电子秤629800677(1)
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电子秤629800677(1)
键盘处理部分
电子秤需要设置单价（十个 数字键），还具有小数点、输出 等功能，总共需设置13个键（包 括一个复位键）12个按键使用 3×4矩阵式键盘，另外一个复位 键使用独立式按键实现。
电子秤629800677(1)
各部分电路设计
AT89S51的最小系统电路
AT89S51单片机的最小系统由时钟、 复位电路、电源电路及单片机构成。单 片机的时钟信号用来提供单片机片内各 种操作的时间基准，复位操作则使单片 机的片内电路初始化，使单片机从一种 确定的初态开始运行
电子秤629800677(1)
放大电路组成
1. 前级采用TS-2型放大器放大后，将原先桥式应 变传感器输出的毫伏级电压转换成4-20mA电流
2.中间加零位校正电路，用电流源将4mA-20mA电流迁移 到0mA-16mA抑制零点飘移。 3. 后级电路采用廉价的仪器放大器，将电流信号转换为 电压信号输出。由于阻容耦合电路的隔直作用，后级的 仪器放大器可以做到滤波调节阻值的作用，进而提高电 子秤的精度。
运算结果送到LCD显示器显示。一般地信号的放大、 滤波、A/D转换以及信号各种运算处理都在信号采集电路 中中完成。
电子秤629800677(1)
系统设计总体方案框图
系统由6个部分组成：控制器部分、测量部分、报警部分、数据显示部 分、键盘部分、和电路电源部分
放大电路
A/D转换器
超重报警
压力传感器
AT89S52单片机
键盘
LCD显示
电子秤629800677(1)
称重传感器
称重传感器在受到压力或拉力时会产生 电信号，受到不同压力或拉力是产生的电信 号也随着变化，而且力与电信号的关系一般 为线性关系。本系统中采用的力传感器是航 天科技集团公司7Ol所的BK-2F型高精度S形 测力/称重传感器。其测量作用力的最大范围 可达20N，精度为0．05％。输出经过TS-2型 放大器放大后，输出流范围为4-20mA。
电子秤629800677(1)
A/D转换启动及数据读取程序设计
v void ADC0809() //ADC0809主程序
v{
v
int data0;
v
TMOD=0x02; //T1 工作模式 2
v
TH0=0x14;
v
TL0=0x14;
v
IE=0x82;
v
TR0=1;
v
ST=0;
v
delay1();
v
第1步：识别键盘有无键按下； 第2步：如有键被按下，识别出具体的按键。 把所有列线置0，检查各行线电平是否有变化，如有变化， 说明有键按下，如无变化，则无键按下。
上述方法称为扫描法，即先把某一列置低电平，其余各列 为高电平，检查各行线电平的变化，如果某行线电平为低，可 确定此行列交叉点处的按键被按下。
b. 线反转法 只需两步便能获得此按键所在的行列值，线反转法的原
理如图10-10。
电子秤629800677(1)
电子秤629800677(1)
第1步：列线输出为全低电平，则行线中电平由高变低的所在 行为按键所在行。
第2步：行线输出为全低电平，则列线中电平由高变低所在列为 按键所在列。
结合上述两步，可确定按键所在行和列。
电子秤629800677(1)
电子秤629800677(1)
显示电路部分
数据显示是电子秤的一项重要功能，是人机交换 的主要组成部分，它可以将测量电路测得的数据经过 微处理器处理后直观的显示出来 ,LCD液晶显示器是一 种极低功耗显示器，从电子表到计算器，从袖珍时仪 表到便携式微型计算机以及一些文字处理机都广泛利 用了液晶显示器。
（1）行列式键盘工作原理 无键按下，该行线为高电平，当有键按下时，行线电平
由列线的电平来决定。 由于行、列线为多键共用，各按键彼此将相互发生影响，
必须将行、列线信号配合起来并作适当的处理，才能确定闭合 键的位置。 （2）按键的识别方法
a. 扫描法
电子秤629800677(1)
识别键盘有无键被按下的方法，分两步进行：
uchar code dis1[] = {"totalprice:000.0"};
uchar code dis2[] = {“weg: pr:00.0"};
电子秤629800677(1)
将个按键的值有对应的数值值输入到单片机中用查表的方式找寻对 应的字符输出
void Display()
//显示转换结果
显示数字
v
key=3;
v
v
P1=0x0F;
//行扫描 //低四位输入 行为高电平 列为低电平
LCD初始化
v
temp=P1;
//读P1口
v
