MSP430智能電子稱論文說課講解

1、Good is good, but better carries it.精益求精，善益求善。MSP430智能電子稱論文大連理工大學(xué)城市學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）學(xué)院：電子與自動化學(xué)院專業(yè)：自動化學(xué)生：滿德鵬指導(dǎo)教師：張明君、金建設(shè)完成日期：2011年5月26日大連理工大學(xué)城市學(xué)院本科畢業(yè)生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）基于MSP430的智能電子秤設(shè)計(jì)總計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）47頁表格6個插圖25幅摘要目前，電子計(jì)價秤的使用非常普及，逐漸會取代傳統(tǒng)的桿秤。由壓力傳感器制作的電子秤已廣泛地應(yīng)用到各行各業(yè),特別是微處理機(jī)的出現(xiàn)，工業(yè)生產(chǎn)過程自動化程度的不斷提高，壓力傳感器已成為過程控制中的一種必需的裝置。本設(shè)計(jì)給出了

2、以MSP430混和信號單片機(jī)為核心的低功耗電子秤的設(shè)計(jì)。整個系統(tǒng)包括壓力傳感器，差模信號放大器，A/D轉(zhuǎn)換模塊，LED數(shù)碼管顯示模塊。壓力傳感器將所稱物體的重量轉(zhuǎn)換為電壓變化量，儀表運(yùn)放和高精度運(yùn)放分別完成電橋電壓的雙端到單端換和后級放大，A/D轉(zhuǎn)換器將放大后的電壓信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字量傳送給MSP430單片機(jī)，經(jīng)過考入單片機(jī)中的軟件程序控制計(jì)算后通過數(shù)碼管顯示。使得該系統(tǒng)經(jīng)過采集當(dāng)前壓力，根據(jù)輸入單價，準(zhǔn)確計(jì)算出物品的金額，同時把重量、金額顯示到LED數(shù)碼管上。關(guān)鍵詞：電子稱；壓力傳感器；運(yùn)算放大器；MSP430單片機(jī)；低功耗AbstractNowadays，electronicscaleisve

3、rypopularanditwillreplacethetraditionalsteelyardgradually.Theelectronicssteelyardmadebythepressuretransducerhasbeenappliedtoallprofessions,especiallytheemergenceofthemicroprocessor.Andwiththeincreasingoftheautomationofindustryproduction,thepressuretransducerbecomesakindofessentialdeviceintheprocessc

4、ontrol.ThisdesigngivesthemixedsignalsinMSP430microcontrollerasthecoreofthelowpowerelectronicscaledesign.Thesystemincludespressuresensor,thedifferential-modesignalamplifiers,A/Dconversionmodule,LEDdigitaltubedisplaymodule.Pressuresensorreferredtotheweightoftheobjectwillbeconvertedtovoltagevariation,i

5、nstrumentop-ampandhighprecisionop-ampcompletedbridgevoltagerespectivelythesingleendedindoubleandtheamplifier,A/DconverterwillamplificationvoltagesignalsareconvertedtodigitalquantitysendMSP430microcontroller,afterthesoftwareprogramcontrolenteredmicrocontrollercalculationthroughdigitalpipedisplay.Make

6、thesystemaftercollectingthecurrentpressure,accordingtotheinputunitprice,calculatetheamountofgoods,simultaneouslytheamountofweight,LEDdigitaldisplaytotube.Keywords:Electronicsays;Pressuresensors;Operationalamplifier;MSP430microcontroller;Lowpowerconsumption目錄摘要IAbstractIITOCo1-3hzuHYPERLINKl_Toc28932

7、6949第一章緒論P(yáng)AGEREF_Toc289326949h3HYPERLINKl_Toc2893269501.1電子秤設(shè)計(jì)背景PAGEREF_Toc289326950h3HYPERLINKl_Toc2893269511.2稱重技術(shù)和衡器的發(fā)展PAGEREF_Toc289326951h3HYPERLINKl_Toc2893269521.3電子秤的發(fā)展現(xiàn)狀PAGEREF_Toc289326952h3HYPERLINKl_Toc2893269531.4電子秤的發(fā)展趨勢PAGEREF_Toc289326953h4HYPERLINKl_Toc2893269541.5現(xiàn)有電子秤的不足PAGEREF_To

8、c289326954h6HYPERLINKl_Toc289326955第二章芯片介紹PAGEREF_Toc289326955h8HYPERLINKl_Toc2893269562.1單片機(jī)的發(fā)展PAGEREF_Toc289326956h8HYPERLINKl_Toc2893269572.2MSP430F149芯片PAGEREF_Toc289326957h92.2.1MSP430F149的引腳72.2.2MSP430F149的模數(shù)轉(zhuǎn)換器ADC121111HYPERLINKl_Toc2893269602.3壓力傳感器PAGEREF_Toc289326960h182.3.1壓力傳感器的選擇112.3.

