1、五邑大學(xué)信息工程學(xué)院課程設(shè)計報告課程名稱： 電子系統(tǒng)設(shè)計技術(shù)專業(yè)：_ 通信工程_班 級：AP10057AP10057 班學(xué)號：_1111_姓 名：_李紹杰指導(dǎo)教師：周開利設(shè)計時間：20132013 年 1 1 月 2 2 日評定成績：_2設(shè)計課題題目：電子秤一、設(shè)計任務(wù)與要求1.本次的課程設(shè)計任務(wù)是設(shè)計一個電子秤，首先我們來了解一下電子秤的基本的背景和設(shè)計意義。電子秤在很早以前就開始被被人們廣泛運用。它是一個現(xiàn)代化的稱重儀器，結(jié)合了計算機技術(shù)，信息處理，數(shù)字技術(shù)等等的很多的高科技技術(shù)。電子秤，屬于衡器的一種，是利用胡克定律或力的杠桿平衡原理測定物體質(zhì) 量的工具。電子秤主要由承重系統(tǒng)（如秤盤、秤

2、體）、傳力轉(zhuǎn)換系統(tǒng)（如杠 桿傳力系統(tǒng)、傳感器）和示值系統(tǒng)（如刻度盤、電子顯示儀表）3部分組成。按結(jié)構(gòu)原理可分為機械秤、電子秤、機電結(jié)合秤三大類。電子秤擁有許多過 去的簡單的機械化的稱重技術(shù)所沒有的優(yōu)點。例如，第一方面：電子秤的重量輕，體積小，容易攜帶，并且容易維修；第二方面：因為電子秤是運用了以單片機為中心控制單元，通過稱重傳感器進行模數(shù)轉(zhuǎn)換單元，再通過配合鍵盤、顯示電路及強大軟件來組成， 所以電子秤的準確率高，并且很快速，能夠讓人們很直觀地看到稱重的結(jié)果， 這樣更加深受人們的喜歡。第三方面：電子秤不僅僅只是客觀的物體，它通過了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。 然后通過前端

3、信號處理電路進行 準確的線性放大最后把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。這是一個很高端，很人性化的發(fā)展，能夠?qū)崿F(xiàn)人機的信息 轉(zhuǎn)換。第四方面：電子秤不再像過去的機械稱重器 那樣功能局限，如今的電 子秤更是能夠廣泛應(yīng)用在商業(yè)，工農(nóng)業(yè)，科技，交通等等很多方面。并且對 人們?nèi)粘Ｉ畹挠绊懺絹碓酱蟆ｋ娮映拥墓ぷ髟硪噪娮釉悍Q重傳感器，放大電路，AD轉(zhuǎn)換電路，單片機電路，顯示電路，鍵盤電路，通訊接口電路，穩(wěn)壓電源電路等電路組成。32.設(shè)計要求此次的課程設(shè)計要求設(shè)計并制作一款基于單片機的電子秤重系統(tǒng)。 本

4、課題的 主要設(shè)計任務(wù)如下所述：（1）系統(tǒng)可實現(xiàn)電子稱基本的稱重功能（稱重范圍為02Kg,重量誤差 不大于土O.OOIKg）【師要求的是9.99Kg的，但是由于ADC0809芯片只有8位即255個數(shù)字顯示，所以該做量程為2Kg的。】（2）系統(tǒng)超出最大測量范圍2Kg時應(yīng)有報警指示功能 （LED紅燈閃爍報 警提示、LCD會顯示超重的提示標語）二、課題分析與方案選擇2.1課題分析：設(shè)計課題是制作以單片機為控制系統(tǒng)的電子稱，該設(shè)計系統(tǒng)由應(yīng)變式電阻傳感器采集數(shù)據(jù)、經(jīng)由A/D對數(shù)據(jù)做出模數(shù)轉(zhuǎn)換、轉(zhuǎn)換后的數(shù)字量傳送給單片機、然后單片機對數(shù)據(jù)進行處理、最后用LCD液晶顯示出來物體的重量。2.2方案選擇：2.2.

