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1、重庆理工大学毕业论文摘要摘要1233 随着时代科技的迅猛进展，常规的测试仪器仪表和掌握装置被更先进的智能仪器所取代，人们生活水品也更进一步的有所提 高。智能化的电子产品自然也得到了越来越多人的宠爱，而多功能电子秤具有构造体积小、测量的精度较高、拥有广泛的应用范围、机械操作起来简便易懂等优点，根本取代了以杠杆平衡为原理的传统机械式称量器具。本设计介绍了该系统实现方法，通过 LCD 显示器显示所测重量以及当前选择的功能。该课题的设计主要由 STC89C52 单片机、重量测量模块、A/D 转换模块ADC0808、单片机的外围接口电路：4*4 矩阵扫描按键以及 LCD1602 液晶屏幕显示五局部组成。
2、本系统比传统测量更具有准确性和直观性，具有肯定的实际推广性。关键字： 压力传感器；STC89C52 单片机；ADC0808；LCD160210名目第一章绪论1.1 课题目地与意义1.2 国内外多功能电子秤的进展与现状1.3 主要工作及设计思路其次章硬件设计2.1 工作原理2.2 系统总体设计方案2.3 掌握器局部2.4 数据采集局部2.5 键盘处理局部2.6 显示电路局部2.7 报警局部第三章具体电路设计3.1AT89C52 的最小系统电路3.2 数据采集局部电路设计3.3 显示电路与AT89C52 单片机接口电路设计3.4 键盘电路与AT89C52 单片机接口电路设计3.5 报警电路的设计第
3、四章软件设计4.1 主程序设计4.2 子程序设计4.21 A/D 转换设计及数据读取程序设计4.22 显示子程序设计4.23 键盘输入掌握程序的设计4.24 报警子程序的设计第五章仿真调试5.1 软件试用5.2 仿真调试第六章总结1 绪论1.1 课题目的及意义多功能电子秤属于我们日常生活中常用的测量系统，广泛的在各中小型超市、大中型商场、物流配送中心等地方应用。由于它具有构造体积小、测量的精度较高、拥有广泛的应用范围、机械操作起来简便易懂等优点。本次所设计的基于8051 的多功能电子秤具有STC89C52 单片机、重量测量模块、A/D 转换模块ADC0808、单片机的外围接口电路：4*4 矩阵
4、扫描按键以及 LCD1602 液晶屏幕显示五局部组成。为了满足重量测量系统测量范围 30kg，测量精度能够在0.001kg 以下，选择使用了电阻应变式压力传感器，并且应用了 A/D 转换芯片 ADC0808。重量测量系统通过 4*4 扫描键盘选择功能，再运用 LCD1602 液晶屏幕显示测量结果，比传统测量更具有准确性和直观性。多功能电子秤属于电子衡器中的一种，是国际之间贸易，国防科技建设，科学争论当中不行缺少的重要计量设备，所用设备产品的水平的凹凸，将直接影响着各行各业的进展水平与社会整体经济效益的提高。电子秤具有重量较轻，体积较小，构造简洁，维护起来便利等特点，重量信号可以通过远程数据传输
5、，易于实现称重显示的数字化， 到达生产过程中的自动化流程的目的。目前市场上使用的称量工具， 很多都属于构造简单，或者运行不行靠，并且制造本钱高，而且整体水平不高 ，还存在局部小型企业生产质量差且技术环节薄弱，设备不齐全，缺乏产品的开发力量，产品质量在低水平徘徊。因此，有针对性的开发出一套有有用价值的多功能电子秤，从技术上抑制上述诸多缺点，改善重量测量系统在应用中的缺乏之处，具有现实意义。1.2 国内外多功能电子秤的进展及现状电子秤是人们在生活和生产中的重要计量工具之一，无论是在工农业还是在制造业以及食品德业等都能见到它的身影，它成功解决了物体间量的差距问题，也大大的提高了企业在生产中实现的经济
