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毕业设计说明书题目: 基于单片机的称重控制系统设计
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摘要
由于称重器具在商业贸易中的重要作用，称重技术的发展一直都受到人们的关注。本文设计实现了一种新型的多功能电子称重系统，该系统采用了最为常见的C51系列单片机STC89C52作为主控芯片，系统可以准确称量待测物的质量，使用者设置好单价后，系统还能自动地计算总价并可以把测量结果直观地显示在液晶屏幕上，同时本系统还具有超量程自动报警功能。另外本系统还扩展了电子万年历和电子温度计的功能，使得系统更加实用。本文论述了课题提出的背景，系统方案确定的依据以及系统具体硬件电路的设计方案和软件编程的基本思路，最后针对系统的测试结果进行了分析。
关键词：电子称重系统；单片机；称重传感器；A/D转换；时间和温度；人机交互
Title Design of weighing control System Based On MCU
ABSTRACT
Due to the important role of weighing apparatus in the trade, development of
weighing technology has been paid close attention to by people. This paper presents
a new type of multifunctional electronic weighing system .This design is based on the
most common C51 series microcontroller STC89C52 as a control core, it realized the
basic functions of electronic scales. This design can acquisition quality accurately,
display test data intuitively, set the price for diffident things and automatic alarm
when it is over range. At the same time, the system also extends the function of electronic calendar and the thermometer, making the system more intelligent and practical. This paper discusses the background of the subject,how the system scheme
is determined, design of the hardware circuit system and software programming. At the
end of the paper, the system test results were analyzed.
Key Words Electronic scale; single chip microcomputer; sensor; A/D conversion;
human-computer interaction; time and temperature
目录
摘要......................................................................... II ABSTRACT .................................................................... III 第1章前言 (1)
1.1选择课题的背景和意义 (1)
1.2电子秤的现状及未来的发展趋势 (1)
1.3设计的主要任务 (2)
第2章系统方案设计 (3)
2.1系统总体构想及其工作原理 (3)
2.2系统方案的确定 (3)
2.3各个模块选型的分析 (5)
第3章系统硬件电路的设计 (15)
3.1MCU的最小系统电路设计 (15)
3.2称重传感器和A/D转换芯片HX711的电路设计 (15)
3.3数据输入模块的电路设计 (16)
3.4液晶显示模块的电路设计 (16)
3.5报警模块的电路设计 (17)
3.6时钟模块和温度模块的电路设计 (17)
第4章系统软件部分的设计 (18)
4.1编程语言和开发工具的选择 (18)
4.1.1 编程语言的选择 (18)
4.1.2软件开发环境的选择 (18)
4.2程序设计的总体思路 (18)
4.3各个模块程序设计说明 (20)
4.3.1 键盘扫描程序 (20)
4.3.2 A/D转换程序设计 (20)
4.3.3LCD显示程序设计 (21)
4.3.4 报警模块程序设计 (22)
4.3.5 时钟模块程序设计 (22)
4.3.6温度模块程序设计 (22)
4.4小结 (23)
第5章系统整体校调 (24)
5.1调试方法和步骤 (24)
5.2调试过程中出现的问题及其解决方法 (25)
5.3调试结果 (25)
第6章讨论与展望 (27)
6.1结论 (27)
6.2系统需改进的地方 (27)
致谢 (28)
参考文献 (29)
附录（部分源程序） (28)
第1章前言
1.1 选择课题的背景和意义
称重技术自古历来都受到人们的特别重视。早在我国父系氏族社会的末期就出现了所谓“度、量、衡”的说法，其中的“衡”也就是指测量物体轻重的工具，是以今天我们还把称重工具称作“衡器”。在贸易中对货物交换量的准确确定必须要用到称重器具，最初人们采用木制或陶制的容器作为交换货物粗略的计量，后来出现的秤可以相对精确地测定物品的质量。因此自从人类文明诞生之日起，称重技术就和人类的经济社会生活密切相关，同时随着社会的发展和技术的进步也在不断地革新。随着现代发贸易对称重器具要求的不断提高，传统机械式称重器具缺点也日渐显露，比如精度不高，工作效率低，不能自动计价等，尤其是容易被无良商家利用充当其作弊的工具。虽然这些秤几经改进，但是仍然不能同时确保准确性和可靠性，这种状况直到电子秤的出现才发生了改变。电子秤由于大大减少了纯机械部件的应用，有效地避免了机械材料个体性差异带来的测量误差，同时电子秤又大量地运用现代电子技术，可以实现丰富的功能，另外科学友好的用户操作界面又兼顾了设备的易用性。上述诸多优点是以往任何一种传统的机械式称重器具所不具备的，因此电子型的称重器具得到了很好的发展，迅速得到了普及，目前已经占据了衡器市场的大部分份额。
电子称重技术虽然已经得到了非常好的发展，但是目前的电子称重器具依然有很大的提升空间，另外人们对电子秤各项性能的要求也在不断地提高。由此可见，现今对于电子称重技术的研究还是很有必要的，现实也要求我们进一步提升电子称重工具的性能，以便于更好地服务于现代的经济贸易活动。据此可以判断本课题不仅有一定的理论研究价值，同时又关乎人们日常的生活，也具有很强的实用价值。
1.2 电子秤的现状及未来的发展趋势
电子秤从简单到复杂，由简陋到精密一直在发展。电子称重工具由开始的机械式发展到了机电结合式，最终实现了完全的电子化，同时也由单一功能发展到了多种功能。上世纪70年代中期电阻应变式称重传感器在技术上取得了重大的突破，中国的电子秤工业也随之迎来了空前的大发展。国民生产的各个部门出现了各种各样的电子秤，极大地促进了我国工商业的发展。轻纺工业，煤炭能源工业，冶金工业，仓储货运部门以及食品生产工业的生产过程
中都要用到各式各样的电子称重仪器。此外诸如商业贸易领域的称重和计价，电子元件生产的计数称量也同样不能缺少电子称重装置的。以上实例也仅仅是电子秤技术在国民经济中使用领域的冰山一角罢了，因为电子秤在生产和生活中应用的例子实在是不胜枚举。从以上这些例子说明电子称重技术是非常重要的，其应用范围也是十分广泛的。总之，电子称重技术在国民经济发展和社会进步中发挥着重要的作用，已经越来越受到人们的重视。
改革开放以来，伴随着国家经济体制改革的进程，电子称重工业的行业规模，技术能力以及在我国经济中的作用，已经发生了变化的巨大，远非昔日可比。国家也投入了大量的资金和人力对电子秤行业予以了大力的支持，据有关方面的不完全统计，到"七五"末期，国家对电子秤行业的累计投资已经达到了3亿多人民币，并动用了一千多万美元的外汇。纵观历史，近代以来随着科技的爆炸式发展，秤这种古老的计量工具也发生了翻天覆地的巨变，几千年来中国人眼中的“秤”便是指木杆秤，虽然直至今日这种秤还依然发挥着作用，但是使用的范围已经越来越窄，现在的人都普通习惯使用更加方便和精确的电子称重工具。
在二十一世纪的今天，人们希望电子秤可以使用更加方便，更加智能化，这也就给电子秤工业提出了更高的要求。现代电子称重仪器往往需要和电子计算机相组合，电子计算机的引入，大大扩展了电子称重仪器的功能，进一步扩大了其使用范围。未来的电子称重工具将会向智能化和多样化的方向继续发展。
通过分析近些年来电子衡器类产品的发展现状及国内外用户的使用需求，电子衡器总的发展将会趋向于是模块化，小型化，多样化和智能化，可以预见未来电子称重器具的应用范围还将继续扩大。
1.3 设计的主要任务
