基于單片機(jī)電子秤硬件電路設(shè)計依據(jù)設(shè)計要求與設(shè)計思路，此電路由一塊AT89S52、按鍵輸入電路、時鐘電路、復(fù)位電路、LCD、LCD、12LCD、蜂鳴器電路。1616個按LCD顯示器段碼驅(qū)單路10LCD顯示器電片路LCD顯示機(jī)器位碼驅(qū)3.1〕，稱重傳感器在受到壓力或拉力時會產(chǎn)生電信號，受到不同壓力或拉力是產(chǎn)生的電信號也隨著變化，而且力與電信號的關(guān)系一般為線性關(guān)系。由于稱重傳感器一般的輸出范圍為 0～20mV，對A/D轉(zhuǎn)換或單片機(jī)的工作參數(shù)來說不能使 A/D轉(zhuǎn)換和單片機(jī)正常工作，所以需要對輸出的信號進(jìn)展放大。由于傳感器輸出的為模擬信號，所以需要對其進(jìn)展 A/D轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號以便單片機(jī)接收。單片機(jī)依據(jù)稱重傳感器輸出的電信號和速1/22度傳感器輸出的速度信號計算出物體的重量。AT89C52成、電源電路、數(shù)據(jù)采集、人-機(jī)交換電路等。AT89S523.1.1AT89S52單片機(jī)承受MCS-51系列單片機(jī)。由ATMEL公司生產(chǎn)的AT89S52是一種低功耗、高性能CMOS8位微掌握器，具有8K在系統(tǒng)可編程Flash存儲器。使用Atmel80C51產(chǎn)品指令和引腳完全兼容。在單芯片上，擁有靈活的8位CPU和在線系統(tǒng)可編程Flash，使得AT89S52為眾多嵌入式掌握應(yīng)用系統(tǒng)供給高敏捷、有效的解決方案。AT89S52具有以下標(biāo)準(zhǔn)功能：8k字節(jié)Flash，256字節(jié)RAM，32位I/O口線，看門狗定時器，2個數(shù)據(jù)指針，三個16位定時器/計數(shù)器，一個6向量2級中斷構(gòu)造，全雙工串行口，片內(nèi)晶振準(zhǔn)時鐘電路?？臻e模式下，CPU停頓工作，允許RAM、定時器/計數(shù)器、串口、中斷連續(xù)工作。掉電保護(hù)方式下，RAM內(nèi)容被保存，振蕩器被凍結(jié)，單片機(jī)一切工作停頓，直到下一個中斷或硬件復(fù)位為止。而且，它還具有一個看門狗<WDT〕定時/計數(shù)器，假設(shè)程序沒有正常工作，就會強(qiáng)制整個系統(tǒng)復(fù)位，還可以在程序陷入死循環(huán)的時候，讓單片機(jī)復(fù)位而不用整個系統(tǒng)斷電，從而保護(hù)你的硬件電路。AT89S52有40個引腳，32個外部雙向輸入/輸出<I/O〕端口，同時內(nèi)含2個外中斷口，2個16位可編程定時計數(shù)器,2個全雙工串行通信口，片上Flash允許Flash存儲器結(jié)合在一起，特別是可反復(fù)擦寫的Flash存儲器可有效地降低開發(fā)本錢。其芯片引腳圖如上圖所示。2/22圖3.2AT89S52引腳圖3.1.2.單片機(jī)管腳說明GND：接地。P0口：P0口為一個8位漏級開路雙向I/O口，每腳可吸取8TTL門流。當(dāng)P1口1時，被定義為高阻輸入。P0能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲器，它可以被定義為數(shù)據(jù)/地址的第八位。在FIASH編程時，P0FIASH進(jìn)展校驗時，P0輸出原碼，此時P0外部必需被拉高。P1口：P1口是一個內(nèi)部供給上拉電阻的8位雙向I/O口，P1口緩沖器能接收4TTL門電流。P1口管腳寫入1后，被內(nèi)部上拉為高，可用作輸入，P1口被外FLASH編程和校驗時，P1口作為第八位地址接收。P2口：P2口為一個內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口，P2口緩沖器可接收，輸門電流，當(dāng)P2口被寫“1”時，其管腳被內(nèi)部上拉電阻拉高，且作為輸入。并因此作為輸入時，P2口的管腳被外部拉低，將輸出電流。這是由于內(nèi)部3/22上拉的原因。P2口當(dāng)用于外部程序存儲器或16位地址外部數(shù)據(jù)存儲器進(jìn)展存取口輸出地址的高八位。在給出地址“1”時，它利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢，當(dāng)對外部八位地址數(shù)據(jù)存儲器進(jìn)展讀寫時，P2口輸出其特別功能存放器的內(nèi)容。P2口在FLASH編程和校驗時接收高八位地址信號和掌握信號。P3口：P3口管腳是8個帶內(nèi)部上拉電阻的雙向I/O口，可接收輸出4個TTL門電流。當(dāng)P3口寫入“1”后，它們被內(nèi)部上拉為高電平，并用作輸入。作為輸入，由于外部下拉為低電平，P3口將輸出電流<ILL〕這是由于上拉的原因。P3口也可作為AT89S52的一些特別功能口，如下表所示：P3口引腳表3.1P3.0口引腳功能表其次功能P3.0RXD<串行口輸入〕P3.1TXD<串行口輸出〕P3.2INT0<外部中斷0輸入〕P3.3INT1<外部中斷1輸入〕P3.4T0<定時器0外部脈沖輸入〕P3.5T1<定時器1外部脈沖輸入〕P3.6WR<外部數(shù)據(jù)存儲器寫脈沖輸出〕P3.7RD<外部數(shù)據(jù)存儲器讀脈沖輸出〕P3口同時為閃耀編程和編程校驗接收一些掌握信號。復(fù)位輸入。當(dāng)振蕩器復(fù)位器件時，要保持RST腳兩個機(jī)器周期的高電尋常間。ALE/PROG：當(dāng)訪問外部存儲器時，地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的地位字節(jié)。在FLASH編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。在尋常，ALE端以1/6。因此它可用作對外部輸出的脈沖或用于定時目的。然而要留意的是：每當(dāng)用作外部數(shù)據(jù)存儲器時，將跳過一個ALE脈沖。如想制止ALE的輸出可在SFR8EH地址上置0。此時，ALE只有在執(zhí)行MOVX，MOVC指令是ALE才起作用。另外，該引腳被略微拉高。假設(shè)微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài)ALE制止，置位無效。4/22外部程序存儲器的選通信號。在由外部程序存儲器取指期間，每個機(jī)器周期兩次/PSEN有效。但在訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時，這兩次有效的/PSEN信號將不消滅。/EA/VPP：當(dāng)/EA保持低電尋常，則在此期間外部程序存儲器<0000H-FFFFH〕，不管是否有內(nèi)部程序存儲器。留意加密方式1時，/EA將內(nèi)部鎖定為/EA端保持高電尋常，此間內(nèi)部程序存儲器。在FLASH編程期間，此引腳也用于施加12V編程電源<VPP〕。反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時鐘工作電路的輸入。XTAL2：來自反向振蕩器的輸出。3.1.3AT89S52AT89S52使單片機(jī)的片內(nèi)電路初始化，使單片機(jī)從一種確定的初態(tài)開頭運行。就構(gòu)成了自激振蕩器并產(chǎn)生振蕩時鐘脈沖。RST(RESET>2RST上電或開關(guān)復(fù)位。上電復(fù)位要求接通電源后，自動實現(xiàn)復(fù)位操作。PC＝0000H，0000H行。系統(tǒng)復(fù)位是任何微機(jī)系統(tǒng)執(zhí)行的第一步，使整個掌握芯片回到默認(rèn)的硬件狀態(tài)下。51單片機(jī)的復(fù)位是由RESET引腳來掌握的，此引腳與高電平相接超過EA5/22電平則執(zhí)行芯片內(nèi)部的程序代碼，假設(shè)為低電平便會執(zhí)行外部程序。電源電路設(shè)計依據(jù)設(shè)計需要，本系統(tǒng)中需要設(shè)計兩種不同級別的電源，即傳感器需要5V使系統(tǒng)穩(wěn)定工作，提高產(chǎn)品的性價比，電源電路的設(shè)計打算承受如下方案：U9LM7805+5U10LM79051DD11VinDNVout31VinDNVout3TU8LM7812+12vGGJ2FUSE142220μFBRIDGEC1C4104μFD1LED1VinDNGVout322C71MFC13R111MFC13R1110K2C5104μFC6104μF104μF2