6、效益，加快了生产力度和生产进度，保证了生产质量。我国的衡器产业随着历史的进展，经过了漫长的进展历程，但是长期以来都是以机械衡器为主，直至二十世纪八十年月，由于电子衡器的逐步扩大应用才开头踏上争论开发之路。进入世纪后，我国的衡器产业进展进入了快速进展通道，衡器产品亦开头发生质的变化， 并逐步向高产量进展，无论是在产品构造还是在制造水平方面，都实现了飞跃的进展，渐渐演化成小型化、模块化、集成化和智能化进展， 其技术日趋成熟，趋向于高效率、高准确度、高稳定性以及高牢靠性， 适用于各行各业，综合性高。但就总体而言，我国电子秤产品的数量和质量与工业兴旺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
7、、工艺装备与测试仪表老化、开发力量缺乏、产品的品种规格较少、功能不全、稳定性和牢靠性较差等。1.3 课题要求及内容安排本文主要介绍了一种基于 8051 的多功能电子秤的设计过程，给出了各个模块的具体设计思路、电路图以及程序代码。在文章的原理与总体方案中将介绍到设计的原理和思路。在硬件设计章节中，则将较为具体地介绍系统硬件各个模块功能的说明和使用。文中介绍了重量测量模块原理及其应用,选用STC89S52 型单片机作为主掌握器件， 对电阻应变式压力传感器进展信号读取，通过A/D 转换模块ADC0808 直接读取被测重量值进展数据转换，便于单片机处理及掌握，然后通过 4*4 扫描按键进展功能选择，再
8、在 LCD1602 液晶显示屏上实现功能状态和数据的显示。另外本文还包括对keil 软件进展了介绍，包括创立工程，程序调试与下载等，以及具体程序各模块介绍，包括对A/D 转换模块ADC0808 和LCD 的初始化。本课题的具体要求如下： 1.称重范围：不超过 30kg2.测量精度： 0.001Kg3. 显示方式：LCD1062 显示所称量的物品重量。4. 特别功能：通过4*4 键盘按键选择去皮、清零、返回、累计等功能。本论文将分四个局部表达基于 8051 的多功能电子秤的设计制作过程。第一局部表达提出本设计的目的及意义和国内外多功能电子秤的进展及现状。其次局部确定本设计的总体方案。第三局部具体
9、介绍各硬件设计模块实现的方法。第四局部对本设计进展软件模块的设 计。第五局部完成软硬件的测试试验。最终，在文章的总结局部将阐述该系统调试过程中遇到的问题和需要改进的方案。2 系统总体方案设计2.1 总体设计电路本文介绍了一个基于 8051 的多功能电子秤的设计，它使用电阻应变式压力传感器进展重量测量，单片机通过 4*4 键盘按键选择进展去皮，清零，返回，累计等功能模式，并利用LCD1602 液晶显示屏对重量测量结果进展显示。2.2 方案设计重量测量模块电阻应变式压力传感器液晶显示模块LCD1602STC89C52转换模块A/D转换 模 块ADC0808按键模块4*4 矩阵按键图 2-1 总体构
10、造图由STC89C52 芯片将电阻应变式压力传感器所测重量通过LCD1602 液晶模块显示出来，并显示当前的重量状态和系统执行功能。依据 4*4 按键模块通过按键的选择，确定去皮、清零、返回、累计等功能。2.3 方案论证随着科技的进展，智能化的电子衡器越来越多的进入到了人们的生活当中，小到中小型超市，物流配送中心，再到国防建设，科技研究，都离不开智能化的电子衡器。随着社会的进展需求，高效率、高准确度、高稳定性以及高牢靠性，适用于各行各业，综合性高的电子衡器产品越来越受到重视以及进展。电子秤所用传感器的选择以及数据转换模块的信号处理都将影响着电子衡器的质量和特性，选用构造简洁、适应性强、频率响应
11、好的传感器再协作高增益高稳定性的数据处理模块，可以避开由于外界环境的干扰信号的影响所产生的运行不稳定，进一步提高电子秤的测量系统的稳定性和多功能智能化有用 性。1) 压力传感器传感器的定义：能感受规定的被测量，并依据肯定规律转换成可用输出信号的器件或装置。通常传感器由敏感元件和转换元件组成。其中敏感元件指传感器中能直接感受被测量的局部，转换局部指传感器中能将敏感元件输出量转换为适于传输和测量的电信号局部。传感器的静态特性是指对静态的输入信号，传感器的输出量与输入量之间所具有相互关系。由于这时输入量和输出量都和时间无关， 所以它们之间的关系，即传感器的静态特性可用一个不含时间变量的代数方程，或以