STC89C52单片机是本系统的控制核心，除了实现电子秤的称重以及计价功能外，系统还将实现电子万年历，电子时钟，电子温度计等功能，此外还具有单价输入，金额自动计算，超量程自动报警等功能。此外本设计还具有友好的人机交互界面，大大提高了设备的易用性和实用性，4*4薄膜型矩阵键盘可以供用户方便地输入单价信息，还可以用于快速准确地校准电子万年历的日期和时间，LCD1286点阵式液晶屏，可以直观地显示中文和西文字符，进一步拓展了系统的功能，在称重模式下可以清晰地显示待测物体的质量，单价和总价，在万年历模式下也可以清晰地显示年，月，日，星期的日期信息和时，分以及秒，温度等其他信息。本课题提出了一种基于单片机控制的智能化电子称重系统，具有很多传统电子秤所没有的新功能，精确度同样可以做到很高，本设计方案实现了一个功能非常强大同时又简单易用的电子称重系统。
第2章系统方案设计
2.1 系统总体构想及其工作原理
本系统的控制核心选用的STC89C52RC单片机，本设计完成了电子秤的各项功能，此外系统还扩展了电子万年历以及电子温度计的功能。系统主要由单片机最小系统，称重传感器及其信号处理模块，数据输入及结果显示界面，时钟和温度模块以及电源模块等部分组成。最小系统主要由STC89C52及其它必要的外围电路组成；数据采集模块包括称重传感器、信号放大和A/D模块，其中的信号放大和A/D转换选取了海芯科技的高精度24位A/D转换芯片HX711，这种芯片是专为电子秤量身打造的。4*4薄膜型矩阵键盘和LCD12864液晶组成人机交互界面，可以快捷地输入数据和显示数据；时钟模块选用的是常用的时钟芯片DS1302；温度采集模块此处选择的是集成数字型温度传感器DS18B20。本系统结构简单、功能多、易于使用，系统有一定的理论研究价值和实际应用价值。
系统设计的总体框图如图2-1所示：
2.2
大。）
从而
图2-1系统的总体框图
经过后级电路的处理，可以到得待测物的实际质量。传感器的示意图如图2-2所示。
图2-2传感器的示意图
当垂直于传感器受力面的正向压力P作用于梁上时，梁将产生形变，随之电阻应变片R1、R2受到压力拉伸，阻值相应增加；R3、R4受到压缩，阻值相应减小。电桥随之进入不平衡状态，电桥将会输出相应的电压，电压的大小与作用与传感器上的重力成正比关系，从而将非电量转化成了电信号输出。
A/D转换以及信号处理部分此处选用了海芯科技的HX711专用芯片。HX711是一款专门为高精度电子秤而量身打造的24位A/D。HX711内部已经集成了时钟振荡器，稳压电源。因此采用此芯片将会减少很多外围电路的设计工作，该芯片具有非常高的集成度，抗干扰性能也非常强。该芯片的选用降低了电子秤的整机成本，同时也大大简化了数据处理电路部分的设计，提高了整机的性能，增强了可靠性。单片机对该芯片的编程也非常简单，芯片内部的寄存器是不需要进行编程的，数据和控制信号直接通过芯片引脚驱动。模拟信号的输入有通道A 和通道B两个通道都有对应的可编程信号放大器，。其中A通道的增益可以通过编程在128 和64之间方便地切换，128增益时最大的输入信号幅值为±20mV，64增益时最大输入信号电压幅值为±40mV。B通道的增益值是固定的为64，一般可以利用B通道进行系统检测。由于芯片内部集成了优质的电源模块，因此称重传感器以及芯片内部的A/D可以从芯片直接获取电源，因此系统电路板上无需额外的模拟电源供电，非常地方便。另外片内集成了稳定的时钟振荡电路，芯片外部不需要再接任何器件。当系统通电时，HX711芯片会完成复位的过程，不需要额外的初始化程序。
人机交互界面采用4*4薄膜型矩阵键盘来实现数据的输入和相关功能的切换，显示模块选取的是12864液晶，该液晶具有中英文显示的能力，显示重量，单价，总价，以及时间和温度，显示效果清晰醒目。该液晶是晶讯联公司产的128*64汉字液晶屏，该液晶既可以当普通的图像型液晶显示模块使用，同时内置中文字库IC，编程者可以从字库IC 中直接读取内部字库的字形数据，然后再写入到12864的驱动IC中，汉字就可以显示出来了。
辅助功能模块部分，时钟模块选择了现在非常流行常用的DS1302，温度检测模块是高精度
数字温度传感器DS18B20。
至此本系统的主要设计方案就已经介绍完了，系统的设计总体上优先采用了目前比较成熟和常见的方案，这样系统就可以具有很高的稳定性和可靠性，同时也可以有效地降低系统的实现成本。
2.3 各个模块选型的分析
系统要求单片机控制称重传感器的数据采集，以及控制A/D转换的时序，同时还需要控制扩展功能的时钟，温度和液晶等模块的工作时序。据此分析，51单片机，AVR单片机，MSP430系列单片机，PIC单片机以及ARM单片机均符合系统的设计要求。但是考虑到系统对单片机的处理速度和系统资源都没有特别高的要求，因此系统从开发难度和周期以及实现成本考虑宜于采用成本低廉且技术成熟的单片机，综合考虑决定选用51单片机，51系列单片机是目前是应用最为广泛的单片机之一，技术比较成熟，开发难度适中。
51系列单片机是由最初的Intel8031单片机发展而来的一系列单片机。刚开始的51单片机程序烧写非常麻烦，之后闪存技术发展迅速发展，Flash的引入使51单片机开始快速发展，逐渐成为非常经典的8位机，其应用范围非常之广。其中ATMEL公司的AT89系列51单片机最具代表性，曾经一度十分地风靡。之后许多公司纷纷推出自己的51内核单片机，其中国内的佼佼者便是宏晶科技，他们生产的增强型51单片机以其强大的性能和低廉的价格深受开发者的喜爱和追捧，本系统选用的单片机便是出自宏晶公司，可以预见今后很长一段时间51单片机仍将占有大量市场。
本系统之所以最终选择了STC89C52是因为STC89C52是一种经典的低功耗、高性能的8位单片机，目前使用范围非常广。STC89C52内置 8K 字节的在系统可编程的flash rom。STC89C52采用传统51内核的同时又有非常多项有益的改进，可谓是旧瓶装新酒，使得STC89C52成为一款真正的增强型单片机，使其成为嵌入式控制应用首选的单片机之一。
STC89C52RC单片机的特性：
①属于增强型的8051系列单片机，其指令系统与经典的51单片机完全兼容。
②宽工作电压：分为3V单片机和5V单片机。
③正常工作频率最高可达48MHZ,同工作频率下代码执行效率大约为传统8051的两倍。
④用户应用程序存储空间为8K字节。
⑤片内经常高达512Byte的用户数据存储空间。
⑥P0到P3总四组32个通用I/O 口，四组I/O 口均是准双向口，其中P0口由于内部无上拉
电阻，因此作为普通 I/O 口使用，需要外部加上拉电阻，当P0口为总线用时，无需上拉电阻。
⑦开发者可以直接通过P3.0和P3.1实现串口下载程序。不用像其他单片机那样还需要专用编程器或仿真器，非常迅速和便捷。
⑧片内集成有2KB的EEPROM。
⑨总共有3个16 位定时器/计数器。
⑩总共有4 路外部中断，可以选择下降沿触发或低电平触发，此外单片机进入节能模式时，也可被外部中断以低电平触发的中断方式所唤醒。
STC89C52的实物图如2-3
图2-3 STC89C52实物图
STC89C52的管脚分布如图2-4
图2-4 STC89C52引脚示意图
目前的称重传感器按其力电转换的方式大致可以分为电阻应变式，电容应变式，液压转换式，光电转换式，压电感应式以及新兴的陀螺仪式等。下面就将各种传感器的工作原理和适用范围一一做以介绍。
①光电式传感器，主要有光栅与码盘这两类。
Ⅰ.光栅式传感器有两块光栅，其中一块是固定，还有一块位于表盘轴可移动。当承重台上放有待测物时，被测物的重力通过杠杆作用在表盘轴上从而使其旋转，则表盘轴上的移动光栅也随之转动，光栅产生的莫尔条纹也会移动。再通过光电管换算出发生移动的莫尔条纹的数量，从而把转轴的角度位移转换成了对应的光电信号。我们通过测量光栅的转动角度，就可以最终被测物的实际质量。
Ⅱ.码盘式传感器也是通过把码盘的转动角度转换成光电信号来工作的。被测物体放在承重台上时重力作用施加于杠杆使表盘转轴转动，和转轴相连的码盘亦随之转动。光电池可以把光信号转换成电信号，因此码盘转动角度和光电池的电信号呈一定关系，输出的电信号经由数字化处理，就可以得到待测物的实际质量。以前的机电结合秤上光电式传感器曾经被大量使用。②压磁式称重传感器是通过检测铁芯上绕的线圈的阻抗变化，间接得到待测物质量的。我们知道铁磁材料的磁导系数与磁阻会随着其所受外力的大小发生相应的改变，而磁导系数和磁阻的变化会引起线圈阻抗的变化，也可以说线圈阻抗的变化与外力大小成一定的比例关系，我们通过检测线圈阻抗的变化，就可以得到外力的大小，进而求出待测物体的质量。
③压电式称重传感器是通过晶体表面电荷的转移现象测定物体质量的。一定方向的外力作用与某些晶体介质时，晶体内部的正负电荷会发生相反方向的移动，晶体表面的两个方向就聚集了大量符号相反的束缚电荷，这些束缚电荷的电荷密度与外力的大小成正比关系，[18]据此可以得到物体的实际质量。
④液压式称重传感器的量程比较大，一般应用于工业场合。它的原理也比较简单，是通过其内部液压油的压强变化达到测量目的的。当中午作用于液压油时，液压油会受到压缩，所以其压强会增大，增大的程度与物体重力有关。我们可以通过测出压强的变化，来确定被测物的质量。液压式称重传感器的结构相对简单，稳定性好，但是其准确度很低。
⑤电容应变式称重传感器的工作原理是弹性体上固定有电容器，当被测物体作用于弹性体时，弹性体会发生形变，从而引起电容极板间距的变化。我们知道电容器的电容大小和其极板间距有关，当电容发生变化时，电路的震荡频率会发生变化。通过计算得知振荡电路的振荡频率与电容器的极板间距呈正比例的关系。很明显，电容器极板间距的变化和待测物的质量有关，通过测量电路的变化量。我们就可以求出被测物的实际质量。电容式称重传感器价格便宜，功率消耗低，精确度在1/200和/500之间。
⑥振动式称重传感器的金属丝或金属膜的尺寸，材质和密度都一定时，其固有频率就只与其受到的外部力的大小有关。不同的待测物施加的重力也不同，金属丝的振动频率也就会发生不同
