標題: 原創(chuàng) 單片機電子秤系統(tǒng)設計資料 含元件清單 原理圖 [打印本頁]
作者: 淡忘123    時間: 2017-4-11 11:51
標題: 原創(chuàng) 單片機電子秤系統(tǒng)設計資料 含元件清單 原理圖
圖20系統(tǒng)實物稱重界面顯示效果圖
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電子秤是將檢測與轉(zhuǎn)換技術、計算機技術、信息處理、數(shù)字技術等技術綜合一體的現(xiàn)代新型稱重儀器。它與我們?nèi)粘Ｉ罹o密結合息息相關。

電子稱主要以單片機作為中心控制單元，通過稱重傳感器進行模數(shù)轉(zhuǎn)換單元，在配以鍵盤、顯示電路及強大軟件來組成。電子稱不但計量準確、快速方便，更重要的自動稱重、數(shù)字顯示，對人們生活的影響越來越大，廣受歡迎。

本系統(tǒng)的設計主要從硬件電路設計，軟件編程調(diào)試，實物焊接調(diào)試三部分進行詳細闡述。硬件電路主要是基于單片機STC89S52為核心的控制單元實現(xiàn)數(shù)據(jù)的處理，采用壓力傳感器對數(shù)據(jù)進行采集，電子秤專用24位AD轉(zhuǎn)換芯片HX711對傳感器采集到的模擬量進行AD轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)送到單片機進行處理顯示，數(shù)據(jù)顯示由LCD1602液晶實現(xiàn)，液晶顯示效果穩(wěn)定無閃爍。


1緒論              4

2 系統(tǒng)硬件方案設計              6

2.1系統(tǒng)總體設計方案比較與論證

2.2系統(tǒng)元器件選型及器件參數(shù)介紹

2.2.1單片機選型

2.2.2傳感器選擇

2.2.3 顯示器選擇

2.2.4 AD轉(zhuǎn)換芯片選擇

2.2.5 時鐘芯片選擇

3系統(tǒng)硬件電路設計              17

3.1系統(tǒng)電源電路設計

3.2系統(tǒng)串口程序下載電路設計

3.3單片機控制電路設計

3.4系統(tǒng)顯示電路設計

3.5超重報警提示電路設計

3.6按鍵輸入電路設計

3.7系統(tǒng)硬件電路的繪制與PCB制作

3.7.1 Protel99SE軟件介紹

3.7.2系統(tǒng)原理圖與PCB的繪制

4 系統(tǒng)軟件設計

4.1系統(tǒng)主程序軟件流程圖

4.2系統(tǒng)按鍵檢測部分流程圖

5 系統(tǒng)整體調(diào)試

5.1硬件電路調(diào)試中遇到的問題

5.2系統(tǒng)實物調(diào)試效果圖

5.3系統(tǒng)設計總結

參考文獻



1緒論
稱重技術自古以來就被人們所重視，作為一種計量手段，廣泛應用于工農(nóng)業(yè)、科研、交通、內(nèi)外貿(mào)易等各個領域，與人民的生活緊密相連。電子秤是電子衡器中的一種，衡器是國家法定計量器具，是國計民生、國防建設、科學研究、內(nèi)外貿(mào)易不可缺少的計量設備，衡器產(chǎn)品技術水平的高低，將直接影響各行各業(yè)的現(xiàn)代化水平和社會經(jīng)濟效益的提高。
電子秤是稱重技術中的一種新型儀表，廣泛應用于各種場合。電子秤與機械秤比較有體積小、重量輕、結構簡單、價格低、實用價值強、維護方便等特點，可在各種環(huán)境工作，重量信號可遠傳，易于實現(xiàn)重量顯示數(shù)字化，易于與計算機聯(lián)網(wǎng)，實現(xiàn)生產(chǎn)過程自動化，提高勞動生產(chǎn)率。從世界水平看，衡器技術已經(jīng)經(jīng)歷了四個階段，從傳統(tǒng)的全部由機械元器件組成的機械稱到用電子線路代替部分機械元器件的機電結合秤，再從集成電路式到目前的單片機系統(tǒng)設計的電子計價秤。
電子稱重的實現(xiàn)首先是通過壓力傳感器采集到被測物體的重量并將其轉(zhuǎn)換成電壓信號。輸出電壓信號通常很小，需要通過前端信號處理電路進行準確的線性放大。放大后的模擬電壓信號經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換成數(shù)字量被送入到主控電路的單片機中，再經(jīng)過單片機控制譯碼顯示器，從而顯示出被測物體的重量。按照設計的基本要求，系統(tǒng)可分為三大模塊，數(shù)據(jù)采集模塊、控制器模塊、人機交互液晶顯示界面模塊。其中數(shù)據(jù)采集模塊由壓力傳感器、信號的前級處理和A/D轉(zhuǎn)換部分組成。轉(zhuǎn)換后的數(shù)字信號送給控制器處理，由控制器完成對該數(shù)字量的處理，驅(qū)動顯示模塊完成人機間的信息交換。此部分對軟件的設計要求比較高，系統(tǒng)的大部分功能都需要軟件來控制。在擴展功能上，本設計增加了一個過載報警提示功能和電子日歷功能使本電子稱的設計更人性化智能化。