12、输入量作横坐标，把与其对应的输出量作纵坐标而画出的特性曲线来描述。表征传感器静态特性的主要参数有：线性度、灵敏度、迟滞、重复性、漂移等。传感器动态特性是指传感器在输入变化时，它的输出的特性。在实际工作中，传感器的动态特性常用它对某些标准输入信号的响应来表示。这是由于传感器对标准输入信号的响应简洁用试验方法求得，并且它对标准输入信号的响应与它对任意输入信号的响应之间存在肯定的关系，往往知道了前者就能推定后者。最常用的标准输入信号有阶跃信号和正弦信号两种，所以传感器的动态特性也常用阶跃响应和频率响应来表示。方案一 承受压电传感器，压电传感器是一种典型的有源传感器，又称自发电式传感器。其工作原理是基
13、于某些材料受力后在其相应的特定外表产生电荷的压电效应。压电传感器由于其体积小、重量轻、构造简洁、工作牢靠，适用于动态力学量的测量，不适合测频率太低的被测量，更不能测静态量。目前多用于加速度和动态力或压力的测量。高内阻、小功率是压电传感器件的弱点。功率小，就意味着输出的能量较微弱，电缆分布的电容以及噪声干扰都会影响压电传感器的输出特性，这一点就意味着对其外接电路的要求格外高。方案二 承受电容式传感器，电容式传感器是将被测非电量的变化转换为电容变化的一种传感器。它拥有灵敏度高、构造简洁、动态响应好、可实现非接触测量、具有平均效应等优点。电容传感器可以用来检测力、位移、压力以及振动学非电参量。虽然电
14、容式传感器有灵敏度高、构造简洁和良好动态特性等诸多优点，但也有其缺乏之处：（1） 高阻抗、小功率。由于受到几何尺寸的约束限制，电容传感器的电容量一般都很小，根本仅有几皮法到几十皮法。由于电容量C 太小，所以它的容抗就会变得很大，用来作为一个高阻抗元件，它的负载力量又显得较差，功率 P 也会很小。所以简洁受到外界环境产生的干扰信号的影响，产生的信号需要经过放大处理，并且还要实行一系列抗干扰的措施。（2） 初始的电容小，电缆电容以及线路所存在简单散乱的电路所构成的寄生电容对其影响很大。方案三 承受电阻应变式传感器，电阻应变式传感器是一种利用电阻应变效应，将各种力学量转换为电信号的构造型传感器。电阻
15、应变片式电阻是电阻应变式传感器的核心元件，它的工作原理是基于材料的电阻应变效应，电阻应变片即可单独作为传感器使用，又能作为敏感元件结合弹性元件构成力学量传感器。导体的电阻随着机械变形而发生变化的现象叫做电阻应变效应。电阻应变片把机械应变信号转换为R/R 后，由于应变量以及相应的电阻量变化一般都很微小，很难能够直接准确的测量，而且不便利数据处理。因此，要承受转换电路把应变片的R/R 变化转换成电压或者电流信号变化。它的转换电路常用全桥测量电路来将应变片的 R/R 变化转换成电压信号。直流电桥的特点是产生的信号不会受到各元件和导线所分布的电感及电容的影响，而且它的抗干扰力量强，不过由于机械应变的输
16、出信号较小，这就需要要求协作用高增益和高稳定性的放大器将输出信号放大处理。电阻应变片式传感器有如下特点：（1） 测量和应用范围较广，应变片可以制作成各种机械量传感器，满足测量要求。重庆理工大学毕业论文摘要（2） 拥有高灵敏度和高区分力，精度也较高。（3） 机械构造轻小，对试件的影响小， 对简单的环境适应性强，可在高压、高温、强磁场等特别环境中使用，频率响应也好。（4） 商品化，使用起来便利，有利于实现远距离、自动化测量。由于本次设计是一种多功能的电子秤，需要区分力和灵敏度高，精度较高的传感器元件，并且要求构造轻小，对试件影响小， 对简单环境适应性强，可在高温、高压、强磁场等特别环境中使用，频率