的改变，我们设法用频率测量仪器测出金属丝震荡频率的改变，就可求得待测物的质量。振动式称重传感器分为音叉式以及振弦式。
Ⅰ.振弦式称重传感器的核心部分是弦丝。弦丝在传感器中是以V字形固定的。当有被测物作用于弦丝时，弦丝的V形交汇点会向下移动，与此同时弦的左半部拉力增大，弦的右半部拉力减小。弦的左右两部分的固有频率都会发生就会发生变化，两部分的频率之差和物体的质量有一定关系，我们得到这个频率差就可以求出被测物的质量。振弦式传感器的精确度高达0.001到1.0001，其量程可达几百千克的级别，优势比较明显。但与此同时其结构过于复杂，加工难度非常大，因此造价很高，只适用于特殊场合。
Ⅱ.压电元件固定在音叉的顶部，压电元件可以随音叉一起振动，通过压电元件可以测出音叉的固有振荡频率。当音叉受到待测物的重力作用时其固有频率会增大，频率增大的量与重力大小的平方根成正比。可见音叉固有频率的变化量反映了物体的质量大小，求出音叉频率的变化量就可以得到物体的质量。音叉式称重传感器功耗低，计量准确度高，可惜最大量程只有10kg。
⑦陀螺仪式称重传感器是最近几年来新兴的一种新型数字型称重传感器。这种传感器的工作原理利用了陀螺的进动特征与力矩效应，陀螺仪式称重传感器的位移与物体作用力不在一个方向上，不必考虑静态平衡问题。这种传感器几乎不存在滞后性，线性非常好，精度高，响应速度快，抗干扰能力很强。陀螺仪式称重传感器最大的特点是它输出的信号直接就是数字型的，可供单片机直接处理，无需再经过模数转换过程，使用起来非常方便。
⑧电阻应变式称重传感器内部的弹性体上有四个电阻应变计，构成了惠更斯电桥，待测物重力使当弹性体产生形变，其上的电阻应变计的电阻发生不同的变化，电桥的平衡状态被打破，输出相应的电信号。由于输出的电信号与物体的重力存在线性关系，所以通过后面的信号处理电路测出这个电信号的幅值，就可以测出物体的实际质量。电阻应变式称重传感器的量程范围很大，最高可称量上千千克的物体，其计量准确度也比较高。电阻应变式称重传感器结构简单，可以适应大部分的工作环境，可靠性也较好。因此目前这种称重传感器得到了非常广泛的应用。
综上所述，反复对比各类称重传感器后可以得出结论：从技术成熟度，结构复杂程度，计量精确度和制造成本综合考虑，电阻应变式称重传感器是最佳的选项。
本方案选用的是电阻应变式平行梁传感器，目前应用最为广泛。在各种各样的电子秤中，可能使用的都是这种称重传感器。厨房秤和珠宝秤等行业领域，是工业和农业自动化系统中一
种不可或缺的核心部件。其外形是不规则的长方体形状（如图2-5），平行梁称重传感器是业界部分人对其的一种称呼。
图2-5平行梁传感器外形
平行梁传感器的原理（如图2-6）：外力作用于弹性体时，弹性体发生弹性形变，电阻应变片由于是贴在弹性体上的也随之产生形变，产生形变后电阻应变片的阻值也将发生变化，电桥不再平衡，输出的差动信号经过放大和A/D转换，最后由单片机进行处理，就可以得到待测物的质量。
图2-6传感器工作原理示意图
本方案选用的平行梁传感器的基本参数如表2-1
表2-1平行梁传感器参数
平行梁传感器可以在各种恶劣的条件下保持正常地工作，它的体积也一般比较小，非常适合小型化的民用称重设备。平行梁传感器精度高、量程大、构造简单、频率响应特性优异，当然它也存在着缺点：电桥输出的差动信号微弱需要进行放大，而且当称量物体重量较大时其线性特征会变差，当然这些缺点可以通过优化电路设计在一定程度上得到补救。
由于平行梁传感器输出的信号是模拟信号，单片机无法直接进行处理，因此需要通过A/D转换变成单片机可以处理的数字信号，同时传感器输出的原始信号非常微弱，如果直接处理误差会非常大，所以还需要进行信号的放大。另外还要给传感器和A/D转换芯片提供稳定可靠的电源，因此这里有两种方案可供选择。
方案一，采用高精度的A/D转换芯片，同时设计信号放大电路和电源供电电路。此种方法可以保证具有良好的效果，但是由于电路结构非常复杂，工作的温度性无法保证，另外也势必会增加成本；方案二，采用电子秤专用集成A/D芯片，可以省去放大电路和电源电路的设计，简化系统结构，同时由于采用专用芯片，因此其精确性和可靠性也有保障。综合考量之下，我决定选择方案二。
经过长时间的资料查找，海芯科技的一款电子秤专用的A/D转换芯片进入了我的视线，这款芯片的优异性能和强大功能确实让人初见就会有眼前一亮的感觉，它就是HX711(引脚示意图如图2-7)。
图2-7 HX711引脚示意图
A/D转换器以及信号处理部分此处选用HX711。HX711内部已经集成了时钟振荡器，稳压电源。因此采用此芯片将会减少很多外围电路的设计工作，该芯片具有非常高的集成度，抗干扰性能也非常强。该芯片的选用降低了电子秤的整机成本，同时也大大简化了数据处理电路部分的设计，提高了整机的性能，增强了可靠性。由于芯片内部集成了优质的电源模块，因此称重传感器以及芯片内部的A/D可以从芯片直接获取电源，因此系统电路板上无需额外的模拟电源供电，非常地方便。另外片内集成了稳定的时钟振荡电路，芯片外部不需要再接任何器件。当系统同电时，HX711芯片会完成复位的过程，不需要额外的初始化程序。
HX711芯片的特点：
①通道A和通道B两路可选择的差分输入。
②内部集成优良的可编程信号放大器，增益可以通过编程改变。
③内部集成稳压电源，接入的传感器和HX711内部的A/D 转换器可通过此电源获得电源。
④内部集成时钟振荡电路，无需外接晶振等元件即可起振；也可以引入外部时钟。
⑤具有上电自动复位电路。
⑥通用的串口通讯模式：直接通过管脚控片，不用对芯片内部的寄存器编程。
⑦数据输出的速率可以通过编程在10HZ和80HZ之间转换。
⑧可以抑制50Hz或60Hz电源的干扰。
⑨超低的功耗。
⑩工作电压范围是2.6 到5.5V。
?可以在-40到85℃的环境下工作。
?16引脚的贴片封装形式。
数据输入模块的选择相对来说非常简单，这个模块也属于人机交互界面的其中一部分，需要完成称重系统金额等数据的输入以及时钟模块时间的调整。因此无非就是有独立键盘和矩阵键盘两种选择，而本系统至少需要设置10个数字键，还有若干的功能转换按键，考虑到按键数量比较多，毫无疑问矩阵键盘将会是最佳的选择。
经过对比，本系统选择了近些年来颇为流行的一种键盘即薄膜型键盘。薄膜键盘其实是一种薄膜开关，此种键盘按键一般很多，按键分布整齐，人们习惯叫它薄膜键盘。薄膜键盘外观漂亮，体积较小，重量特别轻。具有防水，防灰尘，耐酸碱，防油污，抗震以及寿命长等诸多特点。薄膜键盘集文字标识，商标印制，显示透明窗为一体，目前已经被广泛地应用于智能化的电子测量仪器、家用电器、医疗器械等诸多领域。
薄膜键盘的优点：
①外形美观新颖。
②体积可以做得很小，适用于笔记本等高端产品。
③密封性强，可以防水，防尘，还具有一定的耐酸碱和抗震能力。
④使用寿命很长且可以耐弯折。
表2-2键盘按键功能分布
显示模块可以在常见的数码管和液晶屏之间取舍，考虑到本设计要显示的数据量会比较多，如果采用数码管显示，则所需的数码管位数就会非常多，将会占用单片机大量宝贵的I/O口，本就有限的51单片机的资源将会更加显得捉襟见肘，另外硬件电路的设计也会很复杂，编程也会有一定难度，同时大量的数码管从美观和显示效果来看也不甚理想。可见数码管只适用于显示内容相对较少的情况，当显示内容较多时，数码管往往就显得鞭长莫及了。因此本设计决定选用性能更加优异的LCD屏，常见的液晶显示屏有以1602和12864为典型代表的普通屏，还有更加高端的彩色TFT屏。从成本和实用性来看彩色屏可以被排除，因为就普通的电子秤来说不需要显示大量的彩色图像，用彩色屏有些牛刀杀鸡的感觉，同时就51单片机的处理速度来说去驱动高分辨率的彩色屏也会显得力不从心。1602成本最低，但是其显示区域较小且有不能显示中文的局限性，因此，本方案选择12864液晶作为系统的显示部分。
系统选用的是12864液晶屏，内置字库，采用8位并行数据传输模式，它的显示分辨率为128×64,可以同时最多显示四行32个16*16 点阵的汉字或64个16*8 点阵的西文字母。另外本模块还具有绘图功能，非常适合做人机交互模块。同时12864的功耗也很低，价格相对便宜，其硬件电路的设计比同类模块也要简单。
报警模块相对来说也比较简单，本设计采用的是比较经典的蜂鸣器报警方案。蜂鸣器是一种常见的电子讯响设备，蜂鸣器被广泛地应用于游戏机，家用电器和医疗设备等电子设备的报警电路中。
蜂鸣器价格低廉，电路结构简单，响度大，工作稳定性高，是一种非常理想的报警电路设计方案。蜂鸣器分为有源蜂鸣器和无源蜂鸣器，其中有源蜂鸣器接通合适的电源就可以连续
发出声响，而无源蜂鸣器必须有音频信号的输入才能发声，和普通的扬声器更像。
我们常说的有源或无源蜂鸣器，其中的“源”是指震荡源，而不是电源。有源蜂鸣器内部带有独立的震荡源，因此只要一通电就会发出响声；但是无源蜂鸣器内部是没有震荡源的，所以直流信号无法直接驱动其鸣叫。只有输入一定频率的方波信号才可以驱动它发声。有源蜂鸣器一般都比无源蜂鸣器贵，就是因为它内置了一个震荡源。无源蜂鸣器虽然有其自身的优点，比价格便宜，发声频率可编程，在个别特殊情况下甚至可以和LED复用同一个I/O口。但是无源蜂鸣器的控制程序就要远远比有源蜂鸣器复杂了，其中往往需要涉及定时器的编程，相反有源蜂鸣器的编程非常简单只需要控制I/O口电平的高低变化就可以了。另外如过是小批量的话无源蜂鸣器的成本优势也并不明显，加之本设计只是需要普通的声音报警，没有要求音调的变化。毫无疑问，在本设计中，有源蜂鸣器是最好的选择。