5、1方案一：該設(shè)計方案的結(jié)構(gòu)原理圖如下所示：如上圖所示電路， 傳感器采集數(shù)據(jù)后經(jīng)由A/D轉(zhuǎn)換后再傳給單片 機最后給LCD液晶顯示。2.2.1方案二：結(jié)構(gòu)原理圖如下圖所示：超重報警提示4傳感器采 集數(shù)據(jù)放大電路|=A/D 轉(zhuǎn)換 數(shù)據(jù)單片機處理 數(shù)據(jù)LCD 顯示重量該設(shè)計方案中的放大電路目的是將傳感器采集的數(shù)據(jù)線性放大，然后再傳送給A/D芯片進行模數(shù)。這樣設(shè)計的優(yōu)勢是使傳感器采集的 數(shù)據(jù)經(jīng)由放大器將數(shù)據(jù)放大到合適A/D芯片的分辨率。還有，本系統(tǒng)的設(shè)計還有一個超重報警提示系統(tǒng)，提示用戶所測重量過大， 這樣可以避免傳感器因過重而毀壞。綜合上面兩個方案，最后選擇方案二。三、單元電路分析與設(shè)計3.1該設(shè)計系

6、統(tǒng)是以單片機STC89C52為控制芯片的電路，由七部分組成：電阻應(yīng)變式傳感器、信號放大系統(tǒng)、A/D轉(zhuǎn)換系統(tǒng)、CPU控制系統(tǒng)、超重提醒系 統(tǒng)、LCD顯示系統(tǒng)。其結(jié)構(gòu)原理如下圖所示：傳感器采n放犬電略二AD轉(zhuǎn)換n單片機處理數(shù)據(jù)LCD顯示重量53.2單元電路分析與設(shè)計3.2.1單片機控制電路的設(shè)計單片機正常工作是需要一定的條件的， 如單電源5V直流電壓、晶振電路等。本次的的設(shè)計中，CPU控制系統(tǒng)的設(shè)計如下圖所示：該電路包含復(fù)位電路、震蕩電路、P0口作為LCD的數(shù)據(jù)端口，P1口作為AD轉(zhuǎn)換后的信號輸入端口、P2口作為超重提示和LCD的控制端口、P3口作為AD的控制端口。3.3 A/D的轉(zhuǎn)換模塊根據(jù)AD

7、C0809芯片提供的時序圖我很設(shè)計電路的要求，設(shè)計如下圖所示:AL占A4 3IKJf_J2_3JS DLcral|EC F. IDEJTO_mnj辦D1-3 J 咖IflSUL6芯片工作頻率的計算:單片機的ALE管腳輸出的6分頻;D觸發(fā)器是2分頻;故:該電路的時鐘信號是由單片機的ALE口輸出的是大單片機晶振的6分頻輸入到74HC74的3管腳，經(jīng)過74HC74的后再4分頻，最后輸入到ADC0809芯片的10管腳的時鐘輸入端口，該時鐘頻率為460KHz。ADC0809芯片的數(shù)據(jù)輸出端與單片機的P1口連接。A/D芯片的分辨率：S=(5-0)/255=19.6mVADT111103122S275%42

8、5524t237223219201C1911 ia1217liif14 15廠|，GND|vce由于該芯片的輸入頻率最搞可以達到650KHZ；4 密3P3T4CC|aieCSC?二-5?151Q-73.4信號放大電路設(shè)計如下圖所示:8由于還沒有對傳感器進行數(shù)據(jù)采集，所以未能確定放大器的放大系數(shù)， 故設(shè)計了該放大電路。第一級放大系數(shù)：Au=1+R13/R12=1+100K/10K=11第二級放大系數(shù)：Au=1+R11/R10第二級的放大系數(shù)可以有多圈可調(diào)精密電阻調(diào)節(jié)得到。該電路是以LM324作為放大電路的運放芯片。放大器的第一級的放大系 數(shù)是11，放大器的第二級的方法級數(shù)是可調(diào)節(jié)的，總的放大系數(shù)

9、是兩級相乘 所得的乘積。3.5 LCD顯示電路設(shè)計如下圖所示：1602液晶也叫1602字符型液晶，它是一種專門用來顯示字母、數(shù)字、符號等的點陣型液晶模塊。它由若干個5X7或者5X11等點陣字符位組成,114工133114156二79pft匸121S3 24K13 ICCk啟，c c聊lay二PI9每個點陣字符位都可以顯示一個字符，每位之間有一個點距的間隔，每行10之間也有間隔，起到了字符間距和行間距的作用，正因為如此所以它不能 很好地顯示圖形（用自定義CGRA M顯示效果也不好）。1602LCD是指顯示的內(nèi)容為16X2,即可以顯示兩行，每行16個字符液晶模塊（顯示字符和數(shù)字）。四、總原理圖及元