17、响应好，能够实现自动化测量。故承受方案三中的电阻应变式压力传感器。2） 信号转换方案一 承受 A/D 转换原理： 1、逐次靠近法逐次靠近式A/D 是比较常见的一种A/D 转换电路，转换的时间为微秒级。承受逐次靠近法的 A/D 转换器是由一个缓冲存放器、比较器、D/A 转换器以及规律掌握电路组成。根本原理是从高位到低位逐位摸索比较，似乎用天平称物体，从重到轻逐级增减砝码进展摸索。逐次靠近法转换过程是：初始化时将逐次靠近存放器各位清零；转换开头时，先将逐次靠近存放器最高位置 1，送入D/A 转换器，经D/A 转换后生成的模拟量送入比较器，称为o，与送入比较器的待转换的模拟量i 进展比较，假设oi，
18、该位 1 被保存，否则被去除。然后再置逐次靠近存放器次高位为 1，将存放器中的数字量送D/A 转换器，输出的o 再与i 比较，假设oi，该位1 被保存，否则被去除5。重复此过程，直至靠近存放器最低位。转换完毕后，将逐次1重庆理工大学毕业论文摘要靠近存放器中的数字量送入缓冲存放器，得到数字量的输出。逐次靠近的操作过程是在一个掌握电路的掌握下进展的。2、双积分法承受双积分法的A/D 转换器由电子开关、积分器、比较器和掌握规律等部件组成。根本原理是将输入电压变换成与其平均值成正比的时间间隔，再把此时间间隔转换成数字量，属于间接转换。双积分法A/D 转换的过程是：先将开关接通待转换的模拟量i，i 采样
19、输入到积分器，积分器从零开头进展固定时间的正向积分，时间到后， 开关再接通与i 极性相反的基准电压F，将F 输入到积分器，进展反向积分，直到输出为 0V 时停顿积分。i 越大，积分器输出电压越大，反向积分时间也越长。计数器在反向积分时间内所计的数值，就是输入模拟电压i 所对应的数字量，实现了 A/D 转换。方案二承受V/F 转换V-F 掌握的原理是产生一个震荡频率的电路叫做压控震荡器，是一个压敏电容，当受到一个变化的电压时候它的容量会变化，变化的电容引起震荡频率的变化，产生变频。列如 LM331：LM331 是性能价格比较高的集成芯片，可用作周密频率电压转换器、A/D 转换器、线性频率调制解调
20、、长时间积分器及其他相关器件。LM331 承受了的温度补偿能隙基准电路，在整个工作温度范围内和低到 4.0V 电源电压下都有极高的精度。LM331 的动态范围宽，可达100dB；线性度好，最大非线性失真小于0.01，工13作频率低到 0.1Hz 时尚有较好的线性；变换精度高，数字区分率可达12 位；外接电路简洁，只需接入几个外部元件就可便利构成 V/F 或F/V 等变换电路，并且简洁保证转换精度。LM331 的内部电路组成如下图。由输入比较器、定时比较器、RS 触发器、输出驱动管、复零晶体管、能隙基准电路、周密电流源电路、电流开关、输出保护管等局部组成。输出驱动管承受集电极开路形式，因而可以通
21、过选择规律电流和外接电阻，敏捷转变输出脉冲的规律电平，以适配 TTL、DTL 和 CMOS 等不同的规律电路。LM331 可承受双电源或单电源供电，可工作在 4.040V 之间，输出可高达40V，而且可以防止Vcc 短路。由于本次设计的是一个基于 8051 的多功能电子秤，由电阻应变式压力传感器传出的信号根本相当于直流信号，并且鉴于本次设计并不太简单，承受方案一可以到达设计要求，而且能够到达一目了然的效果。3） 显示模块方案一使用 8 位数码管作为显示，此方案利用数码管显示物体重量，简洁可行，可以承受内部带有模数转换功能的单片机，数码管要正常显示，就要用驱动电路来驱动数码管的各个段码。由此设计
22、出的重量测量系统，硬件局部简洁，接口电路易于实现，并且在编程时大大削减程序量，在电路构造上只有简洁的输出输入关系。缺点是： 硬件局部简洁，虽然可以实现根本的称重功能，但是不能实现外部数据的输入，无法依据实际状况敏捷地设定各种掌握参数。由于数码管只能实现简洁的数字和英文字符的显示，不能显示汉字以及其他的简单字符，不能到达显示购物清单的要求。又由于承受了具有模数转换功能的单片机，系统电路过于简洁，系统硬件的扩展必受到限制，功能过于单一，达不到设计的标准。方案二前端信号处理时，选用放大、信号转换等措施，尤其在显示方面承受具有字符图文显示功能的 LCD1602 显示器。LCD1602 由假设干个 5X