目前的时钟芯片市场中DS1302、PCF8485和 DS1307等都比较流行。这些芯片都具有接口简单、成本低廉、应用简单的优点，因而在目前的电子设备中被广泛地应用。在这类芯片中DS1302是目前最为经典，使用也最广泛的一种。DS1302由DALLAS公司开发，它可以为备用电池提供充电功能，采用高效的串行数据传输模式，可以在接入电源时为备用电池充电，当然也可以关闭其此功能。和DS1302配套实用的也是常见的32768Hz的晶体振荡器。
经过对比，我决定选用DS1302作时钟芯片，因为其技术相对比较成熟，价格适中，功能也符合设计的要求。DS1302是一种低功耗，多功能的实时时钟芯片，具有进行闰年补偿功能，在2.5V到5.5V的工作电压下都可以正常运行。DS1302通过简单的三个I/O扣与控制器进行同步通讯。DS1302比DS1202增加了后备电源电源的引脚，可以对后备电源进行充电，因此DS1302是DS1202的改进版和升级版，完全符合本设计的需求。
DS1302的管脚示意图如图2-8
图2-8 DS1302管脚示意图
温度传感器从大的方面来分可以分为接触式和非接触式。其中非接触式传感器和待测物可以不直接接触，因此这种传感器的测温上限非常高，理论上可以不用考虑敏感元件的耐高温上限。但是这种传感器造价相对昂贵，主要是用来测量运动中的目标、或温度变化迅速的
目标的表温，尤其是1800℃以上的高温。因此这种传感器就本系统来说不是特别合适。
接触式一类的传感器的热电偶或热电阻的测温范围大，并且灵敏度高，转换时间短，但是需要与之配套的外围电路相对复杂，适用于专用的测温仪器的开发，考虑到本系统中的测温功能只是其中一个辅助功能，对温度传感器的测温性能并无特别高的要求，为了简化电路设计减小开发难度，在此选用集成温度传感器。
集成温度传感器又有模拟和数字的区分，其中模拟型的是把敏感元件和基本信号变换电路以及控制电路全部集成在了单一的I芯片上，这种芯片优点比较明显：灵敏度高，线性度较好并且响应速度很快。数字型集成温度传感器把温度敏感器件，A/D转换器和存储器等集成在了一个IC上，可以直接输出数字信号，单片机可以直接从IC中读取数据，再经过换算就可以得到实际的温度值，使用更加加方便。
对比以上方案，设计最终选择了一款数字集成温度传感器DS18B20.它只有一根数据线就可以完成和MCU的通信，不需要额外的备用电源，3.0 V到5.5 V 的电压范围内都可以工作，它可以测量零下55℃到125 ℃的温度范围，量程内的测温精度可以达到±0.5℃。DS18B20可编程的分辨率为9到12位，虽然响应时间稍长，但对于本系统来说完全可以符合要求。DS18B20的引脚示意图如图2-9：
图2-9 DS18B20引脚示意图
2.4小结
本章内容对系统的总体设计方案做了简单的介绍，之后又详细地阐述了系统每一个模块的选型依据。系统的各个模块器件的选择对于系统的整体设计是非常重要的，模块选择得当可以以最简单最廉价的方案实现设计所要求的功能，同时系统性能和工作稳定性也可以得到非常有效的保障，达到事半功倍的效果。相反如果模块选择失当，整个设计进程将会大费周折，最终的结果往往也不理想。
第3章系统硬件电路的设计
3.1 MCU的最小系统电路设计
单片机最小系统的设计参考了经典的51单片机的电路设计，包括震荡电路，复位电路，该方案已经久经实践的检验，所以是非常成熟的，因此在此不再赘述，具体的电路连接图如下图
图3-1单片机最小系统原理图
3.2 称重传感器和A/D转换芯片HX711的电路设计
根据平行梁式称重传感器的数据手册，传感器的接线方法如图3-2
图3-2传感器接线示意图
HX711芯片的电路设计也参考了厂家给出的方案，没有外接晶振，数据输入选择是Ａ通道，其中AVDD和GND为称重传感器提供电源。具体电路设计如图3-3
单片机作业 学院计算机与控制工程学院 专业自动化132 学号30
姓名王伟 基于51单片机的称重系统—k动态称重所谓动态称重是指通过分析和测量车胎运动中的力，来计算该运动车辆的总重量、轴重、轮重和部分重量数据的过程。动态称重系统按经过车辆行驶的速度划分，可分为低速，所以高速动态动态称重系统与高速动态称重系统。因为我国高速公路的限速最高是120之间时速通过称量装置的车辆进行动态称重。而低速动态120称重系统在理论上可对5到称重系统则一定要限制通过车辆的行驶速度，要想有较高的测量精度，理论要求车辆在以下时速匀速通过。在我国，车辆动态称重一般都使用低速动态称重来完成，在很5km/h多收费站和车辆检测站都有应用，国家也出台了相关的测量标准。 与传统意义上的静态称重相比，动态称重可以在车辆缓慢运动情况下直接进行称重，这样动态称重的高效率、测量时间短.能流畅交通等主要特点就凸显岀来了。动态称重的问世，不但使车辆的管理上有了很大的促进作用，而且还对我国的公路管理和维护起到了至关重要的作用。 二系统总体结构及其功能 51 图 本设计要求能判断岀车辆是否超载，如果车辆超载，本系统能够提供该车辆的超载信息并发出警报。本设讣采用STC89C52单片机作为系统的处理核心，利用桥式称重传感器采集到车辆重量并转换成电压信号，然后通过放大电路将电压信号进行放大处理后，传送. 到A/D转换器中转换为数字信号，再经过单片机处理、传输到接口电路，最后送到上位机，
该数据可以与上位机里用键盘事先输入设定的总重量作比较并判断出该车辆是否超载，如果超载，则可通过显示器、蜂鸣器作显示超载信息并报警, 当然，键盘的作用除了输入设定值还可以解除和开启警报。 三动态称重系统的组成 动态称重系统主要111车辆重量（含超载、偏载检测）检测子系统、货车长、宽、高三维尺寸超限检测子系统、自动触发摄像拍照子系统、车辆类型自动判别子系统、系统配置及系统维护子系统、行驶车辆速度测量子系统、数据统讣、报表处理子系统和单据输岀打印子系统这儿部分组成。该系统组成完善，部件考虑周全, 能很好的完成称重任务。 四动态称重系统的主要功能 （1）动态检测出通过车辆的轴数、轴重、轴距、轮数、车速等； （2）能自动检测出车辆的高.宽、长等外围尺寸是否超出最大标准，并能给出超出部位的具体位置和具体数据； （3）拍摄机器在车辆经过时能自行对要被检测的车辆进行拍照，该机器能对车牌号码、车辆种类进行识别，最终作为图像证据； （4）可以将不合格车辆的处理记录、超限情况进行打印，根据车辆超限的程度来计算罚款数额并打印收据或罚款单； （5）检测到的数据全部存入数据库中，并对被监测到的数据进行分析、统讣。 便于汇总上报、日常管理和进行查询。五单片机的选用 本设计采用的是INTEL公司研究开发生产的STC89C52单片机，其内部置有256 字节的内部数据存储器、8位中央处理单元、8K片内程序存储器、3个16位定时/计数器、32个双向I/O 口和一个片内时钟振荡电路，全双工串行通信口，5 个两级中断结构。89C52的引脚图如图所示。 图89C52引脚图 本设讣使用的是单片机的最小系统，其中电路包括下载口电路、复位电路和晶振电路。复位电路中，电阻在下接地，电容在上接高电平，中间为RST。复位电路工作原理是：通引脚上处于高电平，这时的单片RST电时，由于电流很大，从而相当于电容被短路，这样. 机为禁止工作状态。如果要使单片机正常工作，就要使RST端电压慢慢下降并到一定程度，也就是RST端为低电平，这就需要通过电源对电容进行充电。 复位电路复位的方式有手动复位、上电复位两种。所谓上电复位，就是通电瞬间，山于电流很大，从而相当于电容被短路，这样RST引脚上处于高电平，自动复位；相反，通过对改变电容电流，当电流很小的时候，我们就可以把电容当做开路状态，RST端就处于低电平，程序就能正常的运行。而手动复位要在上电复位的基础上，按下复位按键，使VCC直接与RST相连，电容处于放电状态，以高电平形成复位；松开复位按键，RST仍旧是高电平，这时充电电流作用于电阻上，VCC 给电容进行充电，还是复位状态，充电结束后，RST为低电平，能够正常工作。 A/D转换器 A/D转换器根据输出的信号格式有并行A/D和串行A/D两种。ADC0832是一种具有双通道A/D 转换芯片和8位分辨率。它的优点有体积小，兼容性强，性价比高，从而深受个人的欢迎和企业的认可，U前在世界上也已经有了较高的使用率。ADC0832具有能够进行双通道A/D转换，分辨率高达8位；当供电电源为5V时，输入电压能稳定的保持在0~5V之间:TTL/CMOS与输出
毕业论文管理系统分析与设计 班级：信息管理与信息系统 1102 指导教师：黄立明 学号： 0811110206 姓名：高萍
毕业论文管理系统 摘要 (3) 一．毕业论文管理系统的系统调研及规划 (3) 1．1 项目系统的背景分析 (3) 1．2毕业论文信息管理的基本需求 (3) 1．3 毕业论文管理信息系统的项目进程 (4) 1．4 毕业论文信息管理系统的系统分析 (4) 1.4.1系统规划任务 (4) 1.4.2系统规划原则 (4) 1.4.3采用企业系统规划法对毕业论文管理系统进行系统规划 (5) 1.4.3.1 准备工作 (5) 1.4.3.2定义企业过程 (5) 1.4.3.3定义数据类 (6) 1.4.3.4绘制UC矩阵图 (7) 二．毕业论文管理系统的可行性分析 (8) 2.1.学院毕业论文管理概况 (8) 2.1.1毕业论文管理的目标与战略 (8) 2.2拟建的信息系统 (8) 2.2.1简要说明 (8) 2.2.2对组织的意义和影响 (9) 2.3经济可行性 (9) 2.4技术可行性 (9) 2.5社会可行性分析 (9) 2.6可行性分析结果 (10) 三．毕业论文管理系统的结构化分析建模 (10) 3.1组织结构分析 (10) 3.2业务流程分析 (11) 3.3数据流程分析 (11) 四．毕业论文管理系统的系统设计 (13) 4.1毕业论文管理系统业务主要包括 (13) 4.2毕业论文管理系统功能结构图 (13) 4.3代码设计 (14) 4.4，输入输出界面设计 (15) 4.4.1输入设计 (15) 4.4.2输出设计 (15) 4.5 数据库设计 (15) 4.5.1需求分析 (15) 4.5.2数据库文件设计 (16) 4.5.2数据库概念结构设计 (17) 五．毕业论文管理系统的系统实施 (18) 5.1 开发环境 (18) 5.2 调试与测试过程 (19)
