单片机课程设计
设计题目：简易电子秤的设计
班级：机控学院机械电子工程12 (1)
组员：2012330300010 包日奉
2012330300014 陈绍用
指导教师：袁嫣红
完成日期：2015 年 1 月30 日浙江理工大学
摘要
随着微电子技术的发展，市场上使用的传统称重工具已经满足不了人们的要求，为了改变传统称重工具在使用上存在的问题，本设计中将智能化、自动化用在了电子秤系统中。此电子称很大程度上满足了应用需求，具有很大的应用前景。
本设计以单片机MCS-51系列的AT89C51集成电路为信息处理核心，提出电子秤的硬件设计方案、详细的分析了个单元的硬件电路，给出了一起电路设计和软件流程，以及相关电路图、原路图，最后介绍了系统的软件调试。
关键词：电子秤 AT89C51 硬件设计
目录
1.绪论
1.1.选题的背景和意义 (1)
1.2 研究现状 (1)
1.3 论文主要研究内容 (1)
2.总体设计方案
2.1 电子秤总体设计方案 (2)
2.2 称重传感器设计方案 (2)
2.3 模数转换器设计方案 (2)
2.4 键盘设计方案 (3)
2.5 显示器设计方案 (4)
2.6过载报警设计方案 (4)
3.硬件设计
3.1模数转换电路 (4)
3.2 LCD显示屏 (6)
3.3键盘电路框图 (11)
3.4 报警器电路框图 (12)
3.5 总程序框图 (12)
4.硬件调试 (15)
4.1仿真图 (15)
5.参考文献 (14)
6．附录.
6.2汇编程序 (17)
1.1选题的背景和意义
电子秤是日常生活中常用的称重器材，广泛应用于超市、商场、物流配送中心等部门。电子秤在结构和原理上取代了一杠杆平衡为原理的传统机械式称重工具。相比传统的机械式称量工具，电子秤具有称量精度高、装机体积小、应用范围广、易于操作使用等优点，在外形布局、工作原理、结构和材料上都是全新的计量仪器。电子秤的设计首先是通过压力传感器采集到被测物体的重量并将其转换成电信号，经过放大模块的模拟电压信号经A/D转换电路转换成数字量被送入到单片机中，再经过单片机控制显示器，从而显示出被测物体的重量。
1.2研究现状
电子秤不仅要向高精度、高可靠方向发展，而且更需向多种功能的方向发展。目前电子秤的附加功能主要有以下几种：1.电子秤附加了处理机构计算机信息补偿装置，可以进行自诊断、自校正和多种补偿计算和处理。2.具有皮重、净重显示等特种功能。电子秤有些已经具备了动物称量模式，即通过进行算数平均、积分处理和自动调零等方法，消除抖动误差。3附加特殊的数据处理功能。今后，随着电子高科技的飞速发展，电子秤技术的发展定将日新月异。同时，功能更加齐全的高精度、高智能的先进电子秤将会不断问世，其应用范围也会更加宽广。
1.3主要研究内容
本文设计内容是简易电子秤的设计，应用单片机作为处理核心，信号由压力传感器感受后经放大器放大模拟电压和模数转换后输入到单片机处理，同时该电子秤具有LCD显示和键盘输入功能以及报警功能。
2.1 电子秤整体方案
电子秤整体方案是：传感器采集到因压力变化产生的电信号，通过数模转换器转换为数字信号后送入微处理器中处理，微处理器处理后输出信号空中显示器显示出来。同时还需要键盘对物品单价等信息输入到微处理器内部，还需要有过载报警装置。
其整体设计方案如图2-1所示：
图 2.1 整体设计方案
2.2称重传感器的设计
使用压力传感器，将电平输入AD转换模块。由于实验室中的器材限制，本次设计使用的是滑动变阻器，用调节滑动变阻器的接入电阻大小模拟重物的质量大小，因此不需要在传感器后加入模拟信号放大电路，大大简化了冗杂的电路。
图2.2称重传感器原理
2.3模数转换器的设计
由于称重传感器采集的是模拟量电压。单片机系统内部运算是使用的都是数字量，因此对于单片机而言无法直接使用模拟量，必须将模拟量转换为数字量。这就需要在电路中接入模数转换模块，模数转换模块就是将输入的模拟信号转换成数字信号。转换后的数字信号提供给微处理器处理。
我们选用逐次比较型模数转换集成芯片ADC0832，该芯片是一种8位分辨率、双通道模数转换芯片，其输入输出电平与TTL/CMOS兼容，电源供电时输入电压0~5V，工作频率为250KHZ，转换时间32微秒，一般功耗为15mw。
图2.3 ADC0832引脚与单片机接口电路
2.4 键盘设计方案
电子秤需要设置单价（0~9数字键），还具有确认、清零、复位等功能，共需设置13个键，由于复位功能可以通过复位电路实现，因此仅需要采用4*3的矩阵键盘结构的接口电路。4*3矩阵式键盘的特点是把检测线分为行线和列线，按键布置在行线和列线的交叉点上。如图为4*3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微处理器P1口相连，共需7个I/O口。
图2.4 键盘接口电路
2.5 显示器的设计
数据显示器是电子秤的一项重要I/O功能，也是人机交互的主要组成部分，它可以将测量出来的物体重量直观地显示出来。数据显示部分可以有两种方案供选择，一种是LCD液晶，另一种是LED数码管。由于LED显示每一个数码管只能显示一个数字，而电子秤系统需要很多的字符显示，使用LED会使线路变得复杂化。LCD液晶显示器则是一种极地功耗显示器，能够多行显示，并且能够显示字符。图2.5为硬件及其管脚。
图2.5
2.6 过载报警设计方案
智能仪器一般都具有报警和通讯功能，报警主要应用于当测量的目标超过一起能精确显示或超过用户设置的上下值而设计，提醒用户。防止仪器损坏。
超限报警电路是由单片机控制喇叭的高低电平实现的，当称重物体超过系统设计时预设的阈值时，通过单片机的I/O口置为高电平，导通与喇叭相连的二极管，使蜂鸣器发出报警声，如图2.6。