9、2放大電路12HYPERLINKl_Toc2893269632.4LED數(shù)碼管PAGEREF_Toc289326963h212.4.1數(shù)碼管的分類132.4.2數(shù)碼管的驅(qū)動方式14HYPERLINKl_Toc2893269662.5鍵盤PAGEREF_Toc289326966h22HYPERLINKl_Toc2893269672.6相關(guān)軟件PAGEREF_Toc289326967h232.6.1Protel99SE152.6.2C語言17HYPERLINKl_Toc2893269702.7小結(jié)PAGEREF_Toc289326970h26HYPERLINKl_Toc289326971第三章系統(tǒng)

10、硬件設(shè)計(jì)PAGEREF_Toc289326971h27HYPERLINKl_Toc2893269723.1電子秤系統(tǒng)的構(gòu)成及工作原理PAGEREF_Toc289326972h27HYPERLINKl_Toc2893269733.2電子秤系統(tǒng)壓力傳感器電路PAGEREF_Toc289326973h27HYPERLINKl_Toc2893269743.3電子秤系統(tǒng)的鍵盤電路PAGEREF_Toc289326974h28HYPERLINKl_Toc2893269753.4電子秤系統(tǒng)的顯示電路PAGEREF_Toc289326975h30HYPERLINKl_Toc2893269763.5電子秤系統(tǒng)的

11、電源電路PAGEREF_Toc289326976h31HYPERLINKl_Toc2893269773.6小結(jié)PAGEREF_Toc289326977h32HYPERLINKl_Toc289326978第四章電子秤系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)PAGEREF_Toc289326978h33HYPERLINKl_Toc2893269794.1電子秤系統(tǒng)的程序總流程圖PAGEREF_Toc289326979h33HYPERLINKl_Toc2893269804.2初始化程序流程圖PAGEREF_Toc289326980h34HYPERLINKl_Toc2893269814.3壓力傳感器程序流程圖PAGEREF_T

12、oc289326981h34HYPERLINKl_Toc2893269824.4預(yù)處理程序流程圖PAGEREF_Toc289326982h35HYPERLINKl_Toc2893269834.5稱重計(jì)價程序流程圖PAGEREF_Toc289326983h36HYPERLINKl_Toc2893269844.6鍵盤程序流程圖PAGEREF_Toc289326984h374.6.1鍵盤分析程序24HYPERLINKl_Toc2893269864.7數(shù)碼管顯示流程圖PAGEREF_Toc289326986h40HYPERLINKl_Toc2893269874.8小結(jié)PAGEREF_Toc289326

13、987h40HYPERLINKl_Toc289326988結(jié)論P(yáng)AGEREF_Toc289326988h41HYPERLINKl_Toc289326989致謝PAGEREF_Toc289326989h42HYPERLINKl_Toc289326990參考文獻(xiàn)PAGEREF_Toc289326990h43HYPERLINKl_Toc289326991附錄一PAGEREF_Toc289326991h錯誤！未定義書簽。HYPERLINKl_Toc289326992附錄二PAGEREF_Toc289326992h46第一章緒論1.1電子秤設(shè)計(jì)背景目前，臺式電子秤在商業(yè)貿(mào)易中的使用已相當(dāng)普遍，但存在較大

14、的局限性：體積大、成本高、需要工頻交流電源供應(yīng)、攜帶不便、應(yīng)用場所受到制約?，F(xiàn)有的便攜秤為桿秤或以彈簧、拉伸變形來實(shí)現(xiàn)計(jì)量的彈簧秤，居民用戶使用的基本是桿秤。彈簧盤秤制造工藝要求較高，彈簧的疲勞問題無法徹底解決，一旦超過彈簧彈性限度，彈簧秤就會產(chǎn)生很大誤差，以至損壞，影響到稱重的準(zhǔn)確性和可靠性，只是一種暫時的代用品，也被列入逐漸取消的行列。多年來，人們一直期待測量準(zhǔn)確、價格低廉的電子秤投放市場?；陔娮映拥默F(xiàn)狀，本課題擬研究一種用MSP430單片機(jī)控制的高精度智能電子秤設(shè)計(jì)方案。這種高精度智能電子秤體積小、計(jì)量準(zhǔn)確、攜帶方便，集質(zhì)量稱量功能與價格計(jì)算功能于一體，能夠滿足商業(yè)貿(mào)易和居民家庭的使用

15、需求。1.2稱重技術(shù)和衡器的發(fā)展電子衡器一般是指裝有電子裝置的HYPERLINK/hengqi/index.html衡器。因其種類繁多，且涉及到貿(mào)易結(jié)算和保護(hù)廣大消費(fèi)者的利益，所以為世界各國政府普遍關(guān)注和重視，并被確定為國家強(qiáng)制管理的法制計(jì)量器具。電子衡器是自動化稱重控制和貿(mào)易計(jì)量的重要手段，對加強(qiáng)企業(yè)管理、嚴(yán)格生產(chǎn)、貿(mào)易結(jié)算、交通運(yùn)輸、港口計(jì)量和科學(xué)研究都起到了重要作用。電子衡器具有反應(yīng)速度快，測量范圍廣、應(yīng)用面廣、結(jié)構(gòu)簡單、使用操作方便、信號遠(yuǎn)傳、便于計(jì)算機(jī)控制等特點(diǎn)。被廣泛應(yīng)用于我國煤炭、石油、化工、電力、輕工、冶金、礦山、交通運(yùn)輸、港口、建筑、機(jī)械制造和國防等各個領(lǐng)域。1.3電子秤的發(fā)

16、展現(xiàn)狀50年代中期電子技術(shù)的滲入推動了衡器制造業(yè)的發(fā)展。60年代初期出現(xiàn)機(jī)電結(jié)合式電子衡器以來，經(jīng)過40多年的不斷改進(jìn)與完善，我國電子衡器從最初的機(jī)電結(jié)合型發(fā)展到現(xiàn)在的全電子型和數(shù)字智能型。我國電子衡器的技術(shù)裝備和檢測試驗(yàn)手段基本達(dá)到國際90年代中期的水平。電子衡器制造技術(shù)及應(yīng)用得到了新發(fā)展。電子稱重技術(shù)從靜態(tài)稱重向動態(tài)稱重發(fā)展；計(jì)量方法從模擬測量向數(shù)字測量發(fā)展；測量特點(diǎn)從單參數(shù)測量向多參數(shù)測量發(fā)展。但就總體而言，我國電子衡器產(chǎn)品的數(shù)量和質(zhì)量與工業(yè)發(fā)達(dá)國家相比還有較大差距，其主要差距是技術(shù)與工藝不夠先進(jìn)、工藝裝備與測試儀表老化、開發(fā)能力不足、產(chǎn)品的品種規(guī)格較少、功能不全、穩(wěn)定性和可靠性較差等。