便携电子称的设计方案 电子秤的应用系统是由硬件和软件所组成。硬件指单片机、扩展的存储器、扩展的输入输出设备等部分；软件是各种工作程序的总称。硬件和软件只有紧密配合、协调一致，才能提高系统的性能价格比。从一开始设计硬件时，就应考虑相应软件的设计方法，而软件设计是根据硬件原理和系统的功能要求进行的。 一、基本要求： 1、电子秤称重范围：0~;重量误差不大于； 2、数码管显示或者液晶显示：所称物体重量 二、特色与创新： 使用单片机为控制核心，大大简化了系统的组成构造，且单片机可拓 展性强，可以很方便的对系统进行拓展和应用。 2、使用键盘输入数据，操作简单，方便。 3、中文液晶显示所称量的物品重量，数量，单价，金额和所有物品的总金额。 4、具有去皮功能。 5、当物品重量超过电子秤量程，即过载情况或者是物品重量小于A/D 转换器所能转换的最小精度，即欠量程的时候，具有超重报警功能。 三、设计原理及设计基本思路： 电子称重技术的基本原理：称重技术的根本任务是测量各种状态下物体重量。实质上是测量被称物体质量，我们知道，质量的测量是物体在重力场下的重力测量获得的，用公式W=mg,w 是物体的重量，g 是在重力场的重力加速度，m 是物体的质量。目前无论是利用杠杆的原理，还是利用弹性元件的弹力与被测物体的重力达到平衡来测量物体的质量，都没有离开两个必须的条件：一是重力场，二是静力平衡。随着现代传感技术的发展，人们已从传统的机械杠杆原理测量物体的质量，发展到现在的电子称重，即用传感器把重力信号转变成电信号，利用电子计算机技术，根据电信号同重力信号的数学模型，间接的求出物体的质量。 系统的基本设计思路：
单片机最小系统设计 时间：2011-05-01 22:47:54 来源：作者： 单片机最小系统设计 该单片机最小系统具有的功能: （1）具有2位LED数码管显示功能。 （2）具有八路发光二极管显示各种流水灯。 （3）可以完成各种奏乐,报警等发声音类实验。 （4）具有复位功能。 功能分析 （1）两位LED数码管显示功能，我们可以利用单片机的P0口接两个数码管来现这个功能；（2）八路发光二极管显示可以利用P1口接八个发光二极管实现这个功能； （3）各种奏乐、报警等发声功能可以采用P2.0这个引脚接一蜂鸣器来实现。 （4）利用单片机的第9脚可以设计成复位系统，我们采用按键复位；利用单片机的18、19脚可以设计成时钟电路，我们利用单片机的内部振荡方式设计的。 设计框图 硬件电路设计 根据本系统的功能，和单片机的工作条件，我们设计出下面的电路图。
元件清单的确定： 数码管：共阴极2只（分立） 电解电容：10UF的一只 30PF的电容2只 220欧的电阻9只 4.7K的电阻一只 1.2K的电阻一只 4.7K的排阻一只， 12MHZ的晶振一只 有源5V蜂名器一只 AT89S51单片机一片 常开按钮开关1只 紧锁座一只（方便芯取下来的，绿色的） 发光二极管（5MM红色）8只 万能板电路版15*17CM S8550三极管一只 4．5V电池盒一只，导线若干。七、硬件电路的焊接 按照原理图把上面的元件焊接好，详细步骤省略。 相关程序编写 针对上面的电路原理图，设计出本单片机最小系统的详细功能：（1）、第一个发光二极管点亮，同时数码管显示“1”。 （2）、第二个发光二极管点亮，同时数码管显示“2”。 （3）、依次类推到第八个发光二极管点亮，同时数码管显示“8”。以上出现的是流水灯的效果 （4）、所有的发光二极管灭了，同时数码管现实“0”。
湖南理工学院 数字信号处理课程设计 设计题目：称重仪的设计 院部：机械学院 专业：机械电子工程 班级：机电二班 学生姓名: 贾 学号: 1 1
摘要 本设计是基于单片机的称重仪，它的硬件电路设计包括单片机最小系统、A/D转换器、称重传感器、语音电路、LED显示电路、±5V稳压电源电路等几部分设计内容。其中压力传感器输出响应的模拟电压信号，经过模/数转换（A/D变换）后就得到数字量D。但是，数字量D并不是重物的实际重量值W，W 需要由数字量D 在控制器内部经过一系列的运算——即数据处理才能得到。整个设计系统由Atmel公司生产51系列89S51单片机进行控制；软件实现功能开机检测，主要是开机后自动逐个扫描LED数码管，以防止某段数码管损坏造成视觉误差；出于人性化考虑我们还可以增加语音电路，实现自动语音播报重量。 2
目录 一、课题设计要求 二、总体设计方案 三、硬件电路模块分析 四、硬件电路设计 五、软件设计 六、总结 3
一、题设计要求 1、设计出硬件电路。 2、设计出软件程序 2、采用A/D的转换器 3、LED显示要显示的内容。 二、总体方案设计 2.1 称重仪的基本工作原理 电子秤的工作原理以电子元件:称重传感器，放大电路,AD转换电路，单片机电路，显示电路，通讯接口电路，稳压电源电路等电路组成。当物体放在秤盘上时，压力施给传感器，该传感器发生形变，从而使阻抗发生变化，同时使用激励电压发生变化，输出一个变化的模拟信号。该信号经放大电路放大输出到模数转换器。转换成便于处理的数字信号输出到CPU运算控制。CPU根据程序将这种结果输出到显示器，直至显示这种结果。 2.2称重仪的系统总体框图 按照本设计功能的要求，系统由5个部分组成：控制器部分、信号采集部分、报警部分、数据显示部分、和电路电源部分，系统设计总体方案框图如图2.1所示。 4
摘要 传统的称重在市场上已经满足不了我们的需求。我们一直希望紧凑，测量准确，显示直观，便宜的电子称重装置可取代传统的称量工具。电子称重机便应运而生，凭借称重仪表无法取代传统的功能，如称量方便，准确，自动化控制，操作简单，广泛应用于人们的生活，工业生产中。 电子称重装置以MCU作为中央控制单元，由通过称重传感器进行模数转换单元，在配以键盘、显示电路及强大软件来组成。本选题采用压力传感器来收集由于通过电压放大电路产生的微弱信号的压力变化，通过A/D转换器转换成数字信号后，将数字信号送入微处理器。经微控制器的适当处理后，将模拟量转化为数字量输出，控制器接受来自A/D转换器输出的数字信号，将数字信号转换为物体的实际重量信号，并传送到显示单元。此外，项目可通过键盘涉嫌价格被设置。这种高精度智能电子称重器体积小，准确，便于携带，重量函数集的质量和价格计算功能于一体，满足商业贸易和居民家庭的需要。 关键词：电子称重器；单片机；称重传感器
Abstract Traditional weighed on the market has failed to meet our needs. We always wanted a compact , accurate measurement , intuitive display, cheap electronic weighing device can replace the traditional weighing tools. Electronic weighing machines have come into being , by virtue of weighing instruments can not replace the traditional features, such as weighing convenient, accurate , automatic control , simple operation, widely used in people's lives and industrial production. Electronic weighing means as a central control unit MCU from the load cell through the analog-digital conversion unit configured with a keyboard, a display circuit and powerful software components. The topic using pressure sensors to collect the pressure produced by the change of the voltage amplifier circuit weak signals by A / D converter into a digital signal, the digital signal is fed to the microprocessor . After appropriate treatment of the microcontroller , the analog to digital conversion of the output , the controller receives the digital signal from A / D converter outputs a digital signal is converted to the actual weight of the object signals , and transmitted to the display unit . In addition , the project can be set via the keyboard alleged price . This high-precision electronic weighing devices small smart , accurate, easy to carry , quality and price calculation of the weight function set functions, commercial trade and residents to meet the needs of families . Keywords: electronic weighing devices ; SCM ; weighing sensors