temp=temp&0x0F;
查找对应字符
v
temp=~(temp|0xF0);
v
if(temp==1)
v
key=key;
// p1.0 被拉低
LCD显示
v
else if(temp==2) // p1.1 被拉低
v
key=key+3;
返回
v
else if(temp==4) // p1.2 被拉低
v
key=key+6;
v
else if(temp==8) // p1.3 被拉低
v
key=key+9;
显示总价
电子秤629800677(1)
显示子程序设计
显示子程序主要是来 判断是否需要显示,以及 如何去显示
液晶显显示部分采用 的初始化显示为
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A/D转换器
1. ADC0809引脚及功能
2. 逐次比较式8路模拟 输入、8位输出的A/D转 换器。引脚如图11-14所 示。
电子秤629800677(1)
共28脚，双列直插式封装。主要引脚功能如下： (1)IN0~IN7：8路模拟信号输入端。 (2) D0~D7：8位数字量输出端。 (3) C 、B 、A：控制8路模拟通道的切换，C、B、A=000
电子秤629800677(1)
(2)测量显示和数据输出的载荷测量装置
即处理称重传感器信号的电流源或电压 源、调节器、补尝元件、保护线路等）和指示 部件（如显示、打印、数据传输和存贮器件 等）。这部分习惯上称载荷测量装置或二次仪 表。在数字式的测量电路中，通常包括前置放 大、滤波、运算、变换、计数、寄存、控制和 驱动显示等环节。
v
data0=data0%100; // data1=500%100=0
v
dis0[1]=data0/10;
v
dis0[2]=10;
v
data0=data0%10;
v
dis0[3]=data0; }
电子秤629800677(1)
3rew
演讲完毕，谢谢听讲!
再见，see you again
2023/12/27
电子秤629800677(1)
v
temp=P1;
//读P1口
v
temp=temp&0xF0;
//屏蔽低四位
v
temp=~((temp>>4)|0xF0);
v
if(temp==1)
// p1.4 被拉低
键盘是否按下
v
key=1;
v
else if(temp==2) // p1.5 被拉低
是否功能键
v
key=2;
v
else if(temp==4) // p1.6 被拉低
~111分别对应IN0~IN7通道。 (4) OE、START、CLK：控制信号端，OE为输出允许端，START
为启动信号输入端，CLK为时钟信号输入端。 (5)VR(+)和VR(-)：参考电压输入端。
2. ADC0809结构及转换原理 结构如图11-15。 0809完成1次转换需100s左右，可对0~5V信号进行转换。
电子秤629800677(1)
电子秤629800677(1)
数据采集部分电路设计
数据采集部分电路包括传感器输出信 号放大电路、A/D转换器与单片机接口电路。
电子秤629800677(1)
传感器和其外围以及放大电路设计
传感器检测电路的功能是
把电阻应变片的电阻变化转变为 电压输出，由于电桥电路具有很 多优点，如可以抑制温度变化的 影响，可以抑制侧向力干扰，可 以比较方便的解决称重传感器的 补偿问题等。由于传感器输出的 电流信号很小，是mA级的电流 信号，因此为了提高系统的精度， 将电流信号转化为电压信号在传 感器电路的设计过程中，增加了 由普通运放设计的增益调节阻， 是为了满足系统精度可调的要求 而设计。其电路图如图所示
电子秤629800677(1)
系统软件设计
v 本系统的软件设计主要由主程序、初始化程序、显示子程序、 数据采集子程序和延时程序等组成。
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键盘扫描子程序的设计
v void keyscan(void)
v{
temp = 0;
//列扫描
v
P1=0xF0;
//高四位输入 列为高电平 行为低电平
电子秤629800677(1)
A/D转换芯片与AT89S52单片机接口电路设计
电子秤629800677(1)
显示电路与AT89S52单片机接口电路设计
（1)静态驱动
所有的段都有独立的驱动电路，表示段电极与公 共电极之间连续施加电压。它适合于简单控制的LCD。
（2)多路驱动方式
构成矩阵电极，公共端数为n，按照1/n的时序分 别依次驱动公共端，与该驱动时序相对应，对所有的段 信号电极作选择驱动。这种方式适合于比较复杂控制的 LCD。