17、1.4電子秤的發(fā)展趨勢通過分析近年來電子衡器產(chǎn)品的發(fā)展情況及國內(nèi)外市場的需求，電子秤總的發(fā)展方向是小型化、模塊化、集成化、智能化；其技術(shù)性能趨向是速率高、準(zhǔn)確度高、穩(wěn)定性高、可靠性高；其功能趨向是稱重計(jì)量的控制信息和非控制信息并重的“智能化”功能；其應(yīng)用性能趨向于綜合性和組合性。1）集成化對于某些品種和結(jié)構(gòu)的電子衡器，例如小型電子平臺秤、專用秤、便攜式靜動態(tài)電子輪軸秤、靜動態(tài)電子軌道衡等，都可以實(shí)現(xiàn)秤體與稱重傳感器，鋼軌與稱重傳感器，軌道衡秤體與鐵路線路一體化。如秤體與稱重傳感器一體化的便攜式靜動態(tài)電子輪軸秤，多用硬鋁合金厚板制成。其結(jié)構(gòu)原理是經(jīng)過固溶熱處理強(qiáng)化的鋁合金板，或通過在4個角上鉆孔

18、和銑槽分別形成4個懸臂梁型稱重傳感器；或在鋁合金板的底面銑出多個對稱的盲孔和盲槽形成整體剪切梁型稱重傳感器。這就使得秤體與稱重傳感器合二為一，即鋁合金板既是秤體臺面又是一個大板式稱重傳感器。以后者結(jié)構(gòu)的10t便攜式動態(tài)電子輪軸秤為例，其尺寸為720mm550mm32mm，重量約為23kg。2）智能化電子衡器的HYPERLINK/2008/1215/wNMDAwMDAwMDAwNg.htmlt_blank稱重顯示控制器與電子計(jì)算機(jī)組合，利用電子計(jì)算機(jī)的智能來增加稱重顯示控制器的功能。使電子衡器在原有功能的基礎(chǔ)上，增加推理、判斷、自診斷、自適應(yīng)、自組織等功能，這就是當(dāng)今市場上采用微機(jī)化稱重顯示控制

19、器的電子衡器與采用智能化稱重顯示控制器的電子衡器的根本區(qū)別。3）綜合性電子稱重技術(shù)的發(fā)展規(guī)律就是不斷的加強(qiáng)基礎(chǔ)研究并擴(kuò)大應(yīng)用，擴(kuò)展新技術(shù)領(lǐng)域，向相鄰學(xué)科和行業(yè)滲透，綜合各種技術(shù)去解決稱重計(jì)量、自動控制、信息處理等問題。例如在流量計(jì)量專業(yè)，如果按照傳統(tǒng)的理論和方法建造一套標(biāo)準(zhǔn)大流量測量系統(tǒng)，價格相當(dāng)昂貴。如果采用稱重法即質(zhì)量流量法，只要將重量和時間測量準(zhǔn)確，大流量的測量問題就迎刃而解了。對某些商用電子計(jì)價秤而言，只具備稱重、計(jì)價、顯示、打印功能還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，現(xiàn)代商業(yè)系統(tǒng)還要求它能提供各種銷售信息，把稱重與管理自動化緊密結(jié)合，使稱重、計(jì)價、進(jìn)庫、銷售管理一體化，實(shí)現(xiàn)管理自動化。這就要求電子計(jì)價秤能與

20、電子計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng)，把稱重系統(tǒng)與計(jì)算機(jī)系統(tǒng)組成一個完整的綜合控制系統(tǒng)。4）組合性在工業(yè)稱重計(jì)量過程或工藝流程中，不少稱重計(jì)量系統(tǒng)還要求具有可組合性，即測量范圍等可以任意設(shè)定；硬件能夠依據(jù)一定的工作條件和環(huán)境作某些調(diào)整，硬件功能向軟件方向發(fā)展；軟件能按一定的程序進(jìn)行修改和擴(kuò)展；輸入輸出數(shù)據(jù)與指令可以使用不同的語言和條形碼，并能與外部的控制和數(shù)據(jù)處理設(shè)備進(jìn)行通信。5）小型化體積小、高度低、重量輕，即小、薄、輕。近幾年新研制的電子平臺秤結(jié)構(gòu)充分體現(xiàn)了小薄輕的發(fā)展方向。對于低容量的電子平臺秤和電子輪軸秤，可采用將薄型或超薄型的圓形稱重傳感器，直接嵌入鋼板或鋁板底面與稱重傳感器外徑相同的盲孔內(nèi)，形成低外形的

21、秤體結(jié)構(gòu)，稱重傳感器的數(shù)量和位置由秤的額定載荷和力學(xué)要求計(jì)算決定。鋼板或鋁板就是秤體的臺面，稱重傳感器既是傳感元件，又是承力支點(diǎn)，極大地減化了秤體結(jié)構(gòu)，減少了活動連接環(huán)節(jié)，不但降低了成本，而且提高了穩(wěn)定性和可靠性。對中等或較大容量的電子平臺秤、電子地上衡，已經(jīng)出現(xiàn)了采用方形或長方形閉合截面的薄壁型鋼，并聯(lián)排隊(duì)列焊接成一個整體的竹排式結(jié)構(gòu)的秤體，4個稱重傳感器分別安裝在最外邊兩根薄壁型鋼兩端的切口內(nèi)，安裝在稱重傳感器承力點(diǎn)上的固定支承就是秤體的承力支點(diǎn)，既減化了承力傳力機(jī)構(gòu)，又節(jié)省了秤體高度，這是一種很有發(fā)展前途的秤體結(jié)構(gòu)。對于大型電子平臺秤，可利用有限單元法進(jìn)行等強(qiáng)度和剛度計(jì)算，采用抗彎剛度大