基于51单片机的多路温度采集控制系统设计 言： 随着现代信息技术的飞速发展，温度测量控制系统在工业、农业及人们的日常生活中扮演着一个越来越重要的角色，它对人们的生活具有很大的影响，所以温度采集控制系统的设计与研究有十分重要的意义。 本次设计的目的在于学习基于51单片机的多路温度采集控制系统设计的基本流程。本设计采用单片机作为数据处理与控制单元，为了进行数据处理，单片机控制数字温度传感器，把温度信号通过单总线从数字温度传感器传递到单片机上。单片机数据处理之后，发出控制信息改变报警和控制执行模块的状态，同时将当前温度信息发送到LED进行显示。本系统可以实现多路温度信号采集与显示，可以使用按键来设置温度限定值，通过进行温度数据的运算处理，发出控制信号达到控制蜂鸣器和继电器的目的。 我所采用的控制芯片为AT89c51，此芯片功能较为强大，能够满足设计要求。通过对电路的设计，对芯片的外围扩展，来达到对某一车间温度的控制和调节功能。 关键词：温度多路温度采集驱动电路 正文： 1、温度控制器电路设计 本电路由89C51单片机温度传感器、模数转换器ADC0809、窜入并出移位寄存器74LS164、数码管、和LED显示电路等组成。由热敏电阻温度传感器测量环境温度，将其电压值送入ADC0809的IN0通道进行模数转换，转换所得的数字量由数据端D7-D0输出到89C51的P0口，经软件处理后将测量的温度值经单片机的RXD端窜行输出到74LS164，经74LS164 窜并转换后，输出到数码管的7个显示段，用数字形式显示出当前的温度值。89C51的P2.0、P2.1、P2.2分别接入ADC0809通道地址选择端A、B、C，因此ADC0809的IN0通道的地址为F0FFH。输出驱动控制信号由p1.0输出，4个LED为状态指示，其中，LED1为输出驱动指示，LED2为温度正常指示，LED3为高于上限温度指示，LED4为低于下限温度指示。当温度高于上限温度值时，有p1.0输出驱动信号，驱动外设电路工作，同时LED1亮、LED2灭、LED3亮、LED4灭。外设电路工作后，温度下降，当温度降到正常温度后，LED1亮、LED2亮、LED3灭、LED4灭。温度继续下降，当温度降到下限温度值时，p1.0信号停止输出，外设电路停止工作，同时LED1灭、LED2灭、LED3灭、LED4亮。当外设电路停止工作后，温度开始上升，接着进行下一工作周期。 2、温度控制器程序设计 本软件系统有1个主程序，6个子程序组成。6个子程序为定时/计数器0中断服务程序、温度采集及模数转换子程序ADCON、温度计算子程序CALCU、驱动控制子程序DRVCON、十进制转换子程序METRICCON 及数码管显示子程序DISP。 （1）主程序 主程序进行系统初始化操作，主要是进行定时/计数器的初始化。 （2）定时/计数器0中断服务程序 应用定时计数器0中断的目的是进行定时采样，消除数码管温度显示的闪烁现象，用户可以根据实际环境温度变化率进行采样时间调整。每当定时时间到，调用温度采集机模数转换子程序ADCON，得到一个温度样本，并将其转换为数字量，传送给89C51单片机，然后在调用温度计算子程序CALCU，驱动控制子程序DRVCON，十进制转换子程序MERTRICCON，温度数码显示子程序DISP。
51单片机最小系统实验报告 1.实验目的： 1).学习、了解单片机原理，即单片机的各引脚功能、特殊功能寄存器、中断系统、定时/计数器和通信方式等； 2).了解指令系统，各指令的功能； 3).学习电路原理设计，PC板设计以及编排； 2.方案设计： 1)．最小系统部分的设计能够用于基本的数字信号处理，运行一些简单的程序。此部分主要包括电源电路、复位电路、时钟电路、USB 接口设计等； 2)．扩展电路的设计对于51最小系统CPU芯片等在芯片出厂时不可能让片内存储器的大小满足所有功能的要求，如果将片内存储器做太大，必然造成芯片成本的提高。所以合适的外部RAM、液晶、外部中断和串行接口电路设计等。 3.任务：51单片机最小系统的设计 1)CPU选择:STC15W4K系列 选择原因：a.宽电压（2.5V-5.5V） b. 大容量4K字节SRAM和多组并行端口 c.16/32/56/61/63.5字节多选Flash程序储存器以及普通定时、计数器T0-T4外部管脚可掉电唤醒。 d.内置高精准时钟（5-28MHz任意设置）和集成MAX810专用复位电路
e.看门狗、对外输出时钟及复位 2).系统要实现的功能: 以UPU为核心器件，并利用外存储器对最小系统电路进行扩展。在介绍CPU基本特点的基础上，通过学习指导，开展出51单片机最小系统板。系统要实现以下功能，最小系统部分的设计能够用于基本的数字信号处理，运行一些简单的程序。此部分主要包括电源电路、复位电路、时钟电路、中断系统，USB 接口的设计和相对扩展等。 4.外围器件选择及说明： 1).外部RAM:IS62C256AL。ISSI的IS62C256AL是一个32Kx8位字长的低功耗CMOS静态随机存取存储器。IS62C256AL采用ISSI公司的高性能，低功耗CMOS工艺制造。 当/CE处于高电平（未选中）时，IS62C256AL进入待机模式。在此CMOS 输入标准的待机模式下，功耗低至150 μW(典型值)。 使用IS62C256AL的低触发片选引脚（/CE）和低触发输出使能引脚（/OE），可以轻松实现存储器扩展。低触发写入使能引脚（/WE）将完全控制存储器的写入和读取。 IS62C256AL在引脚上完全兼容其他32Kx8的塑料SOP或TSOP1封装的SRAM。 2).USB接口。接收、传送数据。 3).USB转串口芯片：CH340G。支持USB1.1或者USB2.0/USB3.0通信.具有仿真接口，可以升级外围串口设备,支持常用的MODE联络信号、STC全系
学号： G RADUATE T HESIS 论文题目：基于51 单片机的电子秤的设计 学生姓名： 专业班级： 学院： 指导教师： 2017 年06 月12 日
第一章功能说明 本设计系统以单片机AT89S52为控制核心，实现电子秤的基本控制功能。在设计系统时，为了更好地采用模块化设计法，分步设计了各个单元功能模块。 系统的硬件部分包括最小系统部分、数据采集部分、人机交互界面和系统电源四大部分。最小系统部分主要包括AT89S52和扩展的外部数据存储器；数据采集部分由称重传感器，信号的前期处理和A/D 转换部分组成，包括运算放大器AD620和A/D 转换器ICL7135；人机界面部分为键盘输入，四位LED数码显示器，可以直观的显示重量的具体数字以及方便的输入数据，使用方便；系统电源以LM317和LM337为核心设计电路以提供系统正常工作电源。 系统的软件部分应用单片机C 语言进行编程，实现了该设计的全部控制功能。该电子秤可以实现基本的称重功能（称重范围为0～9.999Kg ，重量误差不 大于± 0.005Kg）, 并发挥部分的显示购物清单的功能，可以设置日期和设定十种商品的单价，还具有超量程和欠量程的报警功能。 本系统设计结构简单，使用方便，功能齐全，精度高，具有一定的开发价值。 称重传感器原理 即由非电量（质量或重量）转换成电量的转换元件，它是把支承力变换成电的或其它形式的适合于计量求值的信号所用的一种辅助手段。 按照称重传感器的结构型式不同，可以分直接位移传感器（电容式、电感式、电位计式、振弦式、空腔谐振器式等）和应变传感器（电阻应变式、声表面谐振式）或是利用磁弹性、压电和压阻等物理效应的传感器。对称重传感器的基本要求是：输出电量与输入重量保持单值对应，并有良好的线性关系；有较高的灵敏度；对被称物体的状态的影响要小；能在较差的工作条件下工作；有较好的频响特性；稳定可靠。 传感器下的定义是：“能感受规定的被测量并按照一定的规律转换成可用信号的器件或装置，通常由敏感元件和转换元件组成” 。其中敏感元件指传感器中能直接感受被测量的部分，转换元件指传感器中能将敏感元件输出量转换为适于传输和测量的电信号部分。此外传感器是一种检测装置，能感受到被测量的信息，并能将检测感受到的信息，按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出，以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。它是实现自动检测和自动控制的首要环节。 称重传感器在电子秤中占有十分重要的位置，被喻为电子秤的心脏部件，它的性能好坏很大程度上决定了电子秤的精确度和稳定性。通常称重传感器产生的误差约占电子秤整机误差的50%~70%。若在环境恶劣的条件下（如高低温、湿热），传感器所占的误差比例就更大，因此，在人们设计电子秤时，正确地选用称重传感器非常重要。 称重传感器的种类很多，根据工作原理来分常用的有以下几种：电阻应变式、电容式、压磁式、压电式、谐振式等。（本设计采用的是电阻应变式） 电阻应变式称重传感器包括两个主要部分，一个是弹性敏感元件：利用它将