电子秤629800677(1)
设计思路
当被称物体放置在秤体的秤台上时，其重量便通过 秤体传递到称重传感器，传感器随之产生电阻应变效应， 将阻值变化转变成电压信号，使物体的重量转换成与被称 物体重量成一定函数关系(一般成正比关系)的电信号(电压 或电流等)。
此信号由放大电路进行放大、经滤波后再由模/ 数（A/D）器进行转换，数字信号再送到微处器的CPU 处理，CPU不断扫描键盘和输出开关，根据键盘输入 内容和各种功能开关的状态进行必要的判断、分析、 由仪表的软件来控制各种运算。
{
int wz;
for(wz=0;wz<=3;wz++)
{
ADC0809();
lcd_pos(0x44+wz);
//向右移动光标
lcd_wdat(num[dis0[wz]]);
//显示字符
}
}
再通过显示位置设置改变其初值
void lcd_pos(uchar pos)
{
//设定显示位置
lcd_wcmd(pos | 0x80);}
电子秤629800677(1)
电子秤629800677(1)
键盘电路与AT89S52单片机接口电路设计
行列式(矩阵式)键盘接口
用于按键数目较多的场合，由行线和列线组成，按键位 于行、列的交叉点上。如图所示。
按键数目较多的场合，行列式键 盘与独立式键盘相比，要节省很多的 I/O口线。
电子秤629800677(1)
ST=1;
//A/D转换清零
v
delay1();
v
ST=0;
//启动A/D转换
v
if(EOC==0);
//等待转换完成
v
{
v
OE=1;
v
data0=P2*10/6.375; // FFH 256/6.375=40
v
data1=data0;
v
OE=0;
v
dis0[0]=data0/100; // 500/100=5
电子秤629800677(1)
2023/12/27
电子秤629800677(1)
【实验设计思想】
物理重量
指示表数值
–
电子秤是利用物体的重力 作用来确定物体质量（重 量）的测量仪器
电子秤629800677(1)
(1)称重传感器
即由非电量（质量或重量）转换成电 量的转换元件，它是把拉压力变换成电压的 变化或其它形式的适合于计量求值信号的装 置。
键盘处理部分
电子秤需要设置单价（十个 数字键），还具有小数点、输出 等功能，总共需设置13个键（包 括一个复位键）12个按键使用 3×4矩阵式键盘，另外一个复位 键使用独立式按键实现。
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各部分电路设计
AT89S51的最小系统电路
AT89S51单片机的最小系统由时钟、 复位电路、电源电路及单片机构成。单 片机的时钟信号用来提供单片机片内各 种操作的时间基准，复位操作则使单片 机的片内电路初始化，使单片机从一种 确定的初态开始运行
电子秤629800677(1)
放大电路组成
1. 前级采用TS-2型放大器放大后，将原先桥式应 变传感器输出的毫伏级电压转换成4-20mA电流
2.中间加零位校正电路，用电流源将4mA-20mA电流迁移 到0mA-16mA抑制零点飘移。 3. 后级电路采用廉价的仪器放大器，将电流信号转换为 电压信号输出。由于阻容耦合电路的隔直作用，后级的 仪器放大器可以做到滤波调节阻值的作用，进而提高电 子秤的精度。
运算结果送到LCD显示器显示。一般地信号的放大、 滤波、A/D转换以及信号各种运算处理都在信号采集电路 中中完成。
电子秤629800677(1)
系统设计总体方案框图
系统由6个部分组成：控制器部分、测量部分、报警部分、数据显示部 分、键盘部分、和电路电源部分
放大电路
A/D转换器
超重报警
压力传感器
AT89S52单片机
键盘
LCD显示
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称重传感器
称重传感器在受到压力或拉力时会产生 电信号，受到不同压力或拉力是产生的电信 号也随着变化，而且力与电信号的关系一般 为线性关系。本系统中采用的力传感器是航 天科技集团公司7Ol所的BK-2F型高精度S形 测力/称重传感器。其测量作用力的最大范围 可达20N，精度为0．05％。输出经过TS-2型 放大器放大后，输出流范围为4-20mA。
电子秤629800677(1)
A/D转换启动及数据读取程序设计
v void ADC0809() //ADC0809主程序
v{
v
int data0;
v
TMOD=0x02; //T1 工作模式 2
v