2 系統(tǒng)硬件方案設計
2.1系統(tǒng)總體設計方案比較與論證
在設計系統(tǒng)時，針對各個模塊實現(xiàn)的功能來設計電子秤的方案有以下幾種：
方案一  數(shù)碼管顯示：

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圖1 數(shù)碼管顯示方案

此方案利用數(shù)碼管顯示物體重量，簡單可行，可以采用內(nèi)部帶有模數(shù)轉(zhuǎn)換功能的單片機。由此設計出的電子秤系統(tǒng)，硬件部分簡單，接口電路易于實現(xiàn)，并且在編程時大大減少程序量，在電路結構上只有簡單的輸出輸入關系。缺點是：硬件部分簡單，雖然可以實現(xiàn)電子稱基本的稱重功能，但是不能實現(xiàn)外部數(shù)據(jù)的輸入，無法根據(jù)實際情況靈活地設定各種控制參數(shù)。由于數(shù)碼管只能實現(xiàn)簡單的數(shù)字和英文字符的顯示，不能顯示漢字以及其他的復雜字符，不能達到顯示購物清單的要求。又因為采用了具有模數(shù)轉(zhuǎn)換功能的單片機，系統(tǒng)電路過于簡單，系統(tǒng)硬件的擴展必受到限制，電子秤的功能過于單一，達不到設計的標準。
方案二  在前一種方案的基礎上進行擴展，增加一鍵盤輸入裝置，增加外界對單片機內(nèi)部的數(shù)據(jù)設定，使電子稱實現(xiàn)稱重計價的功能。
結構簡圖如圖2所示：



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圖2帶有鍵盤輸入的結構簡圖




此方案設計的電子秤，可以實現(xiàn)稱物計價功能，但是局限于數(shù)碼管的功能，在顯示時只能顯示單價、購物總額以及簡單的貨物代碼等。在顯示重量時，如果數(shù)碼管沒有足夠的位數(shù)，那么稱量物體重量的精度必受到限制，所以此方案需要較多的數(shù)碼管接入電路中。這樣在處理輸入輸出接口時需要另行擴展足夠多的I/O接口供數(shù)碼管使用，比較麻煩。
方案三 前端信號處理時，選用放大、信號轉(zhuǎn)換等措施來增加信號采集強度但會增加相應的設計成本；顯示方面采用具有字符圖文顯示功能的LCD顯示器。這種方案不僅加強了人機交換的能力，而且滿足設計要求，可以顯示購物清單、所稱量的物體信息等相關內(nèi)容，當需要增加擴展功能時可以通過切換液晶顯示界面的方式來實現(xiàn)。
結構簡圖如下圖3所示：

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圖3帶有鍵盤輸入及液晶顯示的結構簡圖


鑒于上述三種方案的優(yōu)缺點，本系統(tǒng)在設計時充分考慮到系統(tǒng)的實用性及成本的可行性的前提下，設計完成了最終的電子稱方案，最終的硬件設計方案圖如圖4所示，該方案增加了電子日歷功能，從而使本系統(tǒng)的設計功能得到了很好的擴展與應用。



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圖3系統(tǒng)設計硬件框圖

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基于單片機的電子秤設計
2.2系統(tǒng)元器件選型及器件參數(shù)介紹2.2.1單片機選型