TRANS111T2FUSE2DD2U9VinDNGLM7805Vout+53Q?COMPONENT_23VoutDNGVin1C8C91J2MFC2U8VinDNGLM7812Vout3+12VC12D21220μF222104μFBRIDGELEDR1110KC10104μFC11104μF104μF~220TRANS223.3電源電路圖220V的溝通電經(jīng)過變壓器后輸出15V的電壓，經(jīng)整流濾波電路后，通過LM7905DC/DC＋12V+5V、-5VMFC3.3數(shù)據(jù)采集局部電路設(shè)計A/D口電路。傳感器和其外圍以及放大電路設(shè)計感器首先要考慮傳感器所處的實際工作環(huán)境，這點對正確使用傳感器至關(guān)重6/22的關(guān)鍵環(huán)節(jié)?；菟沟请姌蚓哂泻芏鄡?yōu)點，如可以抑制溫度變化的影響，可以抑制側(cè)向力干NS-TH120Kg，該稱重傳感器均承受全橋式等臂電橋。mV的抗干擾力量，在傳感器外圍電路的設(shè)計過程中，增加了由一般運放設(shè)計的差動放大器增益調(diào)整電阻Rg選用10K電阻，是為了滿足系統(tǒng)抗干擾的要求而設(shè)3.2R11