23、7 或者 5X11 等点阵字符位组成，每个点阵字符位都可以显示一个字符。它可以显示的字符有阿拉伯数字、英文字母的大小写、常用的符号、和日文假名等，每一个字符都有一个固定的代码。这种方案不仅加强了人机交换的力量，而且满足设计要求，可以显示所称量的物体信息等相关内容。目前单片机技术比较成熟，功能也比较强大，被测信号经放大整形后送入单片机，由单片机对测量信号进展处理并依据相应的数据关系译码显示出被测物体的重量。单片机掌握适合于功能比较简洁的掌握系统,而且其具有本钱低,功耗低,体积小， 算术运算功能强,技术成熟等优点。方案三 承受现场可编程门阵列(FPGA)为掌握核心，利用 EDA 软件编程，下载烧制
24、实现。系统集成于一片 Xilinx 公司的 Spartan 系列 XC2S100E 芯片上，体积大大减小、规律单元敏捷、集成度高以及适用范围广等特点，可实现大规模和超大规模的集成电路。 承受 FPGA 测频测量精度高，测量频率范围大，而且编程敏捷、调试便利，设计要求的精度较高，所以要求系统的稳定性要好，抗干扰力量要强。 FPGA 的规律容量密度大，集成度高，可大大削减印刷电路板的空间，减低系统功耗，同时还可以提高设计的工艺性和产品的牢靠性。虽然以 FPGA 为核心的电子秤测量系统很优化，但只有在大规模和超大规模集成电路中其高集成度才能更好得以表达。其主要在 PC 机接口卡的总线接口、程控交换机
25、的信号处理与接口、雷达声纳系统的成像掌握与数字处理、数控机床的测试系统等方面有广泛应用。由于LCD1602 是承受并口传输，速度快，且显示字母和数字比较便利， 掌握简洁，本钱较低，鉴于本设计并不太简单，单片机完全能实现所需功能，所以在具体设计时，可以承受其次种设计方案，这样不仅可以动态显示，还可以一目了然的知道当前功能选择的状态。2.4 本章小结本章对设计所需要的模块设计出了总体方案，论述了总体方案的内容，并对各个方案的提出和比较进展了相应的阐述。通过以上方案的分析和比较，依据设计任务的要求选出了最适用，最经济，最简洁的硬件模块。再结合设计方案总体构造图，只需要对各个方案的思路进展规划与完善，
26、则可以实现本次设计的要求。3 硬件电路的设计硬件设计是整体系统设计的根底，需要从系统的有用性、稳定性和软件编程的可实现性动身，来实现该系统各个模块的相关功能。本节内容就是对系统设计的模块功能的实现进展逐个的介绍和分析。3.1 硬件设计概述STC89C52 是一种低电压、高性能的微处理器。在系统测重方面， 电阻应变式压力传感器，重量轻，区分力和灵敏度高，精度较高，对简单环境适应力量强；在转换模块方面，才用 A/D 芯片ADC0808 进展转换，ADC0808 是 8 位 AD 芯片；在显示方面，承受LCD1602 液晶显示，可以将电阻应变式压力传感器所测的数据和功能状态进展显示和调整。在掌握方面
27、，承受 4*4 按键的形式进展功能的调整以及去皮、清零、返回、累计等功能的选择。3.2 STC89C52 芯片概述STC89C52 是 STC 公司生产的一种低功耗、高性能 CMOS8 位微掌握器，具有 8K 在系统可编程 Flash 存储器。STC89C52 使用经典的MCS-51 内核，但做了很多的改进使得芯片具有传统51 单片机不具备的功能。在单芯片上，拥有灵活的 8 位 CPU 和在系统可编程Flash， 使得 STC89C52 为众多嵌入式掌握应用系统供给高敏捷、超有效的解决方案。具有以下标准功能：8k 字节Flash，512 字节RAM， 32 位I/O 口线，看门狗定时器，内置
28、4KB EEPROM，MAX810 复位电路，3 个16 位定时器/计数器，4 个外部中断，一个 7 向量 4 级中断构造兼容传统 51 的 5 向量 2 级中断构造，全双工串行口。另外 STC89C52 可降至 0Hz 静态规律操作，支持 2 种软件可选择节电模式。空闲模式下，CPU 停顿工作,允许RAM、定时器/计数器、串口、中断连续工作。掉电保护方式下，RAM 内容被保存，振荡器被冻结，单片机一切工作重庆理工大学毕业论文摘要停顿，直到下一个中断或硬件复位为止。最高运作频率 35MHz，6T/12T 可选。图 3-3 STC89C52 单片机引脚图1. 增加型 8051 单片机，6 时钟/