單片機的選擇在整個系統(tǒng)設計中至關重要，要滿足大內(nèi)存、高速率、通用性、價格便宜等要求，鑒于以上考慮本課題選擇AT89S52作為整個系統(tǒng)的主控芯片。

AT89S52是一個低功耗，高性能CMOS 8位單片機，片內(nèi)含8k Bytes ISP(In-system programmable)的可反復擦寫10000次的Flash只讀程序存儲器，器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存儲技術制造，兼容標準MCS-51指令系統(tǒng)及80C51引腳結構[1]，芯片內(nèi)集成了通用8位中央處理器和ISP Flash存儲單元，功能強大的微型計算機的AT89S52可為許多嵌入式控制應用系統(tǒng)提供高性價比的解決方案。AT89S52芯片具有以下特性[2]：

①指令集和芯片引腳與Intel公司的8051兼容；

②8KB片內(nèi)在系統(tǒng)可編程Flash程序存儲器；

③時鐘頻率為0～33MHz；

④128字節(jié)片內(nèi)隨機讀寫存儲器（RAM）；

⑤32個可編程輸入/輸出引腳；

⑥2個16位定時/計數(shù)器；

⑦6個中斷源，2級優(yōu)先級；

⑧全雙工串行通信接口；

⑨監(jiān)視定時器；

⑩2個數(shù)據(jù)指針。

AT89S52單片機的40個引腳中有2個專用于主電源引腳，2個外接晶振的引腳，4個控制或與其它電源復用的引腳，以及32條輸入輸出I/O引腳。

AT89S52單片機引腳圖如圖4所示：



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圖4 AT89S52單片機引腳圖
2.2.2傳感器選擇   
壓電傳感器是一種典型的有源傳感器，又稱自發(fā)電式傳感器。其工作原理是基于某些材料受力后在其相應的特定表面產(chǎn)生電荷的壓電效應。
壓電傳感器體積小、重量輕、結構簡單、工作可靠，適用于動態(tài)力學量的測量，不適合測頻率太低的被測量，更不能測靜態(tài)量。目前多用于加速度和動態(tài)力或壓力的測量。壓電器件的弱點：高內(nèi)阻、小功率。功率小，輸出的能量微弱，電纜的分布電容及噪聲干擾影響輸出特性，這對外接電路要求很高。
導體的電阻隨著機械變形而發(fā)生變化的現(xiàn)象叫做電阻應變效應。電阻應變片把機械應變信號轉(zhuǎn)換為△R/R后，由于應變量及相應電阻變化一般都很微小，難以直接精確測量，且不便處理。因此，要采用轉(zhuǎn)換電路把應變片的△R/R變化轉(zhuǎn)換成電壓或電流變化。其轉(zhuǎn)換電路常用測量電橋。


當電橋輸出端接無窮大負載電阻時，可視輸出端為開路，此時直流電橋稱為電壓橋，即只有電壓輸出。
當忽略電源的內(nèi)阻時，由分壓原理有：
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=                                   （2.1）

當滿足條件R1R3=R2R4時，即
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（2.2）

1.013.jpg =0，即電橋平衡。式（2.2）稱平衡條件。
應變片測量電橋在測量前使電橋平衡，從而使測量時電橋輸出電壓只與應變片感受的應變所引起的電阻變化有關。
若差動工作，即R1=R-△R,R2=R+△R,R3=R-△R，R4=R+△R,按式（2.1），則電橋輸出為

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1.016.jpg                                        (2.3)

應變片式傳感器有如下特點：
（1）應用和測量范圍廣，應變片可制成各種機械量傳感器。
（2）分辨力和靈敏度高，精度較高。
（3）結構輕小，對試件影響小， 對復雜環(huán)境適應性強，可在高溫、高壓、強磁場等特殊環(huán)境中使用，頻率響應好。
（4）商品化，使用方便，便于實現(xiàn)遠距離、自動化測量[5]。
通過對壓力傳感器與電阻應變式傳感器比較分析，最終選擇了第二種方案。題目要求稱重范圍0～5Kg,滿量程量誤差不大于 1.017.jpg 0.005Kg，考慮到秤臺自重、振動和沖擊分量，還要避免超重損壞傳感器，所以傳感器量程必須大于額定稱重5Kg。我們選擇的是電阻應變片壓力傳感器，量程為5Kg，精度為0.01% ，滿足本系統(tǒng)的精度要求。
2.2.3 顯示器選擇

