说键键盘接口口信号是是输入信信号。由于电子子秤需要要设置单单价（