29、机器周期和 12 时钟/机器周期可以任意选择，指令代码完全兼容传统 8051.22.工作电压：5.5V3.3V5V 单片机/3.8V2.0V3V 单片机3. 工作频率范围：040MHz，相当于一般 8051 的 080MHz，实际工作频率可达 48MHz4. 用户应用程序空间为 8K 字节5. 片上集成 512 字节RAM6. 通用 I/O 口32 个，复位后为：P0/P1/P2/P3 是准双向口/ 弱上拉，,P0 口是漏极开路输出，作为总线扩展用时，不用加上拉电阻，作为I/O 口用时，需加上拉电阻。7. ISP在系统可编程/IAP在应用可编程，无需专用编程17重庆理工大学毕业论文摘要器，无需
30、专用仿真器，可通过串口 RxD/P3.0,TxD/P3.1直接下载用户程序，数秒即可完成一片8. 具有EEPROM 功能9. 共 3 个 16 位定时器/计数器。即定时器T0、T1、T210. 外部中断 4 路，下降沿中断或低电平触发电路，Power Down 模式可由外部中断低电平触发中断方式唤醒11. 通用异步串行口UART，还可用定时器软件实现多个 UART12.工作温度范围：-40+85工业级/075商业级13.PDIP 封装3.3 重量测量模块的设计本模块承受的是电阻应变式压力传感器 HL-8 型，具有精度高、图 3-4 传感器的受力工作原理易加工、构造简洁紧凑、抗偏载力量强、固有频
31、率高等特点。18重庆理工大学毕业论文摘要图 3-5 电阻应变片全桥测量电路将应变片粘贴到受力的力敏型弹性元件上, 当弹性元件受力产生变形时,应变片产生相应的应变,转化成电阻变化。将应变片接成如图 3-5 所示的电桥，力引起的电阻变化将转换为测量电路的电压变化, 通过测量输出电压的数值,再通过换算即可得到所测量物体的重量。3.4 键盘接口电路的设计键盘模块集成了 16 个按键，按键参加了 3.3kg 限流电阻和防止图 3-134*4 矩阵键盘19重庆理工大学毕业论文摘要反电势的二极管 4148。本模块设计阐述如下：4*4 扫描键盘模块，具有数字输入键 09， 功能键去皮、清零、返回、累计，2 个
32、备用键，通过键盘按键对 STC89C52单片机输入按键指令，进而实现在测量过程中所需的功能，最终通过LCD1602 显示出测量结果。3.5 显示电路模块的设计此模块是便利用户使用该系统的时候，显示其当前系统的功能状态和物体重量的装置，是实现人机交换的重要设备。用户通过它来观看按键指定功能的信息，确定输入指定的功能，得知当前功能下的重量测量状态。单片机通过它告知用户的重量测量结果，并依据数字的显示和重量的显示来选择功能命令。3.5.1 液晶显示器LCD1602 的概述液晶显示器LCD全称是 Liquid Crystal Display，它承受了液晶掌握透光度技术来实现颜色的显示器。液晶显示是一种
33、极具有流淌性和光学特性的有机化合物，它可以依据外加电场实现颜色的区分，因此可以作为字符显示器。该LCD 液晶模块，承受一个162 的字符型液晶显示模块。3.5.2 LCD1602 引脚及功能介绍LCD1602 与单片机通讯时承受 8 位并行传输的方式18。 它的掌握器由两个 8 位存放器，指令存放器IR和数据存放器DR忙标志BF，显示数 RAMDDRAM，字符发生器 ROMACGOROM字符发生器RAMCGRAM，地址计数器 RAM(AC)组成。IR 用于存放指令码，只能写入不能读出，DR 用于存放数据，数据由内部操作自动写入 DDRAM 和 CGRAM,或者暂存从 DDRAM 和 CGRAM