22、的型材和輕型波紋夾心鋼板等。6）模塊化對于大型或超大型的承載器結(jié)構(gòu)，如大型靜動態(tài)電子汽車衡等，已開始采用幾種長度的標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)的模塊，經(jīng)過分體組合，而產(chǎn)生新的品種和規(guī)格。以（5、6、7）m長的同寬度3種標(biāo)準(zhǔn)模塊為例，由單塊、二塊、三塊到四塊分體組合，可以組合成長度為（528）m的22種規(guī)格的分體式秤體結(jié)構(gòu)。當(dāng)然在實(shí)際應(yīng)用中，根據(jù)各行業(yè)用戶的需要，選擇其中10余種常用的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格即可。這種模塊化的分體式秤體結(jié)構(gòu)，不僅提高了產(chǎn)品的通用性、互換性和可靠性，而且也大大地提高了生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。同時還降低了成本，增強(qiáng)了企業(yè)的市場競爭能力。1.5現(xiàn)有電子秤的不足我國電子衡器產(chǎn)品的數(shù)量和質(zhì)量與工業(yè)發(fā)達(dá)國家相比還

23、有較大差距，其主要差距是技術(shù)與工藝不夠先進(jìn)、工藝裝備與測試儀表老化、開發(fā)能力不足、產(chǎn)品的品種規(guī)格較少、功能不全、穩(wěn)定性和可靠性較差等。我國的電子衡器要打入國際市場。參與國際競爭。就必須執(zhí)行國際法制計(jì)量組織制定的國際建議并要有國際水平的技術(shù)與裝備、有國際水平的質(zhì)量。這就要求企業(yè)以技術(shù)為先導(dǎo)、以質(zhì)量為中心、以管理為基礎(chǔ)，努力提高制造技術(shù)與制造工藝水平，穩(wěn)定產(chǎn)品質(zhì)量。增強(qiáng)國際市場競爭能力。面對與國際先進(jìn)水平的差距和我國國民經(jīng)濟(jì)持續(xù)發(fā)展的大好形勢，我們HYPERLINK/2009/0227/news_2MMDAwMDAwMDA2MA.htmlt_blank衡器行業(yè)發(fā)展應(yīng)該是明確的，就是要從觀念上、技術(shù)

24、上和管理上迅速趕上，瞄準(zhǔn)先進(jìn)、與時俱進(jìn)、迎接挑戰(zhàn)、開拓創(chuàng)新、以提高制造技術(shù)與制造工藝水平為突破口，主要解決電子衡器中的工程化產(chǎn)品的定型設(shè)計(jì)。生產(chǎn)工藝，質(zhì)量保證，可靠性考核等規(guī)模生產(chǎn)中的關(guān)鍵技術(shù)與工藝，提高批量生產(chǎn)能力，使我國的民族衡器工業(yè)走上健康持續(xù)發(fā)展的軌道。第二章芯片介紹2.1單片機(jī)的發(fā)展單片機(jī)又稱單片微控制器,它不是完成某一個邏輯功能的芯片,而是把一個計(jì)算機(jī)系統(tǒng)集成到一個芯片上。概括的講：一塊芯片就成了一臺計(jì)算機(jī)，學(xué)習(xí)使用單片機(jī)是了解計(jì)算機(jī)原理與結(jié)構(gòu)的最佳選擇。還有它的體積小、質(zhì)量輕、價格便宜、而且它低電壓，低功耗，便于生產(chǎn)便攜式產(chǎn)品，因此為學(xué)習(xí)、應(yīng)用和開發(fā)提供了便利的條件。單片機(jī)內(nèi)部也

25、用和電腦功能類似的模塊，比如CPU，內(nèi)存，并行總線，還有和硬盤作用相同的存儲器件，不同的是它的這些部件性能都相對我們的家用電腦弱很多，不過價錢也是低的，一般不超過10元即可用它來做一些控制電器一類不是很復(fù)雜的工作足矣了。我們現(xiàn)在用的全自動滾筒洗衣機(jī)、排煙罩、VCD等等的家電里面都可以看到它的身影！它主要是作為控制部分的核心部件。它是一種在線式實(shí)時控制計(jì)算機(jī)，在線式就是現(xiàn)場控制，需要的是有較強(qiáng)的抗干擾能力，較低的成本，這也是和離線式計(jì)算機(jī)的（比如家用PC）的主要區(qū)別。單片機(jī)是靠程序的，并且可以修改。通過不同的程序?qū)崿F(xiàn)不同的功能，尤其是特殊的獨(dú)特的一些功能，這是別的器件需要費(fèi)很大力氣才能做到的，有

26、些則是花大力氣也很難做到的。一個不是很復(fù)雜的功能要是用美國50年代開發(fā)的74系列，或者60年代的CD4000系列這些純硬件來搞定的話，電路一定是一塊大PCB板！但是如果要是用美國70年代成功投放市場的系列單片機(jī)，結(jié)果就會有天壤之別！只因?yàn)閱纹瑱C(jī)的通過你編寫的程序可以實(shí)現(xiàn)高智能，高效率，以及高可靠性!目前單片機(jī)滲透到我們生活的各個領(lǐng)域，幾乎很難找到哪個領(lǐng)域沒有單片機(jī)的蹤跡。導(dǎo)彈的導(dǎo)航裝置，飛機(jī)上各種儀表的控制，計(jì)算機(jī)的網(wǎng)絡(luò)通訊與數(shù)據(jù)傳輸，工業(yè)自動化過程的實(shí)時控制和數(shù)據(jù)處理，廣泛使用的各種智能IC卡，民用豪華轎車的安全保障系統(tǒng)，錄象機(jī)、攝象機(jī)、全自動洗衣機(jī)的控制，以及程控玩具、電子寵物等等，這些都