方案一 數(shù)碼管顯示

數(shù)碼管是一種半導體發(fā)光器件，其基本單元是發(fā)光二極管。數(shù)碼管按段數(shù)分為七段數(shù)碼管和八段數(shù)碼管，八段數(shù)碼管比七段數(shù)碼管多一個發(fā)光二極管單元（多一個小數(shù)點顯示）；按能顯示多少個“8”可分為1位、2位、4位等等數(shù)碼管；按發(fā)光二極管單元連接方式分為共陽極數(shù)碼管和共陰極數(shù)碼管。共陽數(shù)碼管是指將所有發(fā)光二極管的陽極接到一起形成公共陽極(COM)的數(shù)碼管。共陽數(shù)碼管在應用時應將公共極COM接到+5V，當某一字段發(fā)光二極管的陰極為低電平時，相應字段就點亮。當某一字段的陰極為高電平時，相應字段就不亮。共陰數(shù)碼管是指將所有發(fā)光二極管的陰極接到一起形成公共陰極(COM)的數(shù)碼管。共陰數(shù)碼管在應用時應將公共極COM接到地線GND上，當某一字段發(fā)光二極管的陽極為高電平時，相應字段就點亮。當某一字段的陽極為低電平時，相應字段就不亮。

數(shù)碼管顯示信息有限，當顯示信息較多時需要多個數(shù)碼管級聯(lián)方可，這樣會造成硬件連接復雜，成本增加；數(shù)碼管對大部分字符不能很好的顯示，動態(tài)掃描時處理不好易出現(xiàn)閃爍現(xiàn)象。

方案二 LCD字符液晶顯示

采用點陣字符型 LCD 液晶顯示，液晶顯示模塊具有體積小、功耗低、顯示內(nèi)容豐富等特點，現(xiàn)在字符型液晶顯示模塊已經(jīng)是單片機應用設計中最常用的信息顯示器件，但采用LCD液晶顯示會造成設計成本增加。

LCD1602可以顯示2行 16 個字符，有 8 位數(shù)據(jù)總線 D0-D7，和 RS、R/W、 EN 三個控制端口，工作電壓為 5V，并且?guī)в凶址麑Ρ榷日{(diào)節(jié)和背光[4]。

具體引腳說明如表圖6所示。

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圖5 LCD1602字符液晶引腳定義

LCD1602 液晶模塊內(nèi)部的字符發(fā)生存儲器（CGROM)已經(jīng)存儲了 160 個不同 的點陣字符圖形，如表 1 所示，這些字符有：阿拉伯數(shù)字、英文字母的大小寫、 常用的符號、和日文假名等，每一個字符都有一個固定的代碼，它的讀寫操作、 屏幕和光標的操作都是通過指令編程來實現(xiàn)的。

最后綜合了多方面因素的考慮采用了方案二，選擇 LCD1602 顯示器作為系統(tǒng)的顯示界面。

2.2.4 AD轉(zhuǎn)換芯片選擇

HX711是一款專為高精度電子秤而設計的24位A/D轉(zhuǎn)換器芯片。與同類型其它芯片相比，該芯片集成了包括穩(wěn)壓電源、片內(nèi)時鐘振蕩器等其它同類型芯片所需要的外圍電路，具有集成度高、響應速度快、抗干擾性強等優(yōu)點。降低了電子秤的整機成本，提高了整機的性能和可靠性。該芯片與后端MCU 芯片的接口和編程非常簡單，所有控制信號由管腳驅(qū)動，無需對芯片內(nèi)部的寄存器編程。輸入選擇開關可任意選取通道A 或通道B，與其內(nèi)部的低噪聲可編程放大器相連。通道A 的可編程增益為128 或64，對應的滿額度差分輸入信號幅值分別為±20mV或±40mV。通道B 則為固定的64 增益，用于系統(tǒng)參數(shù)檢測。芯片內(nèi)提供的穩(wěn)壓電源可以直接向外部傳感器和芯片內(nèi)的A/D 轉(zhuǎn)換器提供電源，系統(tǒng)板上無需另外的模擬電源。芯片內(nèi)的時鐘振蕩器不需要任何外接器件。上電自動復位功能簡化了開機的初始化過程。芯片管腳圖如圖7所示。