34、 读出的数据，BF 为 1 时，液晶模块处于内部模式，不响应外部操作指令和承受数据，DDTAM 用来存储显示的字符，能存储 80 个字符码。20重庆理工大学毕业论文摘要图 3-14 LCD1602 的连接图图 3-15 接口信号说明LDC1602 如上图 3-14 和图 3-15 所示： Vss1 脚：接地。Vdd2 脚：接电源。Vee3 脚：作为显示器比照度调整端，当它接电源时比照度最弱，接地时比照度最高。RS4 脚：RS 为存放器选择端，高电平 1 时选择数据存放器、低电平 0 时表示选择指令存放器。R/W5 脚：R/W 为读写信号线，高电平(1)时进展读操作，低电21重庆理工大学毕业论文
35、摘要平(0)时进展写操作。E6 脚：E 端为使能(enable)端，表示使能信号，工作时下降沿表示使能。DB07 脚：低 4 位三态、双向数据总线0 位最低位。DB18 脚：低 4 位三态、双向数据总线1 位。DB29 脚：低 4 位三态、双向数据总线2 位。DB310 脚：低 4 位三态、双向数据总线3 位。DB411 脚：低 4 位三态、双向数据总线4 位。DB512 脚：低 4 位三态、双向数据总线5 位。DB613 脚：低 4 位三态、双向数据总线6 位。DB714 脚：低 4 位三态、双向数据总线7 位最高位本模块设计阐述如下：显示模块初始化。首先接口数据位设置为8 位，显示行数为
36、2 行，然后设置为整体显示。利用光标和字体闪耀, 设置为增量移位的方式。向 LCD 的显示缓冲区中送字符，程序中承受3 个字符数组，第一组显示当前状态下的重量，其次组显示当前设定的价格，第三组则设定当前累计总价。假设没有物体测量，则始终显示为“ZL|DJ |ZJ” 和“00.00|00.0|00.00”，此时可以依据用户对按键的掌握对功能选择操作。当要显示的字符或数据被送到相应的数组中，依据按键操作完成显示。3.6 本章小结本章通过对该系统硬件电路构造的具体阐述，分析了各个硬件电路模块的工作原理和该原理在本系统中的运用。在设计硬件电路的同2重庆理工大学毕业论文摘要时，发挥单片机在智能化实际应用
37、方面的优势，使得硬件电路在构造和操作方面提高了牢靠性和稳定性。本设计主要由单片机、重量测量模块、4*4 扫描键盘、液晶显示器LCD1602 和ADC0808 等局部组成。其中 4*4 扫描键盘用于输入命令，进展各种功能在LCD 上面的调整。由用户通过连接单片机的扫描键盘输入需要的功能和数字后经过单片机依据相应功能来执行对 LCD 的显示，从而显示出测量的重量。234 软件设计本系统的软件设计主要可分为主程序模块、A/D 转换ADC0808 程序模块、显示子程序效劳程序模块、扫描键盘效劳程序等模块。下面是分别对各局部模块作流程图和相关编程的具体介绍。4.1 软件编程keil 的简介Keil C5
38、1 是Keil Software 公司供给的 51 系列兼容单片机C 语言软件开发系统，供给了包括C 编译器、宏汇编、连接器、库治理和功能强大的仿真调试器等在内的开发方案，通过一个集成开发环境uVision将这些局部组合在一起。它集工程治理、编译工具、代码编写工具、代码调试以及安全仿真于一体，是一种简洁易用的编程软件。当Keil51 与Proteus 协作使用的时候，可以完成汇编语言、C 语言等应用系统的仿真开发，从而可以缩短实际系统的研发周期，降低开发本钱。4.2 多功能电子秤的总体程序设计整个系统的程序设计承受的是模块化构造。模块化构造设计可以依据设计要求和电路构造，将整个系统分成各个功能
39、模块，再把这些小的功能模块进展程序编写，最终包含在整体主函数中进展仿真的过程。这种设计方法可以使系统各局部的功能趋于明朗化。当系统整体编译消灭问题时，就可以依据模块功能设置找出问题的所在，从而更省时地解决问题。在整个设计过程中，需要把软件设计与硬件设计结合在一起，才能完成整个系统的仿真。系统上电后首先完成初始化工作，然后 CPU 依据设定好的各个程序执行。本系统的主程序是基于一个无限的循环的单任务机制的。在这循环的过程中可以调用各模块的子程序函数来完成对应的操作。这种机制具有简洁直观，易于掌握的优点。该系统从软件的功能可分为两大类：一是执行软件子程序， 它是用来完成各个模块实质性的功能如测量、