确受力,提高系统的称量精度。 ③改进传统的导向柱与衬套刚性配合限位设计,而是依靠新装置(称量箱)的活动承载压柱和缓冲衬套之间的柔性配合限位来精确完成对力的引导,避免秤体由于受承重冲击偏载和侧向力容易产生的卡碰现象,以解决系统称量失准、使用失常等技术难题。 ④秤台采用整体箱式厚板结构,并在一侧设置活动盖板门,密闭性好,可有效抵抗高温辐射和钢水飞溅。秤体设计采用16只M20的高强度螺栓与臂叉大梁连接成一体,所以秤体倾覆的可能性几乎为零,传感器检查或更换只需打开秤体一侧盖板(活动门),维护简单方便,使用安全可靠。 ⑤采用国产高温传感器,节省投资;自行设计研制称量装置,风险系数小,效益好。 4 效益分析 本文介绍的炼钢工艺钢包称量装置的改进与设计,完全可应用在涟钢所有的连铸机钢包旋转台和车载钢包主体设备上。随着管理水平的提高,在完善配备化铁炉、转炉和电炉的投入产出计量手段的同时,为降低消耗,节约成本,近期,涟钢决定在一炼钢和三炼钢1#、2#共4套连铸机钢包放置台上应用国产钢包称量装置,并对原有的精炼炉车载钢包秤进行技术改造,使炼钢生产过程中钢水有了可靠的计量手段,使提高产品质量和节能降耗有一定保障。通过钢水称量显示操作人员可精确控制钢水不剩余,特别是对控制回炉钢水效益最好。根据涟钢炼钢回炉钢水统计分析,一年中由于钢水衔接不好,回炉钢水平均吨钢减少约10kg,按年产连铸方坯150万t计算,仅钢水衔接回炉钢水减少15万t。有了先进的称量装置和计量手段,按节省每吨钢水800元计算,1年就可创经济效益1200万元左右。 收稿日期:2001-07-21。 作者莫良智,男,1953年生,1978年毕业于湖南省国防企业系统锻造职工大学,工程师;主要从事计量检测和过程控制,发表论文14篇。 动态称重系统的设计 The Design of Dynamic W eighing System 魏鲁原 伍 斌 崔 霞 (徐州师范大学工学院,江苏徐州 221011) 摘 要 介绍一种动态称重系统的结构和实现方法,主要功能是动态测量行驶车辆的轮胎受力,并计算相应静态车辆重量,实现全自动、不停车计量。硬件设计中重点介绍数字电路的构成,A/D转换器、信号放大与偏置电路和LCD偏置电路。软件设计中提出了根据实际采样波形而设计的独特数据处理方法。 关键词 称重系统设计 动态称重 静态重量 车辆重量 A bs tract The structure and implementation of a d ynamic weighin g s ystem are presented.The main function is dynamically meas uring the force on tyre of on going vehicle an d calculating related static weight of vehicle to accomplish full y automatic n on-stop meterin g.In hardware design the composition of d igital circuit,A/D con verter,signal am plif ying and bias circuit as well as LCD bias circuit.In software design the unique data processing m ethod d e-sign ed in accord ance with real ti me sam plin g waveform is stated. Key w ords Design of weighing s ystem Dynamic weighing Static weighin g Weight of the vehicle 1 概述 随着我国市场经济的发展,公路交通量迅速增长,各种载货车、大平板车、带挂汽车和集装箱运输车的数量和比重逐年递增,特别是一些运输单位或个人不顾车辆、公路承载能力及行车安全,擅自对车辆进行改装,增加弹簧钢板,更换高强度轮胎,加高、加宽、加长车厢栏板,栏板上再加围篱,围篱上又堆尖等超载现象较为普遍,使公路、桥梁及其附属设施遭受到严重破坏,且由此而引发的交通事故日益增多。因此,为了维护国家财产和人民生命安全,保护公路完好畅通,严格限制超载运输车辆迫在眉睫。动态称重系统是交通执 《自动化仪表》第23卷第8期 2002年8月D OI:10.16086/https://www.doczj.com/doc/012758335.html, ki.issn1000-0380.2002.08.012
电子体重秤测试系统设计与实现 [ 摘要] 分析了电子体重秤的现状，提出了一种简单电子体重秤的设计方案。本课题设计了以单片机为核心的智能人体电子秤，详述了该系统硬件和软件的设计方法。该系统集称重和显示体重指数于一体，以STC12 单片机为主控芯片，选用应变式传感器，外围附以称重电路、显示电路、按键电路。制作了实物体重秤，实现了自动称重系统的功能。 [关键词] 应变式传感器；STC12 单片机；体重指数计算 Design and Implementation of Electronic Weighing Scale System Abstract: The current situation of electronic weighing scale is analyzed in this paper, while one simple electronic weighing scale design plan is put forward. The intelligent human electronic scale is designed with the core of SCM, hardware and software of the system are also elaborated. This system gathers weighing and showing body mass index and is mainly controlled by STC12 single chip, the periphery is consists of strain gauge sensor with weighing circuit, display circuit, buttons circuit. The object weighing scale is made and the function of auto weighing system is achieved. Key words: strain gauge sensor; stc12 single chip; body mass index 目录 1绪论 (1)
届毕业生 毕业设计说明书题目: 基于单片机的称重控制系统设计 院系名称： 专业班级： 学生姓名：学号： 指导教师：教师职称：
摘要 由于称重器具在商业贸易中的重要作用，称重技术的发展一直都受到人们的关注。本文设计实现了一种新型的多功能电子称重系统，该系统采用了最为常见的C51系列单片机STC89C52作为主控芯片，系统可以准确称量待测物的质量，使用者设置好单价后，系统还能自动地计算总价并可以把测量结果直观地显示在液晶屏幕上，同时本系统还具有超量程自动报警功能。另外本系统还扩展了电子万年历和电子温度计的功能，使得系统更加实用。本文论述了课题提出的背景，系统方案确定的依据以及系统具体硬件电路的设计方案和软件编程的基本思路，最后针对系统的测试结果进行了分析。 关键词：电子称重系统；单片机；称重传感器；A/D转换；时间和温度；人机交互
Title Design of weighing control System Based On MCU ABSTRACT Due to the important role of weighing apparatus in the trade, development of weighing technology has been paid close attention to by people. This paper presents a new type of multifunctional electronic weighing system .This design is based on the most common C51 series microcontroller STC89C52 as a control core, it realized the basic functions of electronic scales. This design can acquisition quality accurately, display test data intuitively, set the price for diffident things and automatic alarm when it is over range. At the same time, the system also extends the function of electronic calendar and the thermometer, making the system more intelligent and practical. This paper discusses the background of the subject,how the system scheme is determined, design of the hardware circuit system and software programming. At the end of the paper, the system test results were analyzed. Key Words Electronic scale; single chip microcomputer; sensor; A/D conversion; human-computer interaction; time and temperature