27、離不開單片機(jī)。更高級的還有自動控制領(lǐng)域的機(jī)器人、智能儀表、醫(yī)療器械等等。綜合所述，單片機(jī)已成為計(jì)算機(jī)發(fā)展和應(yīng)用的一個重要方面。另一方面，單片機(jī)應(yīng)用的重要意義還在于，它從根本上改變了傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)思想和設(shè)計(jì)方法。從前必須由模擬電路或數(shù)字電路實(shí)現(xiàn)的大部分功能，現(xiàn)在已能用單片機(jī)通過軟件方法來實(shí)現(xiàn)了，因此單片機(jī)的學(xué)習(xí)、開發(fā)與應(yīng)用是十分重要的。2.2MSP430F149芯片MSP430系列單片機(jī)是美國德州儀器(TI)推出的一款16位超低功耗的混合信號處理器，其在我國推出的時間也已經(jīng)很久了，它以低功耗著稱，并且將許多模擬電路、數(shù)字電路和微處理器集成在一個芯片上，因此一經(jīng)推出便在我國得到迅速推廣。針對目

28、前普遍使用的51系列單片機(jī)局限性，為了很好地滿足控制器的準(zhǔn)確性、精確性的要求，采取了一系列措施。首先，考慮系統(tǒng)所接的外部模塊比較多，需要的I/O口比較多，一般的8位單片機(jī)是不夠用的所以考慮選擇8位以上的單片機(jī)，再者32位的單片機(jī)功能又太過了，不僅I/O口比較多，而且好多集成的資源用不上都會浪費(fèi)，所以考慮使用16位的單片機(jī)，而16位單片機(jī)中的TI公司MSP430系列的較為成熟，適用于在儀表儀器中使用，而且用在本系統(tǒng)中也正好合適，其次該控制器本身部分集成了12位的A/D轉(zhuǎn)換器進(jìn)行高精度轉(zhuǎn)換，并可采用軟件配置采樣通道，確定采樣序列，保存采樣結(jié)果。用于本系統(tǒng)中進(jìn)行采樣也比較合適，再次考慮控制器對功能性

29、接口要求較高，而且存在較大數(shù)量的計(jì)算任務(wù)。基于以上的考慮，選擇了性價比比較高的MSP430F149單片機(jī)。2.2.1MSP430F149的引腳MSP430F149的引腳圖如圖2-1所示，引腳功能如表2-1所示。圖2-1MSP430F149的引腳圖表2-1MSP430F149的引腳功能引腳I/O說明名稱序號P1.0/TACLK12I/O通用數(shù)字I/O引腳/Timer-A，TACLK時鐘信號輸入P1.1/TA013I/O通用數(shù)字I/O引腳/Timer-A，捕獲：CCI0A輸入，比較：OUT0輸出P1.2/TA114I/O通用數(shù)字I/O引腳/Timer-A，捕獲：CCI1A輸入，比較：OUT1輸出P

30、1.3/TA215I/O通用數(shù)字I/O引腳/Timer-A，捕獲：CCI2A輸入，比較：OUT2輸出P1.4/SMCLK16I/O通用數(shù)字I/O引腳/SMCLK信號輸出P1.5/TA017I/O通用數(shù)字I/O引腳/Timer-A，比較：OUT0輸出P1.6/TA118I/O通用數(shù)字I/O引腳/Timer-A，比較：OUT1輸出P1.7/TA219I/O通用數(shù)字I/O引腳/Timer-A，比較：OUT2輸出P2.0/ACLK20I/O通用數(shù)字I/O引腳/ACLK輸出端P2.1/TAINCLK21I/O通用數(shù)字I/O引腳/Timer-A，INCLK時鐘信號P2.2/CAOUT/TA022I/O通用

31、數(shù)字I/O引腳/Timer-A，捕獲：CCI0B輸入，比較：OUT0輸出P2.3/CA0/TA123I/O通用數(shù)字I/O引腳/Timer-A，捕獲：CCI1B輸入，比較：OUT1輸出P2.4/CA1/TA224I/O通用數(shù)字I/O引腳/Timer-A，比較：OUT2輸出P2.5/Rosc25I/O通用數(shù)字I/O引腳/外接一電阻用以決定DCO頻率P2.6/ADC12CLK26I/O通用數(shù)字I/O引腳/12位A/D轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換時鐘P2.7/TA027I/O通用數(shù)字I/O引腳/Timer-A，比較：OUT0輸出P3.0/SET028I/O通用數(shù)字I/O引腳/從機(jī)傳輸使能USART0/SPI模式P3.