40、显示、通讯等。二是监控类软件主程序，它是整个系统的掌握核心，用来协调各个功能执行模块之间的操作转换。软件设计包括初始化程序、主程序、延时子程序、显示程序等。4.3 总体程序设计思路结合电路，程序的总体设计思路阐述：重庆理工大学毕业论文摘要1、接通电源，按下启动键，后进展重量、单价、总价的显示， 显示为：“ZL|DJ |ZJ” 和“00.00|00.0|00.00”。2、在重量测量模块，将所测物体放在传感器上 ADC0808 进展信号转换后发送给单片机处理，在 LCD 上显示所测重量，对应显示为“ZL|”和“00.00|”。3、按下按键“去皮”，可以将当前显示重量显示为“ZL|”和“00.00|
41、”。4、按下按键“09”，可以设置当前测量单价，例如输入“456”，则显示为“DJ 丨”和“45.6 丨”。表示当前设置单价为 45.6。5、按下按键“累计”，可以显示出当前测量重量与单价的总和，例如输入为“ZL|DJ |ZJ” 和“23.00|01.0|00.00”，则显示为“ZL|DJ |ZJ” 和“23.00|01.0|23.00”。6、按下按键“清零”，可以去除当前测量数据，预备二次测量，显示为“ZL|DJ |ZJ” 和“00.00|00.0|00.00”。4.4 总体程序设计流程图主程序是从初始化开头，进展初始化显示：“ZL|DJ |ZJ”和“00.00|00.0|00.00”，CP
42、U 再进展按键扫描检测，检测完毕后，开头初始化开机画面初始化显示矩阵键盘扫描Y是否按下按键Y“去皮”功能键数字键“09”N“返回”功能键“累计”功能键LCD1602 显示25完毕图 4-1 总体设计流程图重庆理工大学毕业论文摘要就可以显示各功能模块了。整体设计流程图如图 4-1 所示：4.5 按键模块设计流程图27开头初始化扫描按键按下？Y延时去抖确有键闭合？Y推断闭合键号闭合键释放了吗？Y确定按下键号数字键：09功能键：去皮、清零、返回、累计返回NNN图 4-2 扫描按键流程图图 4-2 为扫描键盘流程图，用来掌握检测按键是否按下，依据检测按下的按键来选择执行的功能状态，推断执行的按键是数字
43、键还是功能键：去皮、返回、清零、累计。假设没有按键按下，则返回重扫描检测按键是否按下，以此类推，当检测按键是否按下完毕后，在LCD1602 液晶显示屏上将结果显示出来。矩阵键盘扫描程序如下所示：/*/矩阵键盘扫描程序/* unsigned char KEY_Scanunsigned char temp = 0;unsigned char com = 0x55 , com1 = 0 , com2 = 0; P3=0xf0;if(P3!=0xf0)com1=P3;P3=0x0f;com2=P3;P3=0xf0;while(P3!=0xf0); temp=com1|com2;if(temp=0xee
44、)com=1;/数字 1if(temp=0xed)com=4;/数字 4if(temp=0xeb)com=7;/数字 7if(temp=0xe7)com=11;/备用键*号键if(temp=0xd7)com=0;/数字 0if(temp=0xb7)com=14;/备用键*号键if(temp=0xde)com=2;/数字 2if(temp=0xdd)com=5;/数字 5if(temp=0xdb)com=8;/数字 8if(temp=0xbe)com=3;/数字 3if(temp=0xbd)com=6;/数字 6if(temp=0xbb)com=9;/数字 9if(temp=0x7e)com=16;/数字A 键，去皮功能if(temp=0x7d)com=15;/数字B 键去除键，二次测量if(temp=0x7b)com=12;/数字 C 输入单价错误时返回上一步if(temp=0x77)c