+10V

RP112K R1514KR12

+ R3A210K

R420K5K LM324 -+- R1V1

R220K

-A4 U02.5V R1612K

R4 +R2K 10K41KR14

R1713K

- R3A3 10K+ R420K-+R132K3.2這是一個電阻應(yīng)變片式稱重傳感器，將電阻應(yīng)變片貼在金屬的彈性體<即力敏感器〕上，并連接成一差動全橋電路。電阻應(yīng)變片實心軸沿軸向線應(yīng)變?yōu)椋?lt;3-1〕實心軸沿圓周向線應(yīng)變?yōu)椋?/22<3-2〕金屬材料的電阻相對變化公式為：(3-3>3-1、3-13-3(3-4>E在電阻的兩側(cè)都參加應(yīng)變片，則其輸出為(3-5>SP20C-G501 的輸出電壓為1-5V相應(yīng)壓力為1-50KPa。供電電流變動會直接影響傳感器的輸出電壓，因此期望電流變動要小。此外，增大聲力量減弱；電流過大，會使傳感器發(fā)熱等，將對傳感器特性影響加大。因此在電路中使用1mA的驅(qū)動電流。即使用的電流為 1mA左右。電路中，承受通用運算放大器 LM324，由穩(wěn)態(tài)二極管VS供給2.5V的輸出電壓經(jīng)電阻R和R2 3