32、1/SIMO029I/O通用數(shù)字I/O引腳/USART0/SPI模式的從輸入或主輸出P3.2/SOMI030I/O通用數(shù)字I/O引腳/USART0/SPI模式的從輸出或主輸入P3.3/UCLK031I/O通用數(shù)字I/O引腳/外部時鐘輸入U(xiǎn)SART0/UART或SPI模式，時鐘輸出USART0/SPI模式P3.4/UTXD032I/O通用數(shù)字I/O引腳/發(fā)送數(shù)據(jù)輸出USART0/UART模式P3.5/URXD033I/O通用數(shù)字I/O引腳/接受數(shù)據(jù)輸入U(xiǎn)SART0/UART模式P3.6/UTXD134I/O通用數(shù)字I/O引腳/發(fā)送數(shù)據(jù)輸出USART1/UART模式P3.7/URXD135I/O通

33、用數(shù)字I/O引腳/接受數(shù)據(jù)輸入U(xiǎn)SART1/UART模式P4.0/TB036I/O通用數(shù)字I/O引腳/捕獲I/P或PWM輸出口定時器B-7CCR0P4.1/TB137I/O通用數(shù)字I/O引腳/捕獲I/P或PWM輸出口定時器B-7CCR1P4.2/TB238I/O通用數(shù)字I/O引腳/捕獲I/P或PWM輸出口定時器B-7CCR2P4.3/TB339I/O通用數(shù)字I/O引腳/捕獲I/P或PWM輸出口定時器B-7CCR3P4.4/TB440I/O通用數(shù)字I/O引腳/捕獲I/P或PWM輸出口定時器B-7CCR4P4.5/TB541I/O通用數(shù)字I/O引腳/捕獲I/P或PWM輸出口定時器B-7CCR5P4

34、.6/TB642I/O通用數(shù)字I/O引腳/捕獲I/P或PWM輸出口定時器B-7CCR6P4.7/TBCLK43I/O通用數(shù)字I/O引腳/定時器B-3的輸入時鐘TBCLKP5.0/STE144I/O通用數(shù)字I/O引腳/從機(jī)發(fā)送使能USART1/SPI模式P5.1/SIMO145I/O通用數(shù)字I/O引腳/USART1的從輸入、主輸出或SPI方式P5.2/SOMI146I/O通用數(shù)字I/O引腳/USART1的從輸出、主輸入或SPI方式P5.3/UCLK47I/O通用數(shù)字I/O引腳/外部時鐘輸入U(xiǎn)SART1/UART或SPI模式，時鐘輸出USART1/SPI模式P5.4/MCLK48I/O通用數(shù)字I/

35、O引腳/主系統(tǒng)時鐘MCLK輸出P5.5/SMCLK49通用數(shù)字I/O引腳/子系統(tǒng)時鐘SMCLK輸出P5.6/ACLK50I/O通用數(shù)字I/O引腳/輔助時鐘ACLK輸出P5.7/TBPUTTH51I/O通用數(shù)字I/O引腳/切換所有的PWM數(shù)字輸出口為高阻抗定時器B-3TB0TB2P6.0/A059I/O通用數(shù)字I/O引腳/12位A/D轉(zhuǎn)換器模擬輸入通道0P6.1/A160I/O通用數(shù)字I/O引腳/12位A/D轉(zhuǎn)換器模擬輸入通道1P6.2A261I/O通用數(shù)字I/O引腳/12位A/D轉(zhuǎn)換器模擬輸入通道2P6.3/A32I/O通用數(shù)字I/O引腳/12位A/D轉(zhuǎn)換器模擬輸入通道3P6.4/A43I/O

36、通用數(shù)字I/O引腳/12位A/D轉(zhuǎn)換器模擬輸入通道4P6.5/A54I/O通用數(shù)字I/O引腳/12位A/D轉(zhuǎn)換器模擬輸入通道5P6.6/A65I/O通用數(shù)字I/O引腳/12位A/D轉(zhuǎn)換器模擬輸入通道6P6.7/A76I/O通用數(shù)字I/O引腳/12位A/D轉(zhuǎn)換器模擬輸入通道7RST/NMI58I復(fù)位輸入、不可屏蔽中斷輸入口，或自動加載程序啟動（FLASH版本器件有此功能）TCK57I測試時鐘，TCK是用于器件測試與自動加載程序啟動的始終輸入接口（FLASH版本器件有此功能）TMS56I測試方式選擇，器件編程與測試的輸入口TDI55I測試數(shù)據(jù)輸入口，期間的保護(hù)熔絲被連接到TDITDO/TDI54I

37、/O測試數(shù)據(jù)輸出口、編程數(shù)據(jù)輸出口Veref+10I/P送到模數(shù)轉(zhuǎn)換器ADC12的外部基準(zhǔn)電壓Vref+7O模數(shù)轉(zhuǎn)換器ADC12內(nèi)部基準(zhǔn)電壓的正輸入端Vref-/Veref-11O模數(shù)轉(zhuǎn)換器ADC12內(nèi)部基準(zhǔn)電壓或外部加的基準(zhǔn)電壓負(fù)端XIN8I晶體振蕩器XT1的輸入口XOUT/TCLK9I/O晶體振蕩器XT1的輸入口或測試時鐘的輸入口XT2IN53I晶體振蕩器XT2的輸入口，只能接標(biāo)準(zhǔn)晶體XT2OUT52O晶體振蕩器XT2的輸出口AVcc64模擬電源的正輸入端，送到模數(shù)轉(zhuǎn)換器ADC12的模擬部分AVss62模擬電源的負(fù)輸入端，送到模數(shù)轉(zhuǎn)換器ADC12的模擬部分DVcc1數(shù)字電源的正輸入端DVs

38、s63數(shù)字電源的負(fù)輸入端2.2.2MSP430F149的模數(shù)轉(zhuǎn)換器ADC12MSP430F149內(nèi)嵌模數(shù)轉(zhuǎn)換器模塊，其采樣頻率為每通道200kb/s，可以對生物、機(jī)械等傳感器給出的模擬量進(jìn)行AD轉(zhuǎn)換。內(nèi)置的模數(shù)轉(zhuǎn)換器又由帶有采樣和保持的ADC內(nèi)核、參考電壓發(fā)生器、轉(zhuǎn)換時鐘的選擇和控制電路、采樣與轉(zhuǎn)換時序控制電路4部分組成。采樣系統(tǒng)中數(shù)模轉(zhuǎn)換速度與轉(zhuǎn)換時鐘有密切關(guān)系，MSP430的ADC12CLK來源于ACLK，MCLC，SMCLK，ADC12OSC，然后被分頻器分頻，最終得到的信號作為ADC12CLK送往ADC12內(nèi)核。ADCS12信號源自內(nèi)部，同時會隨溫度、電壓以及器件的離散性而變化。對于要

