课程设计电子秤

电子信息与电气工程系课程设计报告

课程设计任务书

目录

1 摘要： (4)

关键字

2 方案论证及选择： (5)

2．1输入模块 (5)

2．2显示模块 (5)

3 系统硬件及功能： (5)

3．1 单片机控制电路功能及介绍 (5)

3．2 A\D转换 (6)

3．3 3×4键盘 (7)

3．4 LCD显示 (7)

4 设计思路及程序流程图： (8)

5 结果仿真： (9)

6 总结与心得体会： (10)

7 参考文献 (10)

附录

1：摘要

现代社会的发展，对称重技术提出了更高的要求。目前，台式电了秤在商业贸易中的使用已相当普遍，但存在较大的局限性:体积大、成本高、需要工频交流电源供应、携带不便、应用场所受到制约。现有的便携秤为杆秤或以弹簧压缩、拉伸变形来实现计量的弹簧秤，居民用户使用的是国家已经明令淘汰的丰卜秤。多年来，人们一直期待测量准确、携带方便、价格低廉的便携式电子秤投放市场。木文设计了一种便携式电子秤，论述了仪器的工作原理，介绍了仪器的误差来源与误差分配，给出了仪器电路设计与软件流程，探讨了仪器的工程设计技术。针对电容式称重传感器非线性影响大的问题，提出并建立了电容式称重传感器的非线性影响模型与校正模型，为便携式电子秤的低成本准确称量奠定了理论基础。便携式电子秤主要由电源、称重传感器、单片机、键盘/开关、LCD显示器等部分构成。主要技术指标为:称量范围0^- lOkg;分度值O.Olkg; 精度等级m级;电源DC 1.5V。

关键字：电子秤，A T89C51, LCD

2：方案论证及选择：

2．1: 输入模块

方案一：采用独立式按键作为输入模块，其特点：直接用I/O口构成单个按键电路，接口电路配置灵活、软件结构简单，但是当键数较多时，占用I/O口较多；

方案二：采用矩阵式键盘作为输入电路，其特点：电路和软件稍复杂，但相比之下，当键数越多时越节约I/O口。

本设计使用键盘输入价格值，若采用独立按键，对数值进行递增递减需频繁按键，为软件设计增加负担，且操作界面不友好。若采用矩阵式按键，可以方便地输入一个价格值，节约了宝贵的I/O口资源。通过对比，故采用方案二作为系统输入模块。

2．2：显示模块

方案一：用LCD显示，液晶显示屏具有低耗电量，无辐射危险，以及影像不闪烁等优势，可视面积大，画面效果好，分辨率高，抗干扰能力强等特点。

方案二：采用LED数码管并行动态显示，电路简单，同样的功率驱动下，显示亮度不及静态显示，且占用I/O口较多。

综上所述，我们采用方案一使用了1602型号的的LCD进行显示，能显示出更多的重量值以及显示更大的总额从而扩大了称量范围。

3 系统硬件及功能：

3．1单片机控制电路功能及介绍

本设计中单片机控制电路是由AT89C51组成，它是一个低功耗，高性能CMOS 8位单片机，片内含4k Bytes ISP(In-system programmable)的可反复擦写1000次的Flash只读程序存储器，器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术制造，兼容标准MCS-51指令系统及80C51引脚结构，芯片内集成了通用8位中央处理器和ISP Flash存储单元，功能强大的微型计算机的AT89S51可为许多嵌入式控制应用系统提供高性价比的解决方案。

AT89C51具有如下特点：40个引脚，4k Bytes Flash片内程序存储器，128 bytes

的随机存取数据存储器（RAM），32个外部双向输入/输出（I/O）口，5个中断优先级2层中断嵌套中断，2个16位可编程定时计数器,2个全双工串行通信口，看门狗（WDT）电路，片内时钟振荡器。

图

此外，AT89S51设计和配置了振荡频率可为0Hz并可通过软件设置省电模式。空闲模式下，CPU暂停工作，而RAM定时计数器，串行口，外中断系统可继续工作，掉电模式冻结振荡器而保存RAM的数据，停止芯片其它功能直至外中断激活或硬件复位。同时该芯片还具有PDIP、TQFP和PLCC等三种封装形式，以适应不同产品的需求。

3．2 A/D转换

8 位 A/D 精度： 10Kg/1204=2.44g

考虑到其他部分所带来的干扰 ,12 位 A/D 无法满足系统精度要求。所以我们需要选择 14位或者精度更高的A/D。

方案一、逐次逼近型 A/D转换器，如：ADS7805、ADS7804等。

逐次逼近型 A/D转换，一般具有采样/保持功能。采样频率高，功耗比较低，是理想的高速、高精度、省电型 A/D 转换器件。

高精度逐次逼近型 A/D转换器一般都带有内部基准源和内部时钟，基于89C52构成的系统设计时仅需要外接几个电阻、电容。

但考虑到所转换的信号为一慢变信号，逐次逼近型 A/D转换器的快速的优点不能很好的发挥，且根据系统的要求，14位AD足以满足精度要求，太高的精度就反而浪费了系统资源。所以此方案并不是理想的选择。

方案二、双积分型 A/D转换器：如：ICL7135、ICL7109 ADC0808等。

双积分型 A/D转换器精度高，但速度较慢(如：ICL7135),具有精确的差分输入，输入阻抗

高，可自动调零，超量程信号，全部输出于TTL电平兼容。

双积分型 A/D转换器具有很强的抗干扰能力。对正负对称的工频干扰信号积分为零，所以对50HZ的工频干扰抑制能力较强，对高于工频干扰（例如噪声电压）已有良好的滤波作用。只要干扰电压的平均值为零，对输出就不产生影响。尤其对本系统，缓慢变化的压力信号，很容易受到工频信号的影响。故而采用双积分型A/D转换器可大大降低对滤波电路的要求。

作为电子秤，系统对 AD的转换速度要求并不高，精度上8位的AD足以满足要求。另外双积分型A/D转换器较强的抗干扰能力，和精确的差分输入，低廉的价格。综合的分析其优点和缺点，我们最终选择了ADC0808。

3．3 3×4键盘

3×4键盘采用扫描技术进行识别，处值是七个端口都是高电平，对各行进行扫描时，先令第一列全是低电平，若第一列为低电平就表示一行一列为选中即有键按下，若第二行为低电平即二行一列为选中即有键按下，以此类推就可以对所有的见进行编码了。

3.4 LCD显示