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圖6 HX711管腳定義

HX711典型應用電路如圖8所示。

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圖7 HX711典型應用電路

2.2.5 時鐘芯片選擇

DS1302是美國DALLAS公司推出的一種高性能、低功耗的實時時鐘芯片，附加31字節(jié)靜態(tài)RAM，采用SPI三線接口與CPU進行同步通信，并可采用突發(fā)方式一次傳送多個字節(jié)的時鐘信號和RAM數(shù)據(jù)。實時時鐘可提供秒、分、時、日、星期、月和年，一個月小與31天時可以自動調(diào)整，且具有閏年補償功能。工作電壓寬達2.5～5.5V。采用雙電源供電（主電源和備用電源），可設置備用電源充電方式，提供了對后背電源進行涓細電流充電的能力。 DS1302用于數(shù)據(jù)記錄，特別是對某些具有特殊意義的數(shù)據(jù)點的記錄上，能實現(xiàn)數(shù)據(jù)與出現(xiàn)該數(shù)據(jù)的時間同時記錄，因此廣泛應用于測量系統(tǒng)中。DS1302實物和管腳圖分別如圖9圖10所示。

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圖8 DS1302實物圖

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圖9 DS1302管腳定義

DS1302各引腳的功能為：

VCC1：備用電源；VCC2：主電源。當VCC2>VCC1+0.2V時，由VCC2向DS1302供電，當VCC2< VCC1時，由VCC1向DS1302供電。

SCLK：串行時鐘，輸入；

I/O：三線接口時的雙向數(shù)據(jù)線；

CE：輸入信號，在讀、寫數(shù)據(jù)期間，必須為高。該引腳有兩個功能：第一，CE開始控制字訪問移位寄存器的控制邏輯；其次，CE提供結束單字節(jié)或多字節(jié)數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆椒ā?/font>

  DS1302有關日歷、時間的寄存器共有12個，其中有7個寄存器（讀時81h～8Dh，寫時80h～8Ch），存放的數(shù)據(jù)格式為BCD碼形式。


3系統(tǒng)硬件電路設計3.1系統(tǒng)電源電路設計

由于該系統(tǒng)中 51 單片機及 AD 轉(zhuǎn)換芯片及液晶顯示器所需供電電壓均為 5V 電壓，所以要保證系統(tǒng)穩(wěn)定可靠的工作，需要設計一個可以穩(wěn)定提供 5V 電壓的供電系統(tǒng)。本設計采用雙電源接口供電方式，USB 接口供電方便程序調(diào)試，也可采用外置電源作為系統(tǒng)的供電電源，但是需另加三端穩(wěn)壓器件 LM7805 作為系統(tǒng)電源的穩(wěn)壓器件以保證系統(tǒng)電壓為穩(wěn)定的直流 5V 電壓，同時外置電源的輸出電壓要高于 5V輸出，系統(tǒng)電源輸入接口要加濾波電容以確保工作電壓穩(wěn)定。電源輸出接口加上LED 電源指示燈，用來判定電源是否正常工作。該系統(tǒng)電源電路設計如圖 11 所示。

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圖10電源接口電路


C1，C2實現(xiàn)對電源濾波，以濾除可能存在的高頻雜波對電源的影響，C4實現(xiàn)對電源電壓的平滑穩(wěn)定作用[10]，當USB接口輸出電壓高時C4用來儲能，當后續(xù)電路負載過高USB供電不足時電解電容C4通過釋放儲存的電能來保證電源電壓不跌落。LED0用作電源指示，其亮滅代表電源工作與否，R0用來限流，以保證LED不被燒壞[13]。

3.2系統(tǒng)串口程序下載電路設計

1.024.jpg 由于RS-232C的接口電平與TTL兼容接口電平標準不同，所以該接口與TTL兼容電平連接時需要電平轉(zhuǎn)換。MAX232              芯片是常用的轉(zhuǎn)換芯片。MAX232芯片是美信公司專門為電腦的RS-232標準串口設計的單電源電平轉(zhuǎn)換芯片,使用+5v單電源供電，該芯片引腳圖如圖12所示。