39、求精確的轉(zhuǎn)化，則需要穩(wěn)定的轉(zhuǎn)換時鐘信號，因此使用由晶體產(chǎn)生的時鐘信號。為了得到正確可靠的轉(zhuǎn)換，模擬輸入信號必須在采樣期間保持穩(wěn)定，在整個采樣與轉(zhuǎn)換期間，不允許有相鄰的其他通道引腳有數(shù)字信號活躍，這樣可減少對模擬信號轉(zhuǎn)換的干擾，以得到正確的結(jié)果。MSP430F149內(nèi)置模數(shù)轉(zhuǎn)換器有4種轉(zhuǎn)換模式：單通道單次轉(zhuǎn)換、單通道多次轉(zhuǎn)換、多通道單次轉(zhuǎn)換、多通道多次轉(zhuǎn)換。2.3壓力傳感器2.3.1壓力傳感器的選擇壓力傳感器又稱荷重傳感器，考慮到使用地點(diǎn)的重力加速度（g）和空氣浮力（f）的影響后，通過把其中一種被測量（質(zhì)量）轉(zhuǎn)換成另外一種被測量（輸出）來測量質(zhì)量的力傳感器。壓力傳感器由敏感元件、轉(zhuǎn)換元件、后續(xù)處

40、理部分組成，壓力傳感器一般應(yīng)用應(yīng)變片來實(shí)現(xiàn)壓力的測量，應(yīng)變片的制造原理是依據(jù)橋式電路，當(dāng)在橋臂上的電阻滿足這樣的條件：R1R3=R2R4時電橋平衡，則輸出的電壓為零，當(dāng)電阻由變化的時候，電橋不平衡，有一定的電壓輸出?？煞譃閱伪垭姌颉㈦p臂電橋、全臂電橋，其輸出的電壓與電阻的變化量成近似的線性變化。應(yīng)變片是很薄的薄片，上表面鑲嵌兩個有電阻絲制成的電阻，同時下表面也有兩個同樣的電阻，在連接上形成橋式電路，當(dāng)應(yīng)變片上沒有壓力是，輸出的電壓為零，當(dāng)有壓力作用時，上邊的電阻變大，下面的電阻變小，電橋不平恒，而且是相同的電阻絲，其電阻的變化量相同，輸出的電壓與電阻的變化量成線性關(guān)系，再經(jīng)相應(yīng)的測量電路把這一

41、電阻變化轉(zhuǎn)換為電信號（電壓或電流），從而完成了將外力變換為電信號的過程。這樣就可以測量出壓力的大小。本設(shè)計(jì)中稱重范圍定為9.999Kg，重量誤差不大于Kg，考慮到秤臺自重、振動和沖擊分量，還要避免超重?fù)p壞傳感器，所以傳感器量程必須大于額定稱重。我們選擇的是L-PSIII型傳感器，量程20Kg，精度為，滿量程時誤差0.002Kg?？梢詽M足本系統(tǒng)的精度要求。其原理如圖2-2所示：圖2-2全橋測量電橋圖稱重傳感器主要由彈性體、電阻應(yīng)變片電纜線等組成，內(nèi)部線路采用惠更斯電橋，當(dāng)彈性體承受載荷產(chǎn)生變形時，輸出信號電壓可由式2-1給出：（21）2.3.2放大電路在許多需要用A/D轉(zhuǎn)換和數(shù)字采集的單片機(jī)系統(tǒng)

42、中，多數(shù)情況下，傳感器輸出的模擬信號都很微弱，必須通過一個模擬放大器對其進(jìn)行一定倍數(shù)的放大，才能滿足A/D轉(zhuǎn)換器對輸入信號電平的要求，在此情況下，就必須選擇一種符合要求的放大器本設(shè)計(jì)中，我們將采用專用儀表放大器，如：INA126，INA121等。此類芯片內(nèi)部采用差動輸入，共模抑制比高，差模輸入阻抗大，增益高，精度也非常好，且外部接口簡單。以INA126為例,接口如圖2-3所示：圖2-3放大電路結(jié)構(gòu)圖放大器增益，通過改變的大小來改變放大器的增益?；谝陨戏治觯覀儧Q定采用制作方便而且精度很好的專用儀表放大器INA126。2.4LED數(shù)碼管2.4.1數(shù)碼管的分類LED數(shù)碼管是一種半導(dǎo)體發(fā)光器件，其

43、基本單元是發(fā)光二極管。數(shù)碼管按段數(shù)分為七段數(shù)碼管和八段數(shù)碼管，八段數(shù)碼管比七段數(shù)碼管多一個發(fā)光二極管單元（多一個小數(shù)點(diǎn)顯示）；按能顯示多少個“8”可分為1位、2位、4位等等數(shù)碼管；按發(fā)光二極管單元連接方式分為共陽極數(shù)碼管和共陰極數(shù)碼管。共陽數(shù)碼管是指將所有發(fā)光二極管的陽極接到一起形成公共陽極(COM)的數(shù)碼管。共陽數(shù)碼管在應(yīng)用時應(yīng)將公共極COM接到+5V，當(dāng)某一字段發(fā)光二極管的陰極為低電平時，相應(yīng)字段就點(diǎn)亮。當(dāng)某一字段的陰極為高電平時，相應(yīng)字段就不亮。共陰數(shù)碼管是指將所有發(fā)光二極管的陰極接到一起形成公共陰極(COM)的數(shù)碼管。共陰數(shù)碼管在應(yīng)用時應(yīng)將公共極COM接到地線GND上，當(dāng)某一字段發(fā)光二