TH0=0x14;
v
TL0=0x14;
v
IE=0x82;
v
TR0=1;
v
ST=0;
v
delay1();
v
第1步：识别键盘有无键按下； 第2步：如有键被按下，识别出具体的按键。 把所有列线置0，检查各行线电平是否有变化，如有变化， 说明有键按下，如无变化，则无键按下。
上述方法称为扫描法，即先把某一列置低电平，其余各列 为高电平，检查各行线电平的变化，如果某行线电平为低，可 确定此行列交叉点处的按键被按下。
b. 线反转法 只需两步便能获得此按键所在的行列值，线反转法的原
理如图10-10。
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电子秤629800677(1)
第1步：列线输出为全低电平，则行线中电平由高变低的所在 行为按键所在行。
第2步：行线输出为全低电平，则列线中电平由高变低所在列为 按键所在列。
结合上述两步，可确定按键所在行和列。
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显示电路部分
数据显示是电子秤的一项重要功能，是人机交换 的主要组成部分，它可以将测量电路测得的数据经过 微处理器处理后直观的显示出来 ,LCD液晶显示器是一 种极低功耗显示器，从电子表到计算器，从袖珍时仪 表到便携式微型计算机以及一些文字处理机都广泛利 用了液晶显示器。
（1）行列式键盘工作原理 无键按下，该行线为高电平，当有键按下时，行线电平
由列线的电平来决定。 由于行、列线为多键共用，各按键彼此将相互发生影响，
必须将行、列线信号配合起来并作适当的处理，才能确定闭合 键的位置。 （2）按键的识别方法
a. 扫描法
电子秤629800677(1)
识别键盘有无键被按下的方法，分两步进行：
uchar code dis1[] = {"totalprice:000.0"};
uchar code dis2[] = {“weg: pr:00.0"};
电子秤629800677(1)
将个按键的值有对应的数值值输入到单片机中用查表的方式找寻对 应的字符输出
void Display()
//显示转换结果
显示数字
v
key=3;
v
v
P1=0x0F;
//行扫描 //低四位输入 行为高电平 列为低电平
LCD初始化
v
temp=P1;
//读P1口
v
temp=temp&0x0F;
查找对应字符
v
temp=~(temp|0xF0);
v
if(temp==1)
v
key=key;
// p1.0 被拉低
LCD显示
v
else if(temp==2) // p1.1 被拉低
v
key=key+3;
返回
v
else if(temp==4) // p1.2 被拉低
v
key=key+6;
v
else if(temp==8) // p1.3 被拉低
v
key=key+9;
显示总价
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显示子程序设计
显示子程序主要是来 判断是否需要显示,以及 如何去显示
液晶显显示部分采用 的初始化显示为
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A/D转换器
1. ADC0809引脚及功能
2. 逐次比较式8路模拟 输入、8位输出的A/D转 换器。引脚如图11-14所 示。
电子秤629800677(1)
共28脚，双列直插式封装。主要引脚功能如下： (1)IN0~IN7：8路模拟信号输入端。 (2) D0~D7：8位数字量输出端。 (3) C 、B 、A：控制8路模拟通道的切换，C、B、A=000
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(2)测量显示和数据输出的载荷测量装置
即处理称重传感器信号的电流源或电压 源、调节器、补尝元件、保护线路等）和指示 部件（如显示、打印、数据传输和存贮器件 等）。这部分习惯上称载荷测量装置或二次仪 表。在数字式的测量电路中，通常包括前置放 大、滤波、运算、变换、计数、寄存、控制和 驱动显示等环节。
v
data0=data0%100; // data1=500%100=0
v
dis0[1]=data0/10;
v
dis0[2]=10;
v
data0=data0%10;
v
dis0[3]=data0; }
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演讲完毕，谢谢听讲!
