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基于单片机的简易电子秤的设计 - 图文

来源:用户分享 时间:2025/7/26 16:23:13 本文由loading 分享 下载这篇文档手机版
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2 总体方案设计

以INA128为例,引脚图如3-3所示:

图2-4 INA128引脚图

放大器增益G=1+50k/Rg,通过改变Rg的大小来改变放大器的增益。因为放大的倍数是500,所以大致选用100欧姆的电阻就可以了。

基于以上分析,采用专用仪表放大器能跟好的满足要求,我最终选择了INA128。

2.5 模数转换器的方案

称重传感器采集的压力信号是模拟量,单片机系统内部运算时用的都是数字量,即0和1,因此对于单片机而言我们无法直接操作模拟量,必须将模拟量转换为数字量。这就需要在单片机前段加上模数转换器,模数转换器就是将输入的模拟信号转换成数字信号。而模数转换器的数字信号提供给微处理器处理。

现在模数转换的基本方法有十几种,常用的有计数法、逐次比较法、双斜积分法和并行转换法。由于逐次比较法模数转换具有速度快、分辨率高等特点,而且采用这种方法的ADC芯片成本较低,所以我们选用逐次比较型模数转换集成芯片ADC0832,ADC0832 是美国国家半导体公司生产的一种8 位分辨率、双通道模数转换芯片,其输入输出电平与TTL/CMOS相兼容,电源供电时输入电压在0~5V之间,工作频率为250KHZ转换时间为32μS,一般功耗仅为15mW;由于它体积小,兼容性,性价比高而深受单片机爱好者及企业欢迎,其目前已经有很高的普及率。图3-4为AD0832双列直插式封装引脚图。

图2-5 ADC0832引脚图

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湖北科技学院学士学位论文

2.6 键盘部分的方案

键盘部分有两个可行的方案,第一是采用3×4的矩阵键盘结构的键盘接口电路,第二是采用4×4的矩阵键盘结构的键盘接口电路[15]。

由于电子秤需要设置单价(十个数字键),还具有确认、清零等功能,总共需设置13个键(包括一个复位键),其中复位可以单独拿出来。所以我们采用3×4的矩阵键盘结构的键盘接口电路。3×4矩阵式键盘的特点是把检测线分成两组,一组为行线,一组列线,按键放在行线和列线的交叉点上。图2-6给出了一个3×4的矩阵键盘结构的键盘接口电路,图中的每一个按键都通过不同的行线和列线与主机相连这。3×4矩阵式键盘共可以安装12个键,但只需要7条测试线。

图2-6 3×4矩阵式键盘图

2.7 显示部分的方案

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。数据显示部分可以有以下两种方案供选择:一是 LED数码管显示,二是LCD液晶。LED显示每一个数码管只能显示一个数字,电子秤系统需要许多数码管,会使线路变得复杂化。LCD液晶显示器是一种极低功耗显示器,其能够多行显示,并且能够显示汉字或英文字母,应用于电子秤中能够更人性化,更容易操作。所以最终选择了两行显示的LCD1602,LCD1602的引脚图如2-7所示。

图2-7 液晶显示器LCD1602

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2 总体方案设计

2.8 过载报警部分的方案

智能仪器一般都具有报警和通讯功能,报警主要用于系统运行出错、当测量的数据超过仪表量程或者是超过用户设置的上下限时为提醒用户而设置。在本系统中,设置报警的目的就是在超出电子秤测量范围时,发出声光报警信号,提示用户,防止损坏仪器。

超限报警电路是由单片机的I/O口来控制的,当称重物体重量超过系统设计所允许的重量时,通过程序使单片机的I/O值为高电平,从而三极管导通,使蜂鸣器SPEAKER发出报警声,同时使二极管发光。

Equation Chapter (Next) Section 1 7

湖北科技学院学士学位论文

3 电子秤的硬件设计

3.1 系统设计的总体思路

物体放在压力传感器上,传感器发生形变,阻抗就发生变化,产生一个变化的模拟信号,该信号需要有放大电路放大后输入到模数转换器,转换为数字信号后输入到微处理器处理。微处理器根据键盘命令以及程序将结果输出到显示器,直到显示结果。如下图所示3-1所示。

压 力 传感器 放大电路 模数转换 微处理器 键 盘 LCD显示

图3-1 硬件设计的总体思路

3.2 单片机AT89C51最小系统

AT89C51是一种带4K字节FLASH存储器的低电压、高性能CMOS 8位微处理器,128字节RAM,32个双向I/O 口线,两个16位定时器/计数器,5个中断源,一个全双工串行通信口,片内振荡器及时钟电路。同时,AT89C51可降至0Hz的静态逻辑操作,并支持两种软件可选的节电工作模式。空闲方式停止CPU的工作,但允许RAM,定时/计数器,串行通信口及中断系统继续工作。掉电方式保存RAM中的内容,但振荡器停止工作并禁止其它所有部件工作直到下一个硬件复位。

AT89C51的P0口为一个8位漏级开路双向I/O口,P1、P2和P3口是一个内部提供上拉电阻的8位双向I/O口,同时P3口还作为AT89C51的一些特殊功能口[16]。

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