单片机的电子秤系统设计
电子秤的制作虽然并不困难，但是它却集合了各种技术的应用，这种基于单片机的系统设计融合了自动化和计算机的相关理论，也是现代社会数字化与生活实际的一体化相关的一种体现。
电子称的工作原理是通过单片机实现对系统的控制，再由称重传感器完成模数转换，简单地来说，电子称的两个核心部分就是单片机和称重传感器。当然显示电路、操作键盘和功能适用的软件也是必不可少的，这样的组合才能保证制作的电子称具有度量精准和操作简易的优点，与传统的称量工具相比，它的重量与金额的数字化和自动化使得交易买卖更加透明和公开化，因此被广大商家和消费者青睐。
此次关于电子称的设计综述大致包括硬件电路，软件编程和实物焊接三个方面。
关键字：电子秤 STC89S52单片机 HX711 压力传感器 M000147
Electronic Scale Design Based on MCU
Intelligent electronic scale detection and conversion technology , computer technology, information processing, digital technology, new weighing equipment integrated modern technology. It is closely integrated with our daily lives into a convenient , fast, precision instruments, widely used in commercial plants healthy plants , markets, supermarkets , shopping malls, retail and other public places, information display and weight.
Electronics said main microcontroller as the central control unit , by weighing sensor analog-digital conversion unit , along with the keyboard, the display circuitry and powerful software components. Not only accurate measurement of electron say , convenient , and more importantly, automatic weighing , statistics show that the majority of users. Intelligent electronic, portable, easy to use , the impact on people's lives more and more.
The system is called automatic measurement and study of electronic data processing . Description MCU is how the sampling data processing, data acquisition and conversion , computing problems were studied. SCM control system is discussed in a critical period. This paper describes the hardware design of intelligent electronic products , based on a detailed analysis of the electronic control , pointing out the software . As the microprocessor controlled electronics, simple structure, low cost , very popular , which will be discussed in detail.
Keywords: electronic scale; MCU; Load sensor
目 录 查看完整请+Q:351916072获取
1绪论 1
2.方案讨论 3
2.1 方案分析与选择 3
2.1.1 控制器分析与选择 3
2.1.2 矩阵键盘电路分析与选择 3
2.1.3 显示器分析与选择 4
2.2 方案整体思路 6
3系统硬件设计 8
3.1系统电源设计 8
3.2单片机接口与程序下载串口电路设计 9
3.3单片机最小系统设计 9
3.4LCD12864与单片机接口电路设计 10
3.5报警电路与单片机端口设计 10
3.6键盘与单片机接口电路设计 11
4 设计系统的软件选择 13
4.1 软件编译语言的选择 13
4.2显示模块的基本流程图 14
4.3按键输入的部分流程图 15
5.系统调试与结果 16
5.1 Proteus软件下的仿真及硬件调试 16
5.2 实物的硬件制作与调试 17
5.2.1单片机系统调试 17
5.3软件调试 18
5.4调试硬件电路的时候遇到的问题 18
5.5本章总结 19
6. 总结与展望 20
参考文献 21
附录 22
附录A系统部分源程序 22
附录B系统总体原理图 29
致 谢 30
2.1 方案分析与选择
2.1.1 控制器分析与选择
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单片微型计算机，简称单片机，它是把一个微电脑集成半导体晶片微型计算机。微型计算机是计算机开发的产品的某一阶段。单片机主要用于在世界上的测试和控制区，多于称为微控制器的微控制器。其主要特点是：①单片机具有体积小，控制功能强，成本低，因此您可以轻松地组装各种智能控制设备和仪器，做到机械和电气一体化；②易扩展,方便各种不同规模应用系统的设计；③可靠性好，使用温度范围广，可在各种恶劣的环境下工作； ④控制上能够做到分布式控制，使得多路控制成为可能，效率大大提升。
综上所述，两者在实际设计应用时，由于PLC相对于单片机，成本太贵，而且用单片机可以实现该设计的各个模块的功能，综上单片机具有很高的性价比，所以本设计采用单片机为控制器。
2.1.2 矩阵键盘电路分析与选择
（1）独立式键盘