分壓得到基準(zhǔn)電壓，作為運放 A1

輸入電壓，并供給1mA的電流。傳感器的驅(qū)動電流流過基準(zhǔn)電阻 壓。

，其上的壓降等于輸入電4R和R13

為失調(diào)電壓的溫度補償電阻，阻值選擇 500k -1.5M 。輸入承受高輸入阻抗的差動輸入方式，再有差動放大器電路進(jìn)展放大，輸

2

RP用于失調(diào)電壓的調(diào)， 1整，調(diào)整時，壓力為時輸出電壓為1VRP20Kg的力時，輸出電壓為5V

，當(dāng)壓力為到達(dá)1而有式(3-5>得三運放放大電路的輸出信號與輸入信號的關(guān)系式為：(3-6>通過上式可以看出，放大系數(shù)為8/22(3-7>代入數(shù)值可以計算出，其放大系數(shù)在70～150之間，完全符合設(shè)計要求。有(3-6>可以得到電橋輸入電壓U與被測重量x成正比，即0<3-8〕式中： ——電橋的電源電壓——傳感器系數(shù)A/DAT89S52Device12A/DA/D25us，0.05%，所以適合于高精度的快速轉(zhuǎn)換采樣系統(tǒng)。芯片內(nèi)部包含微處理器借口規(guī)律<有三態(tài)輸出緩16CMOSTTLAD57428裝，其引腳圖如下:3.5AD574CE：片啟動信號。9/22/CS：片選信號。當(dāng)/CS=0，CE=1同時滿足時，AD574才處于工作狀態(tài)，否則工作被制止。R/-C：讀數(shù)據(jù)/轉(zhuǎn)換掌握信號。12/-8：數(shù)據(jù)輸出格式選擇掌握信號。當(dāng)其為高電尋常，對應(yīng)12位并行輸出；為低電尋常，對應(yīng)8位輸出。A0=0，12A/DA0=1，8，A0=08A0=1440，4輸出信號有：A/D，STSA/D換完畢時為低電平。則可以利用此線驅(qū)動一信號二極管的亮滅，從而表示是否A/D其它管腳功能如下：10V20VAGND。DB11~DB0：12REFOUT：10VREFIN：內(nèi)部解碼網(wǎng)絡(luò)所需參考電壓輸入端。BIPOFF0輸入時調(diào)整數(shù)字輸0；接模擬地。接數(shù)字地。12AD574單片機(jī)的接口方案有兩種，一種是單極性接法，可實現(xiàn)輸入信號0～10V或者-5～+5V-10～+10V之間轉(zhuǎn)換。我們承受單極性接法，電路接線圖如以下圖3-4所示:10/223.6AD574AT89S52CE/RD/WRAD574CE4P012/-8、R/-C自單片機(jī)的掌握信號經(jīng)74LS373鎖存后再接入。CPU可承受中斷、查詢或者程序延時等方式讀取AD574的轉(zhuǎn)換結(jié)果，本設(shè)計承受中斷方式，則將轉(zhuǎn)換完畢狀STSP3.2<外部中斷/INT0〕。其工作過程如下：A.當(dāng)單片機(jī)執(zhí)行對外部數(shù)據(jù)存儲器的寫指令，并使CE=1，/CS=0R/-12A/DP3.2STS示轉(zhuǎn)換完畢。轉(zhuǎn)換完畢后，單片機(jī)通過分兩次讀外部數(shù)據(jù)存儲器操作，讀取1211/22位的轉(zhuǎn)換結(jié)果數(shù)據(jù)。8CE=1，/CS=0，R/-4測量算法A/DDx<3-9〕式中：S——XU數(shù)〕K——放大器的放大倍數(shù)——A/D——A/DXNx表示1<3-10〕將式<3-10〕代入<3-9〕得<3-11〕由上式可見只要滿足以下條件<3-12〕A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果D與被測量x的數(shù)值N相等，即D=N，在這種狀況下將A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果作為被測量的數(shù)值傳送到顯示器顯示出來。顯示電路與AT89S52單片機(jī)接口電路設(shè)計顯示電路論證中，本設(shè)計承受是LCD顯示。在LCDDC發(fā)生劣化。液晶驅(qū)動方式包括靜態(tài)驅(qū)動、動態(tài)驅(qū)動等驅(qū)動方式。<1> 靜 態(tài) 驅(qū) 全部的段都有獨立的驅(qū)動電路，表示段電極與公共電極之間連續(xù)施加電壓 。 它 適 合 于 簡12/22

單 控 制 的 LCD 。<2> 多 路 驅(qū) 動 方 構(gòu)成矩陣電極，公共端數(shù)為n，依據(jù)1/n的時序分別依次驅(qū)動公共端，與該驅(qū)動時序相對應(yīng)，對全部的段信號電極作選擇驅(qū)動。這種方式適合于比較復(fù)雜 控 制 的 LCD 在多路驅(qū)動方式中，像素可分為選擇點、半選擇點和非選擇點。為了提高顯示的比照度和降低串?dāng)_，應(yīng)合理選擇占空比<duty〕和偏壓(bias>。LCDONOFF如 下Vo:LCD 驅(qū) 動 N: 占 空 比a: 偏 壓