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v
temp=P1;
//读P1口
v
temp=temp&0xF0;
//屏蔽低四位
v
temp=~((temp>>4)|0xF0);
v
if(temp==1)
// p1.4 被拉低
键盘是否按下
v
key=1;
v
else if(temp==2) // p1.5 被拉低
是否功能键
v
key=2;
v
else if(temp==4) // p1.6 被拉低
~111分别对应IN0~IN7通道。 (4) OE、START、CLK：控制信号端，OE为输出允许端，START
为启动信号输入端，CLK为时钟信号输入端。 (5)VR(+)和VR(-)：参考电压输入端。
2. ADC0809结构及转换原理 结构如图11-15。 0809完成1次转换需100s左右，可对0~5V信号进行转换。
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数据采集部分电路设计
数据采集部分电路包括传感器输出信 号放大电路、A/D转换器与单片机接口电路。
电子秤629800677(1)
传感器和其外围以及放大电路设计
传感器检测电路的功能是
把电阻应变片的电阻变化转变为 电压输出，由于电桥电路具有很 多优点，如可以抑制温度变化的 影响，可以抑制侧向力干扰，可 以比较方便的解决称重传感器的 补偿问题等。由于传感器输出的 电流信号很小，是mA级的电流 信号，因此为了提高系统的精度， 将电流信号转化为电压信号在传 感器电路的设计过程中，增加了 由普通运放设计的增益调节阻， 是为了满足系统精度可调的要求 而设计。其电路图如图所示
电子秤629800677(1)
系统软件设计
v 本系统的软件设计主要由主程序、初始化程序、显示子程序、 数据采集子程序和延时程序等组成。
电子秤629800677(1)
键盘扫描子程序的设计
v void keyscan(void)
v{
temp = 0;
//列扫描
v
P1=0xF0;
//高四位输入 列为高电平 行为低电平
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A/D转换芯片与AT89S52单片机接口电路设计
电子秤629800677(1)
显示电路与AT89S52单片机接口电路设计
（1)静态驱动
所有的段都有独立的驱动电路，表示段电极与公 共电极之间连续施加电压。它适合于简单控制的LCD。
（2)多路驱动方式
构成矩阵电极，公共端数为n，按照1/n的时序分 别依次驱动公共端，与该驱动时序相对应，对所有的段 信号电极作选择驱动。这种方式适合于比较复杂控制的 LCD。
电子秤629800677(1)
设计思路
当被称物体放置在秤体的秤台上时，其重量便通过 秤体传递到称重传感器，传感器随之产生电阻应变效应， 将阻值变化转变成电压信号，使物体的重量转换成与被称 物体重量成一定函数关系(一般成正比关系)的电信号(电压 或电流等)。
此信号由放大电路进行放大、经滤波后再由模/ 数（A/D）器进行转换，数字信号再送到微处器的CPU 处理，CPU不断扫描键盘和输出开关，根据键盘输入 内容和各种功能开关的状态进行必要的判断、分析、 由仪表的软件来控制各种运算。
{
int wz;
for(wz=0;wz<=3;wz++)
{
ADC0809();
lcd_pos(0x44+wz);
//向右移动光标
lcd_wdat(num[dis0[wz]]);
//显示字符
}
}
再通过显示位置设置改变其初值
void lcd_pos(uchar pos)
{
//设定显示位置
lcd_wcmd(pos | 0x80);}
电子秤629800677(1)
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键盘电路与AT89S52单片机接口电路设计
行列式(矩阵式)键盘接口
用于按键数目较多的场合，由行线和列线组成，按键位 于行、列的交叉点上。如图所示。
按键数目较多的场合，行列式键 盘与独立式键盘相比，要节省很多的 I/O口线。
电子秤629800677(1)
ST=1;
//A/D转换清零
v
delay1();
v
ST=0;
//启动A/D转换
v
if(EOC==0);
//等待转换完成
v
{
v
OE=1;
v
data0=P2*10/6.375; // FFH 256/6.375=40
v
data1=data0;
v
OE=0;
v
dis0[0]=data0/100; // 500/100=5
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2023/12/27
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【实验设计思想】
物理重量
指示表数值
–
电子秤是利用物体的重力 作用来确定物体质量（重 量）的测量仪器
电子秤629800677(1)
(1)称重传感器
即由非电量（质量或重量）转换成电 量的转换元件，它是把拉压力变换成电压的 变化或其它形式的适合于计量求值信号的装 置。