圖11 MAX232引腳圖

常見RS232串口通信電路連接方式如圖13所示。

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圖12 RS232串口通信電路


該電路第一部分為電荷泵電路。由1、2、3、4、5、6腳和4只電容構成，功能是產(chǎn)生+12v和-12v兩個電源，提供給RS-232串口電平的需要；第二部分是數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換通道。由7、8、9、10、11、12、13、14腳構成兩個數(shù)據(jù)通道，其中13腳（R1IN）、12腳（R1OUT）、11腳（T1IN）、14腳（T1OUT）為第一數(shù)據(jù)通道，8腳（R2IN）、9腳（R2OUT）、10腳（T2IN）、7腳（T2OUT）為第二數(shù)據(jù)通道，TTL/CMOS數(shù)據(jù)從T1IN、T2IN輸入轉(zhuǎn)換成RS-232數(shù)據(jù)從T1OUT、T2OUT送到電腦DB9插頭，DB9插頭的RS-232數(shù)據(jù)從R1IN、R2IN輸入轉(zhuǎn)換成TTL/CMOS數(shù)據(jù)后從R1OUT、R2OUT輸出；第三部分是供電。15腳GND、16腳+5V[5]。

3.3單片機控制電路設計

系統(tǒng)主控電路由AT89S52單片機及晶振電路和復位電路組成，該電路作為整個系統(tǒng)功能實現(xiàn)的核心單元，其連接方式如圖14所示。

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圖13單片機主控電路

晶振全稱為晶體振蕩器，其作用在于產(chǎn)生原始的時鐘頻率，這個頻率經(jīng)過頻率發(fā)生器的放大或縮小后就成了電腦中各種不同的總線頻率。晶振一般叫做晶體諧振器，是一種機電器件，是用電損耗很小的石英晶體經(jīng)精密切割磨削并鍍上電極焊上引線做成。這種晶體有一個很重要的特性，如果給它通電，它就會產(chǎn)生機械振蕩，反之，如果給它機械力，它又會產(chǎn)生電，這種特性叫機電效應。他們有一個很重要的特點，其振蕩頻率與他們的形狀，材料，切割方向等密切相關。由于石英晶體化學性能非常穩(wěn)定，熱膨脹系數(shù)非常小，其振蕩頻率也非常穩(wěn)定，由于控制幾何尺寸可以做到很精密，因此，其諧振頻率也很準確。根據(jù)石英晶體的機電效應，我們可以把它等效為一個電磁振蕩回路，即諧振回路。他們的機電效應是機-電-機-電..的不斷轉(zhuǎn)換，由電感和電容組成的諧振回路是電場-磁場的不斷轉(zhuǎn)換。在電路中的應用實際上是把它當作一個高Q值的電磁諧振回路。由于石英晶體的損耗非常小，即Q值非常高，做振蕩器用時，可以產(chǎn)生非常穩(wěn)定的振蕩，作濾波器用，可以獲得非常穩(wěn)定和陡削的帶通或帶阻曲線[10]。

復位電路是用來讓單片機返回到初始狀態(tài)的輔助電路，其作用是當單片機程序跑飛或系統(tǒng)出現(xiàn)死機狀態(tài)時可以讓系統(tǒng)從新恢復工作。本系統(tǒng)復位電路的設計具有上電復位和手動按鍵復位兩種復位方式。

3.4系統(tǒng)顯示電路設計

顯示部分采用LCD1602液晶顯示模塊，液晶板上排列著若干 5×7或 5×10點陣的字符顯示位,每個顯示位可顯示1個字符，從規(guī)格上分為每行 8、16、20、24、32、40位，有一行、兩行及四行三類。其與單片機的連接電路如圖15所示

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圖14系統(tǒng)狀態(tài)顯示電路圖

     1腳和2腳為液晶1602地和電源引腳，3腳為背光調(diào)節(jié)引腳，通過10K電位器接地，背光可通過電位器來調(diào)節(jié)亮度；4腳、5腳、6腳為液晶片選控制引腳，分別連接到單片機的P2.0、P2.1、P2,2端口，7~14腳為數(shù)據(jù)接口，與單片機的P0口相連實現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳輸，15、16、腳為液晶的背光控制腳，分別接到電源和地[9]。