：壓(1/N>(1/a>比應(yīng)用，它在各段數(shù)據(jù)輸出時，將數(shù)據(jù)反轉(zhuǎn)。幀反轉(zhuǎn)驅(qū)動適合于高占空比應(yīng)用，它在各幀輸出時，將數(shù)據(jù)反轉(zhuǎn)。(FRC〕和脈寬調(diào)制多灰度和彩色掌握。而脈寬調(diào)制是通過轉(zhuǎn)變段輸出信號脈寬，掌握輸出信號的有效值，來實現(xiàn)多灰度和彩色控制。3.7所示。13/223.7鍵盤電路與AT89S52單片機(jī)接口電路設(shè)計矩陣式鍵盤的構(gòu)造與工作原理： 在鍵盤中按鍵數(shù)量較多時，為了削減I/O口的占用，通常將按鍵排列成矩陣形式。在矩陣式鍵盤中，每條水平線和垂直線在穿插處不直接連通，而是通過一個按鍵加以連接。這樣，一個端口<如P1口〕就可以構(gòu)成4*4=16個按鍵，比之直接將端口線用于鍵盤多出了一倍，加一條線就可以構(gòu)成20鍵的鍵盤，而直接用端口線則只能多出一鍵<9鍵〕。由此可見，在需要的鍵數(shù)比較多時，承受矩陣法來做鍵盤是合理的?！靶袙呙璺ā薄Ｐ袙呙璺ㄐ袙呙璺ㄓ址Q為逐行<或列〕掃描查詢法，是一種最常用的按鍵識別方法，如上圖所示鍵盤，介紹過程如下。推斷鍵盤中有無鍵按下將全Y0-Y3置低電平，然后檢測列線的狀態(tài)。只要有一列的電平為低，則表44鍵之中。假設(shè)全部列線均為高電平，則鍵盤中無鍵按下。推斷閉合鍵所在的位置在確認(rèn)有鍵按下后，即可進(jìn)入確定具體閉合鍵的過程。其方法是：依次將行線14/222 3 4置為低電平，即在置某根行線為低電平時，其它線為高電平。在確定某根行線位置為低電平后，再逐行檢測各列線的電平狀態(tài)。假設(shè)某列為低，則該列線與置為低電平的行線穿插處的按鍵就是閉合的按鍵。在本系統(tǒng)中鍵盤承受矩陣式鍵盤并承受中斷工作方式。鍵盤為 4 X4鍵盤，包括0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、十個數(shù)字及確認(rèn)和去除鍵。承受中斷工作方式提高了CPU的利用效率，沒鍵按下時沒有中斷懇求，有鍵按下時，向CPU提出中斷懇求，CPU響應(yīng)后執(zhí)行中斷效勞程序，在中斷程序中才對鍵盤進(jìn)展掃描。以下圖就是鍵盤電路與AT89S52單片機(jī)接口電路圖。U21VCCR3

4&1K

2AND

AT89S5231212345678393837363534333231212345678393837363534333217161330P00P01P02P03P04P05P06P07RDWRINT1ALE/P

P20 21P21 22P22 23P23 24P24 25P25 26P26 27P27 28PSEN 29T0 14T1 15EA/VP 31TXD 11RESET 9RXD 10X1 19X2 183.8AT89S5215/22報警電路的設(shè)計+5V+5VQ1P2.6R15300D1PNPLEDLS1SPEAKER3.9當(dāng)電路檢測到稱重的物體超過儀器的測量限制時，將產(chǎn)生一個信號給報警3.9<5Kg〕，通過程序P2.6SPEAKERLED實現(xiàn)主要靠程序來完成，在此不再贅述。驟和方法。其步驟可概括為以下三點：理的計算方法及適當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)構(gòu)造，從而確定編寫程序的步驟。這是能否編制出高質(zhì)量程序的關(guān)鍵。削減出錯的可能性。⑶編寫程序：依據(jù)程序框圖所表示的算法和步驟，選用適當(dāng)?shù)闹噶钆帕衅?6/22來，構(gòu)成一個有機(jī)的整體，即程序。程序數(shù)據(jù)的一種抱負(fù)方法是構(gòu)造化程序設(shè)計方法。構(gòu)造化程序設(shè)計是對利和延時程序等組成。主程序設(shè)計4.1系統(tǒng)主程序流程圖系統(tǒng)上電后，初始化程序?qū)?RAM的30H～5FH內(nèi)存單元清零，P2.617/22引腳置成低電平，防止誤報警。主程序模塊主要完成編程芯片的初始化及按需要調(diào)用各模塊<子程序〕，在5Kg5Kg4.1所示。子程序設(shè)計系統(tǒng)子程序主要包括A/D轉(zhuǎn)換啟動及數(shù)據(jù)讀取程序設(shè)計、鍵盤輸入