多功能电子秤设计毕业设计

多功能电子秤设计毕业设计内容摘要：

采用方案一可以达到设计要求，而且能够达到一目了然的效果。 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，简单可行，可以采用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。 由此设计出的重量测量系统，硬件部分简单，接口电路易于实现，并且在编程时大大减少程序量，在电路结构上只有简单的输出输入关系。 缺点是：硬件部分简单，虽然可以实现基本的称重功能，但是不能实现外部数据的输入，无法根据实际情况灵活地设定各种控制参数。 由于数码管重庆理工大学毕业论文 摘要 14 只能实现简单的数字和英文字符的显示，不能显示汉字以及其他的复杂字符，不能达到显示购物清单的要求。 又因为采用了具有模数转换功能的单片机，系统电路过于简单 ，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，尤其在显示方面采用具有字符图文显示功能的 LCD1602 显示器。 LCD1602由若干个 5X7 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能力 ，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行处理并根据相应的数据关系译码显示出被测物体的重量。 单片机控制适合于功能比较简单的控制系统 ,而且其具有成本低 ,功耗低 ,体积小，算术运算功能强 ,技术成熟等优点。 方案三 采用现场可编程门阵列 (FPGA)为控制核心，利用 EDA软件编程，下载烧制实现。 系统集成于一片 Xilinx 公司的 SpartanⅡ系列 XC2S100E 芯片上，体积大大减小、逻辑单元灵活、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。 采用 FPGA 测频测量精度高，测量频率范围大，而且编程灵活、调试方便，设计要求的精度较高，所以要求系统的稳定性要好，抗干扰能力要强。 FPGA 的逻辑容量密度大，集成度高，可大大减少印刷电路重庆理工大学毕业论文 摘要 15 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可靠性。 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体现。 其主要在 PC机接口卡的总线接口、程控交换机的信号处理与接口、雷达声纳系统的成像控制与数字处理、数 控机床的测试系统等方面有广泛应用。 因为 LCD1602 是采用并口传输，速度快，且显示字母和数字比较方便，控制简单，成本较低， 鉴于本设计并不太复杂，单片机完全能实现所需功能，所以在具体设计时，可以采用第二种设计方案， 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。 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行了相应的阐述。 通过以上方案的分析和比较，根据设计任务的要求选出了最适用，最经济，最简单的硬件模块。 再结合设计方案总体结构图，只需要 对各个方案的思路进行规划与完善，则可以实现本次设计的要求。 重庆理工大学毕业论文 摘要 16 3 硬件电路的设计 硬件设计是整体系统设计的基础，需要从系统的实用性、稳定性和软件编程的可实现性出发，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行逐个的介绍和分析。 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，分辨力和灵敏度高，精度较高，对复杂环境适应能力强；在转换模块方面，才用 A/D 芯片 ADC0808 进行转换， ADC0808 是 8 位 AD 芯片；在显示方面，采用 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行显示和调节。 在控制方面，采用 4*4 按键的形式进行功能的调节以及去皮、清零、返回、累计等功能的选择。 STC89C52 芯片概述 STC89C52 是 STC 公司生产的一种低功耗、高性能 CMOS8 位微控制器，具有 8K 在系统可编程 Flash 存储器。 STC89C52 使用经典的MCS51 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，拥有灵巧的 8 位 CPU 和在系统可编程 Flash，使得 STC89C52 为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、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 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 级中断结构（兼容传统 51 的 5 向量 2 级中断结构），全双工串行口。 另外 STC89C52可降至 0Hz 静态逻辑操作，支持 2 种软件可选择节电模式。 空闲模式下， CPU 停止工作 ,允许 RAM、定时器 /计数器、串口、中断继续工作。 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 17 停止，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。 1. 增强型 8051 单片机， 6 时钟 /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.[2] ： ～ （ 5V 单片机） /～ （ 3V 单片机） ： 0～ 40MHz，相当于普通 8051 的 0～ 80MHz，实际工作频率可达 48MHz 8K 字节 512 字节 RAM 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。 （在系统可编程） /IAP（在应用可编程），无需专用编程图 33 STC89C52 单片机引脚图 重庆理工大学毕业论文 摘要 18 器，无需专用仿真器，可通过串口（ RxD/,TxD/）直接下载用户程序，数秒即可完成一片 EEPROM 功能 3 个 16 位定时器 /计数器。 即定时器 T0、 T T2 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 （ UART），还可用定时器软件实现多个 UART ： 40～ +85℃（工业级） /0～ 75℃（商业级） 封装 重量测量模块的设计 本模块采用的是电阻应变式压力传感器 HL8 型，具有精度高、易加工、结构简单紧凑、抗偏载能力强、固有频率高等特点。 图 34 传感器的受力工作原理 重庆理工大学毕业论文 摘要 19 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 35 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。 键盘接口电路的设计 键盘模块集成了 16 个按键，按键加入了 限流电阻和防止图 313 4*4 矩阵键盘 图 35 电阻应变片全桥测量电路 重庆理工大学毕业论文 摘要 20 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 0~9，功能键去皮、清零、返回、累计， 2 个备用键，通过键盘按键对 STC89C52单片机输入按键。