3.5超重報警提示電路設計

報警指示電路用來在稱重測量超出最高值時報警提示，以免重量太高的情況下?lián)p壞傳感器。報警指示電路由PNP三極管9012驅(qū)動蜂鳴器來實現(xiàn)，單片機IO口控制三極管的基極，當單片機的IO口輸出為低電平時，三極管導通，蜂鳴器的正極與電源接通，蜂鳴器通電發(fā)出報警聲，當單片機IO口輸出高電平時，三極管截止，蜂鳴器停止報警。報警指示電路如圖16所示。

1.028.jpg

圖15報警指示電路

3.6按鍵輸入電路設計

電子稱按鍵功能分配如下表所示：

7

8

9

去皮

4

5

6

清零

1

2

3

累計

0

1.029.jpg

?

計算



此電子秤是開機檢測托盤重量，并將托盤重量清零（即電子秤每次開機后檢測托盤重量，并程序中自動將托盤重量保存在一個變量中，稱量過程中每次都將獲得的重量減去托盤重量，而得到所要稱量物體的真正的重量），

計算功能：在正確輸入了單價之后，按下計算按鍵，將會計算出金額，并在液晶顯示器上顯示出重量、單價、總價。

電子日歷時鐘鍵盤面板：

設置

＋

—






對應矩陣鍵盤按鍵

S1

S2

S3









通過設置按鍵可以切換日期、星期、時間的設置，通過加減鍵來進行各個狀態(tài)的調(diào)節(jié)。

3.7系統(tǒng)硬件電路的繪制與PCB制作
3.7.1 Protel99SE軟件介紹

本文在硬件電路的設計過程中，原理圖和PCB的繪制采用Protel99SE軟件，Protel99SE是應用于Windows9X/2000/NT操作系統(tǒng)下的EDA設計軟件，該軟件以其簡單易操作的優(yōu)勢一直以來備受電子工程師的喜愛，因而也成了很多高校電子相關專業(yè)EDA工具的必選課程。

3.7.2系統(tǒng)原理圖與PCB的繪制

采用Protel99SE軟件繪制原理圖和PCB的主要步驟如下所述：

按照如上步驟最終完成繪制的電路原理圖如圖18所示，PCB線路板圖如圖19所示。

1.030.jpg

圖16 系統(tǒng)整體電路圖



圖17 系統(tǒng)PCB圖



1.031.jpg


4 系統(tǒng)軟件設計

本電子稱設計采用C語言編程，編譯環(huán)境為keil UV3。

keil c51 是美國Keil Software 公司出品的51 系列兼容單片機C 語言軟件開發(fā)系統(tǒng)，和匯編相比，C 在功能上、結構性、可讀性、可維護性上有明顯的優(yōu)勢，因而易學易用。

Keil c51 軟件提供豐富的庫函數(shù)和功能強大的集成開發(fā)調(diào)試工具，全Windows 界面。另外重要的一點，只要看一下編譯后生成的匯編代碼，就能體會到keil c51 生成的目標代碼效率非常之高，多數(shù)語句生成的匯編代碼很緊湊，容易理解。在開發(fā)大型軟件時更能體現(xiàn)高級語言的優(yōu)勢。

Keil C51 可以完成編輯、編譯、連接、調(diào)試、仿真等整個開發(fā)流程。開發(fā)人員可用IDE 本身或其它編輯器編輯C 或匯編源文件，然后分別有C51 及A51 編輯器編譯連接生成單片機可執(zhí)行的二進制文件（.HEX），然后通過單片機的燒寫軟件將HEX 文件燒入單片機內(nèi)。軟件主要三個方面：一是初始化系統(tǒng)；二是按鍵檢測；三是數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理并進行顯示。這三個方面的操作分別在主程序中來進行。程序采用模塊化的結構，這樣程序結構清楚，易編程和易讀性好，也便于調(diào)試和修改。