每个键相互独立，每个按钮占用的I/ O线是相互独立的，每个I/ O口线的端口线状态都不会影响其它键的状态。其软件程序简单，使得它在微控制器和智能仪器仪表与控制系统中受用广泛。单机电路配置灵活性的优势加之软件编程简单的同时，也带来了每个键必须占用一个I / O线的缺陷。因此，当有更多的按钮时，需要使用时I / O口线非常多，不宜采用。
（2）矩阵式键盘
相对独立式键盘而言，在键盘的键的数目较多时，以达到减少I / O端口的目的，它通常是布置成矩阵形式的按键，所以称之为矩阵键盘。在矩阵键盘中，每一个按键都会设立在每一行和每一列的交界处，这样，一个端口（如端口P1）可以构成16键，比直接线的端口为键盘增加了一倍多，而多行，差别更为明显。因此在按键需要较多的工程设计中多采用矩阵键盘设计。
因为本设计用到的按键功能，要实现的按键功能比较多，如果采用独立式键盘，那么I/O口将不够用，所以选择4*4矩阵式键盘，从而很大程度上节省了I/O口。
2.1.3 显示器分析与选择
（1）LCD1602显示
最先我们考虑的是LCD1602，它的液晶显示模块具有体积小，功耗低，内容丰富，超薄，重量轻等优点，被广泛应用于便携式仪表和低功耗应用系统中。LCD1602液晶显示模块，顾名思义，可以显示两行的字符，每行能够显示的字符数为16，使用+5V电源供电，外部电路简单。
但是我们的考虑还不全面，例如要显示汉字。
（2）LCD12864显示
本设计使用LCD12864显示屏与单片机进行连接来获取我们所需要的功能。它可实现1602的所有功能，且能够显示汉字，屏幕大，操作也比较简单。由于LCD12864拥有直接跟间接的访问方式。直接访问的话会给液晶定义一个地址，如果用51的话，使用MOVX就可以读写液晶的数据。其他单片机的话也类似，定义一个读写地址使用读写液晶，而间接的话操作的只是某个IO，使其时序和要求的一致，因此我们选择直接访问。
图2.2.3 LCD12864字符液晶引脚定义
逻辑工作电压(VDD)：4.5～5.5V
电源地(GND)：0V
工作温度(Ta)：0～60℃(常温) / -20～75℃（宽温）
接口时序：
模块的两种不同连接方法：并行和串行
8位并行连接时序图
图2.2.4MPU写资料到模块
图2.2.5MPU从模块读出资料
图2.2.6串行连接时序图
2.2 方案整体思路
根据方案现分析与选择，设计的整体思路是由单片机作为控制器，在其P3口接矩阵键盘作为键盘输入，LCD12864显示器接P0口作为显示输出。先将数据采集，然后将其进行A/D转换，结束之后送给单片机处理，通过显示器将结果显示出来完成整个流程。结构简图如图2.2所示。 查看完整请+Q:351916072获取
电子称的工作原理是通过单片机实现对系统的控制，再由称重传感器完成模数转换，简单地来说，电子称的两个核心部分就是单片机和称重传感器。当然显示电路、操作键盘和功能适用的软件也是必不可少的，这样的组合才能保证制作的电子称具有度量精准和操作简易的优点，与传统的称量工具相比，它的重量与金额的数字化和自动化使得交易买卖更加透明和公开化，因此被广大商家和消费者青睐。
此次关于电子称的设计综述大致包括硬件电路，软件编程和实物焊接三个方面。
关键字：电子秤 STC89S52单片机 HX711 压力传感器 M000147
Electronic Scale Design Based on MCU
Intelligent electronic scale detection and conversion technology , computer technology, information processing, digital technology, new weighing equipment integrated modern technology. It is closely integrated with our daily lives into a convenient , fast, precision instruments, widely used in commercial plants healthy plants , markets, supermarkets , shopping malls, retail and other public places, information display and weight.
Electronics said main microcontroller as the central control unit , by weighing sensor analog-digital conversion unit , along with the keyboard, the display circuitry and powerful software components. Not only accurate measurement of electron say , convenient , and more importantly, automatic weighing , statistics show that the majority of users. Intelligent electronic, portable, easy to use , the impact on people's lives more and more.
The system is called automatic measurement and study of electronic data processing . Description MCU is how the sampling data processing, data acquisition and conversion , computing problems were studied. SCM control system is discussed in a critical period. This paper describes the hardware design of intelligent electronic products , based on a detailed analysis of the electronic control , pointing out the software . As the microprocessor controlled electronics, simple structure, low cost , very popular , which will be discussed in detail.