10、器件清單1.總原理圖2.元件清單序號型號主要參數(shù)數(shù)量備注74hc7474HC741adc0809ADC08091Y1XTAL11.0592MHz1stc89c52STC89C521S2SW-PB1Im324LM3241!c!c114!1. 1匸-rrM*l2 2IE-.一祉aiaiu u卜三=n-ir if竺c M a V 11D1LED1C1瓷片電容30pF1C2瓷片電容30pF1C6瓷片電容1051C9瓷片電容100pF1R4電阻1k1R5電阻1k1R8電阻10k1R10方體電位器10k1R11方體電位器100k1R12電阻10k1R13電阻100k1R14電阻2001R21電阻1k1Rp

11、1臥式電位器10k1五、安裝與調(diào)試5.1制作步驟:設(shè)計與繪制原理圖$繪制 PCB 圖并打印0熱轉(zhuǎn)印與吊板焊接元器件測試電路板與調(diào)試5.2系統(tǒng)的調(diào)試a）用c語言編寫程序代碼；12b）把生成的HEX文件燒到單片機里；c）調(diào)試程序；在調(diào)試過程中，給電路板供電是，發(fā)現(xiàn)LCD只是顯示“WEIGH”的靜態(tài)顯示，而動態(tài)顯示部分則是亂碼的形式。故作以下設(shè)想：1、傳感器模塊不正常工作；2、放大器模塊不正常 工作；3、AD模塊不正常工作；4、代碼出錯；5、顯示模塊出錯；通過測試，設(shè)想的1、2、3都是正常工作的。則很有可能是代碼編 寫出錯。經(jīng)過檢驗和校對引腳的連接和ADC080芯片的時序圖，對編碼進行了一系列的修改

12、后，最后下載到單片機里還是不能夠正常工作。至 今都還沒有找到原因。程序代碼：#in clude#defi ne uchar un sig ned char#defi ne uint un sig ned intuchar shuju;sbit rs16=P2A2;sbit rw16=P2A3;sbit en 16=卩2八4;sbit adoe=P3A3;sbit adeoc=P3A4;sbit adsa=P3A5;sbit led=P2A。；void delay( uint z)uint x,y;for(x=z;x0;x_)for(y=110;y0;y-);13void write_com(u

13、char com)rs16=0;rw16=0;en 16=0;P0=com;dela y(5);en16=1;dela y(5);en 16=0;void write_date(uchar date)rs16=1;rw16=0;en 16=0;P0=date;dela y(5);en16=1;dela y(5);en 16=0;void init()uint num;uchar code table=WEIGHT;uchar code table2=0.000kg;14P1=0;en 16=0;led=0;write_com(0 x38);write_com(0 x0C);write_com(

14、0 x06);write_com(0 x01);write_com(0 x80+0 x04);for(num=0; num 6; nu m+)write_date(table num);dela y(5);write_com(0 x80+0 x45);for(num=0; num7;nu m+)write_date(table2 nu m);dela y(5);/*void write(uchar * str, uchar len gth)uchar i;for(i = 0; i len gth; i+)write_date(stri); */void AD()15uint num;uchar

15、 code table3=OVERWEIGHT!;P仁Oxff;adsa=0;adoe=0;adsa=1;delay(1);adsa=0;delay(50);if(adeoc=1)adoe=1;delay(20);adoe=0;delay(10);shuju=P1;/*if(shuju!=0)led=1;*/shuju=0 xc8;if(shuju=0 xc8)uint t;for(t=0;t+;t6)led=1;delay(500);led=0;16write_com(0 x80+0 x01);for(num=0; num 14; nu m+)write_date(table3 nu m);

16、dela y(5);/void write_shuju(uchar add,uchar shu)write_com(0 x80+0 x45+add);write_date(shu);void display( uint v)/uint num;uchar a,b,c,d;un sig ned int tmp=v;/ uchar code table2=a,b,c,d,g; a=tmp/1000;write_shuju(O,a);b=tmp%1000/100;write_shuju(2,b);c=tmp%1000%100/10;write_shuju(3,c);d=tmp%1000%100%10

17、/10;17write_shuju(4,d);/*for( num=0; num 5; nu m+)write_date(table2 nu m);dela y(5); */void mai n()in it();dela y(5);AD();display(shuju);while(1);5.3實物圖片1819六、性能測試與分析通過安裝和多次的調(diào)試，在確定電路板和各個芯片都沒有掃壞的情況下， 還是沒 有可以使電路正常工作。我個人覺得是代碼上除了問題，可是自己又不可以正確 調(diào)試出來。在以后的學(xué)習(xí)中，我還是要在編寫程序這個方面放多下點功夫。七、結(jié)論與心得通過這次的課程設(shè)計，我知道我自己還有很多的知識要學(xué)習(xí)和鞏固的。特別是編寫程序代碼上我還有很多知識要去學(xué)習(xí)的。在這次的課程設(shè)計中，