4.1系統(tǒng)主程序軟件流程圖
系統(tǒng)軟件部分主程序流程圖如圖20所示。
1.032.jpg
圖18 系統(tǒng)主程序流程圖
4.2系統(tǒng)按鍵檢測部分流程圖
鍵盤電路設計成4X4矩陣式，在程序中可以先判斷按鍵編碼，然后根據(jù)編碼將鍵盤代表的數(shù)值送到相應的存儲單元，再進行功能選擇或數(shù)據(jù)處理。設計流程圖如圖22所示。
1.033.jpg
圖19按鍵檢測部分流程圖

5 系統(tǒng)整體調(diào)試
5.1硬件電路調(diào)試中遇到的問題
1、電子電路的設計中對各種影響因素的考慮不夠完全，比如在對過電壓情況的處理中未作防范措施。
2、系統(tǒng)設計不夠優(yōu)化，有待改善。比如系統(tǒng)的超量程信號直接由單片機送入報警電路，沒有設計保護電路再入單片機處理后送入報警電路。
3、沒有擴展更多電路，如溫度顯示功能，通訊接口電路與上位機（PC機）進行通訊，上位機顯示功能從而將大量的商品數(shù)據(jù)存于上位機，然后通過串口或并口通訊與電子稱相連，達到遠距離控制的目的。
4、對各種實用芯片價格了解不夠，選擇上任有欠缺，如所選的稱重傳感器價格較貴。
這些都為我今后的學習和工作留下了積極的影響。
5.2系統(tǒng)實物調(diào)試效果圖

經(jīng)過不懈的努力和導師的細心指導，實物最終得以調(diào)試成功，最終完成的實物效果圖如圖23



5.3系統(tǒng)設計總結

在此設計過程中，鞏固了我在大學4年內(nèi)學過的知識，尤其是單片機和C語言編程方面的知識，同時通過這次畢設提高了單片機編程的能力，尤其是獲得的軟件調(diào)試經(jīng)驗，同時了解到了其它相關領域的知識，對今后的工作學習有著極大的幫助。

由于時間太倉促，經(jīng)驗不足，理論方面也相應的存在不足，加上條件有限，仍存在著一些設計方面的問題，個人技能也有待提高。理論知識還要鞏固加強。但是寶貴的實踐經(jīng)驗還是對自己的提高有著極大的幫助。


QQ圖片20170411114756.png QQ圖片20170411114756.png

代碼就不分享了,我的代碼也是從51hei下載了修改的,下面是以上文檔的word版本,哈哈,如果你會使用復制粘貼的話就不必下載了:
電子秤簡介.doc (12.5 KB)
(下載次數(shù): 67, 2017-4-11 11:50 上傳)

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電子秤設計報告.doc (5.32 MB)
(下載次數(shù): 128, 2017-4-11 11:50 上傳)

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元件清單.docx (15.81 KB)
(下載次數(shù): 64, 2017-4-11 11:50 上傳)

下載積分: 黑幣 -5


作者: KK8215954    時間: 2017-4-17 21:16
樓主有源程序嗎？
作者: 蝸牛沖刺    時間: 2017-5-5 21:24
樓主求源程序啊 急需  
作者: w515748522    時間: 2017-5-26 17:27
樓主用的什么軟件仿真HX711
作者: fjc1979    時間: 2017-6-16 12:51
好資料
作者: abc129    時間: 2018-3-31 11:23
不錯 不錯 非常好 特別好
作者: 李琦陳謙強    時間: 2018-4-25 19:28
大佬第三種方案的相關附件下哪個？
作者: ylylbq    時間: 2018-9-9 19:18
感謝分享
作者: sabine    時間: 2018-12-10 14:29
很好啊
作者: 時光巷陌    時間: 2018-12-18 09:01
有程序嗎
作者: zhangfei1    時間: 2019-6-5 08:24
大大很棒
作者: 860012525    時間: 2021-5-18 16:00
連程序都沒有嗎？？？
作者: 860012525    時間: 2021-5-18 16:04
這資料有問題，原理圖上只有4個按鈕，按鍵設計卻有16個按鍵？這個文檔明顯有錯啊，難怪仿真程序都沒有。
作者: 一戰(zhàn)成碩xbc    時間: 2021-6-15 14:02
請問有hx711的封裝嗎？誰能分享一下，十分感謝！
作者: AD20    時間: 2021-12-19 11:16
那個PCB圖是有問題的，都是綠色的




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