Keywords: electronic scale; MCU; Load sensor
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1绪论 1
2.方案讨论 3
2.1 方案分析与选择 3
2.1.1 控制器分析与选择 3
2.1.2 矩阵键盘电路分析与选择 3
2.1.3 显示器分析与选择 4
2.2 方案整体思路 6
3系统硬件设计 8
3.1系统电源设计 8
3.2单片机接口与程序下载串口电路设计 9
3.3单片机最小系统设计 9
3.4LCD12864与单片机接口电路设计 10
3.5报警电路与单片机端口设计 10
3.6键盘与单片机接口电路设计 11
4 设计系统的软件选择 13
4.1 软件编译语言的选择 13
4.2显示模块的基本流程图 14
4.3按键输入的部分流程图 15
5.系统调试与结果 16
5.1 Proteus软件下的仿真及硬件调试 16
5.2 实物的硬件制作与调试 17
5.2.1单片机系统调试 17
5.3软件调试 18
5.4调试硬件电路的时候遇到的问题 18
5.5本章总结 19
6. 总结与展望 20
参考文献 21
附录 22
附录A系统部分源程序 22
附录B系统总体原理图 29
致 谢 30
2.1 方案分析与选择
2.1.1 控制器分析与选择
单片机查看完整请+Q:351916072获取
单片微型计算机，简称单片机，它是把一个微电脑集成半导体晶片微型计算机。微型计算机是计算机开发的产品的某一阶段。单片机主要用于在世界上的测试和控制区，多于称为微控制器的微控制器。其主要特点是：①单片机具有体积小，控制功能强，成本低，因此您可以轻松地组装各种智能控制设备和仪器，做到机械和电气一体化；②易扩展,方便各种不同规模应用系统的设计；③可靠性好，使用温度范围广，可在各种恶劣的环境下工作； ④控制上能够做到分布式控制，使得多路控制成为可能，效率大大提升。
综上所述，两者在实际设计应用时，由于PLC相对于单片机，成本太贵，而且用单片机可以实现该设计的各个模块的功能，综上单片机具有很高的性价比，所以本设计采用单片机为控制器。
2.1.2 矩阵键盘电路分析与选择
（1）独立式键盘
每个键相互独立，每个按钮占用的I/ O线是相互独立的，每个I/ O口线的端口线状态都不会影响其它键的状态。其软件程序简单，使得它在微控制器和智能仪器仪表与控制系统中受用广泛。单机电路配置灵活性的优势加之软件编程简单的同时，也带来了每个键必须占用一个I / O线的缺陷。因此，当有更多的按钮时，需要使用时I / O口线非常多，不宜采用。
（2）矩阵式键盘
相对独立式键盘而言，在键盘的键的数目较多时，以达到减少I / O端口的目的，它通常是布置成矩阵形式的按键，所以称之为矩阵键盘。在矩阵键盘中，每一个按键都会设立在每一行和每一列的交界处，这样，一个端口（如端口P1）可以构成16键，比直接线的端口为键盘增加了一倍多，而多行，差别更为明显。因此在按键需要较多的工程设计中多采用矩阵键盘设计。
因为本设计用到的按键功能，要实现的按键功能比较多，如果采用独立式键盘，那么I/O口将不够用，所以选择4*4矩阵式键盘，从而很大程度上节省了I/O口。
2.1.3 显示器分析与选择
（1）LCD1602显示
最先我们考虑的是LCD1602，它的液晶显示模块具有体积小，功耗低，内容丰富，超薄，重量轻等优点，被广泛应用于便携式仪表和低功耗应用系统中。LCD1602液晶显示模块，顾名思义，可以显示两行的字符，每行能够显示的字符数为16，使用+5V电源供电，外部电路简单。
但是我们的考虑还不全面，例如要显示汉字。
（2）LCD12864显示
本设计使用LCD12864显示屏与单片机进行连接来获取我们所需要的功能。它可实现1602的所有功能，且能够显示汉字，屏幕大，操作也比较简单。由于LCD12864拥有直接跟间接的访问方式。直接访问的话会给液晶定义一个地址，如果用51的话，使用MOVX就可以读写液晶的数据。其他单片机的话也类似，定义一个读写地址使用读写液晶，而间接的话操作的只是某个IO，使其时序和要求的一致，因此我们选择直接访问。
图2.2.3 LCD12864字符液晶引脚定义
逻辑工作电压(VDD)：4.5～5.5V
电源地(GND)：0V
工作温度(Ta)：0～60℃(常温) / -20～75℃（宽温）
接口时序：
模块的两种不同连接方法：并行和串行
8位并行连接时序图
图2.2.4MPU写资料到模块
图2.2.5MPU从模块读出资料
图2.2.6串行连接时序图
2.2 方案整体思路
根据方案现分析与选择，设计的整体思路是由单片机作为控制器，在其P3口接矩阵键盘作为键盘输入，LCD12864显示器接P0口作为显示输出。先将数据采集，然后将其进行A/D转换，结束之后送给单片机处理，通过显示器将结果显示出来完成整个流程。结构简图如图2.2所示。 查看完整请+Q:351916072获取
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