智能称重系统设计 高伟朋 （陕西理工学院物理与电信工程学院电子信息工程电子1204班，陕西汉中723000） 指导教师：梁芳 [摘要]介绍基于单片机STC89C52控制的一款智能电子秤，其中物体质量信息由重力传感器进行采集。传感器将采集到的信息传送至单片机中，经过单片机处理，准确的在四位数码管显示屏上进行显示。它具有置零，去皮功能。物体的质量数值会和电子秤本身的称量范围数值进行比较，若超出了测量范围的最大值，系统就会执行报警程序。本系统设计结构简单、精确度高、功能齐全、使用方便。 [关键词]单片机；重力传感器；智能电子秤
Design of the Intelligence Electronic Scales of Microcontroller Gao Weipeng （Grade12,Class4,Major of Electronic Information Engineering,School of Physics and Electronic Information Engineering,Shaanxi University of Technology，Hanzhong 723000，Shaanxi） Tutor: Liang Fang [Abstract]Introduction based on single chip STC89C52 control of an intelligent electronic scales, wherein the object quality of the information collected by the gravity sensor. Sensor information collected will be sent to the microcontroller through the microcontroller processing, accurate display on four digital display. It has zero, tare function. Quality and value will be the object of electronic scales weighing range values themselves are compared, if the maximum value exceeds the measurement range, the alarm system will execute the program. The simple design structure, high precision, fully functional, easy to use. [Key words]Single chip ; Gravity sensor ; Intelligent electronic scales
基于51单片机的水温自动控制系统 0 引言 在现代的各种工业生产中 ,很多地方都需要用到温度控制系统。而智能化的控制系统成为一种发展的趋势。本文所阐述的就是一种基于89C51单片机的温度控制系统。本温控系统可应用于温度范围30℃到96℃。 1 设计任务、要求和技术指标 1.1任务 设计并制作一水温自动控制系统，可以在一定范围（30℃到96℃）内自动调节温度，使水温保持在一定的范围（30℃到96℃）内。 1.2要求 （1）利用模拟温度传感器检测温度，要求检测电路尽可能简单。 （2）当液位低于某一值时，停止加热。 （3）用AD转换器把采集到的模拟温度值送入单片机。 （4）无竞争-冒险，无抖动。 1.3技术指标 （1）温度显示误差不超过1℃。 （2）温度显示范围为0℃—99℃。 （3）程序部分用PID算法实现温度自动控制。 （4）检测信号为电压信号。 2 方案分析与论证 2.1主控系统分析与论证 根据设计要求和所学的专业知识，采用AT89C51为本系统的核心控制器件。AT89C51是一种带4K字节闪存可编程可擦除只读存储器的低电压，高性能CMOS 8位微处理器。其引脚图如图1所示。 2.2显示系统分析与论证 显示模块主要用于显示时间，由于显示范围为0～99℃，因此可采用两个共阴的数码管作为显示元件。在显示驱动电路中拟订了两种设计方案： 方案一：采用静态显示的方案 采用三片移位寄存器74LS164作为显示电路，其优点在于占用主控系统的I/O口少，编程简单且静态显示的内容无闪烁，但电路消耗的电流较大。 方案二：采用动态显示的方案 由单片机的I/O口直接带数码管实现动态显示，占用资源少，动态控制节省了驱动芯片的成本，节省了电 ,但编程比较复杂，亮度不如静态的好。 由于对电路的功耗要求不大，因此就在尽量节省I/O口线的前提下选用方案一的静态显示。
学生成绩管理系统毕业设计论文 【摘要】 (3) 1.1问题的提出 (5) 1.2现有系统存在问题的分析 (6) 1.3系统开发目标与意义 (6) 1.3.1系统开发目标: (7) 1.3.2意义： (7) 1.4可行性分析 (7) 1.4.1 经济上可行性： (8) 1.4.2技术上可行性： (8) 1.4.3运行上可行性： (8) 第二章需求分析 (9) 2.1 教育系统学生管理现状分析 (9) 2.1.1 学校工作流程分析 (9) 2.1.2 学校具体需求分析 (10) 2.1.3 系统设计思想 (11) 2.1.4 系统设计分析 (11) 2.1.5 系统功能分析 (12) 2.1.6 学生学籍系统的目标 (12) 2.2 基于B/S结构技术的应用 (13) 2.2.1 B/S结构技术发展简述 (13) 2.2.2 动态网站开发技术比较 (14) 2.2.3 本系统的开发采用https://www.doczj.com/doc/012758335.html,---- 一种全新的设计模式 (18) 2.2.4 面向对象的开发过程 (20) 2.2.5 开发工具的选择 (21) 2.2.6 数据库系统选择 (24) 2.2.7 开发方法的选择 (26) 2.2.8 开发本系统的意义 (27) 2.2.9 本文档编写目的 (28) 2.2.10 定义 (28) 第三章学生成绩管理系统概要设计 (29) 3.1系统设计图例说明 (29) 3.2 系统设计业务目标(业务逻辑层) (30) 3.2.1系统设计目标概述 (30) 3.2.2 用户(角色) (30) 3.2.3 假定 (31) 3.3 技术总体目标 (34) 3.3.1系统技术性能要求 (34)
《汽车衡全自动智能称重系统》 设 计 方 案
一、综述： 一直以来，电子衡器称重管理工作，都是煤炭、水泥、石化、粮食、饲料、冶金、化工等工业以及所有需要电子磅计量行业中的难题。往往磅房远离管理部门，司磅人员的工作得不到有效监控，而且每天大量的手工填单和计算工作极易发生错误，这些问题的存在，久而久之，日积月累下来都将给企业带来巨大的经济损失。随着新技术的发展，对称重管理要求的提高，如何有效地管理称重数据，提高工作效率，提高企业信息化管理水平，是各企业的管理人员所想的，也是我们所开发的称重管理系统所必须做的。 我公司根据热电企业、垃圾焚烧行业、大型煤电企业的实际情况，引进国内外先进的技术经验成功开发了一套汽车衡智能称重管理系统。已广泛应用在国内多家垃圾处理场、发电厂以及化工、造纸企业，受到广大用户的肯定！ 汽车衡全自动称重系统是集远距离车号自动识别系统、自动语音指挥系统、称重图像即时抓拍系、红绿灯控制系统、红外防作弊系统、道闸控制系统、远程监管系统于一身的智能称重系统。在称重的整个过程里做到计量数据自动可靠采集、自动判别、自动指挥、自动处理、自动控制，最大限度的降低人工操作所带来的弊端和工作强度，提高了系统的信息化、自动化程度。对于管理部门，可以通过系统中的汇总报表了解当前的生产及物流状况；对于财务结算部门，则可以拿到清晰又准确的结算报表；仓管部门则可以了解到自己的收、发货物的情况等。这些报表数据是随时可以查阅的，因此它也加强了管理上的一致性，缩短了决策者对生产的响应时间，提高了管理效率，降低了运行成本，促进了企业信息化管理。
二、系统设计原则 1 可靠 本系统是一个长期运行的系统，保证系统稳定可靠的运行是首先要考虑的。设计时充分考虑了系统在部分出现故障时仍然能够提供对用户的服务，并且能够很快的排除故障恢复正常运行。 2 可扩展 企业的发展是有一个过程的，相应的需求也是一个由小到大的过程，在系统方案中按照系统分析、统筹规划的观点将系统规划成一个扩展性很强且在扩容升级时浪费最少的系统。中心系统采用叠加式模块升级方式，逐步实现平滑扩容；降低系统维护升级的复杂程度，提高系统更新、维护和升级的效率；软件系统使用先进的网络开发平台，以客户机/服务器体系结构为框架，结合模块化和结构化的设计思想，既考虑到当前使用的易用性，更具有适当的超前性。同时系统具有与其他信息系统进行数据交换和数据共享的能力；计算机网络系统适应将来的广域扩展。 3 标准化和优势确立 系统实现时尽量采用符合工业标准的技术，保证技术实现的质量，便于日常维护和系统的扩展。 系统采用成熟的高新科技，以目前较为先进的方法实现需要的功能，既反应当今科技的先进水平，又具有发展潜力，保证系统在相当长的时间内不被淘汰。 4 开放 系统设计遵循开放性原则，整个系统的操作以方便、简捷、高效为目标，多操作平台整体设计统一操作，既充分体现快速反应的特点又能便于工作人员进行业务处理和综合管理，便于领导层、管理层及时了解各项统计信息和决策信息。