44、極管的陽極為高電平時，相應(yīng)字段就點(diǎn)亮。當(dāng)某一字段的陽極為低電平時，相應(yīng)字段就不亮2.4.2數(shù)碼管的驅(qū)動方式數(shù)碼管要正常顯示，就要用驅(qū)動電路來驅(qū)動數(shù)碼管的各個段碼，從而顯示出我們要的數(shù)字，因此根據(jù)數(shù)碼管的驅(qū)動方式的不同，可以分為靜態(tài)式和動態(tài)式兩類。靜態(tài)顯示驅(qū)動：靜態(tài)驅(qū)動也稱直流驅(qū)動。靜態(tài)驅(qū)動是指每個數(shù)碼管的每一個段碼都由一個單片機(jī)的I/O端口進(jìn)行驅(qū)動，或者使用如BCD碼二-十進(jìn)制譯碼器譯碼進(jìn)行驅(qū)動。靜態(tài)驅(qū)動的優(yōu)點(diǎn)是編程簡單，顯示亮度高，缺點(diǎn)是占用I/O端口多，如驅(qū)動5個數(shù)碼管靜態(tài)顯示則需要5840根I/O端口來驅(qū)動，要知道一個89S51單片機(jī)可用的I/O端口才32個呢：），實(shí)際應(yīng)用時必須增加譯碼

45、驅(qū)動器進(jìn)行驅(qū)動，增加了硬件電路的復(fù)雜性。動態(tài)顯示驅(qū)動：數(shù)碼管動態(tài)顯示接口是單片機(jī)中應(yīng)用最為廣泛的一種顯示方式之一，動態(tài)驅(qū)動是將所有數(shù)碼管的8個顯示筆劃a,b,c,d,e,f,g,dp的同名端連在一起，另外為每個數(shù)碼管的公共極COM增加位選通控制電路，位選通由各自獨(dú)立的I/O線控制，當(dāng)單片機(jī)輸出字形碼時，所有數(shù)碼管都接收到相同的字形碼，但究竟是那個數(shù)碼管會顯示出字形，取決于單片機(jī)對位選通COM端電路的控制，所以我們只要將需要顯示的數(shù)碼管的選通控制打開，該位就顯示出字形，沒有選通的數(shù)碼管就不會亮。通過分時輪流控制各個數(shù)碼管的的COM端，就使各個數(shù)碼管輪流受控顯示，這就是動態(tài)驅(qū)動。在輪流顯示過程中，

46、每位數(shù)碼管的點(diǎn)亮?xí)r間為12ms，由于人的視覺暫留現(xiàn)象及發(fā)光二極管的余輝效應(yīng)，盡管實(shí)際上各位數(shù)碼管并非同時點(diǎn)亮，但只要掃描的速度足夠快，給人的印象就是一組穩(wěn)定的顯示數(shù)據(jù)，不會有閃爍感，動態(tài)顯示的效果和靜態(tài)顯示是一樣的，能夠節(jié)省大量的I/O端口，而且功耗更低。2.5鍵盤在單片機(jī)應(yīng)用中，鍵盤是人機(jī)對話的輸入設(shè)備，借助鍵盤可以向系統(tǒng)設(shè)置參數(shù)，發(fā)出控制指令等。在數(shù)字電路中，可以利用編碼器實(shí)現(xiàn)按鍵鍵值的直接編碼。將每個按鍵的輸出信號對應(yīng)連接到編碼器的每個輸人端，通過編碼邏輯就可以在編碼器的輸出端得到對應(yīng)每個按鍵的碼值，早期稱這種鍵盤為編碼鍵盤。但是，當(dāng)按鍵較多時數(shù)碼邏輯的成本較高，直接編碼的方法也不夠靈活

47、，一旦編碼邏輯固定就難以更改。在通用鍵盤上或當(dāng)按鍵數(shù)量較多時，普遍采用掃描方式產(chǎn)生鍵值。將按鍵連接成矩陣，每個按鍵位于某行、某列的交點(diǎn)上，先通過掃描方式確定按下鍵的行和列位，即位置碼或掃描碼。再查表將位置碼轉(zhuǎn)換為按鍵碼值或者直接使用掃描碼，稱為掃描式鍵盤。在執(zhí)行鍵盤掃描時應(yīng)注意將鍵在閉合過程中往往會有一些難以避免的機(jī)械性抖動如圖4-3，使輸出信號也發(fā)生抖動，通常達(dá)10ms-20ms寬。若不避開抖動區(qū)，則可能誤認(rèn)為多次按鍵。還應(yīng)注意當(dāng)前一個鍵值還未送出又有按鍵按下時，后邊的鍵值將覆蓋前邊的鍵值，從而造成丟失。要解決這一問題即可以設(shè)置硬件延時電路，延遲數(shù)十毫秒后再讀取鍵值，這種電路稱為去抖電路?；?/p>

48、者在軟件里面采用軟件延時的方式來讀取鍵值。2.6相關(guān)軟件2.6.1Protel99SE(1)Protel的發(fā)展Protel是PROTEL（現(xiàn)更名為Altium）公司在20世紀(jì)80年代末推出的CAD工具。它較早在國內(nèi)使用，普及率很高。早期的Protel主要作為印刷板自動布線工具使用，現(xiàn)在普遍使用的是Protel99SE。它是個完整的全方位電路設(shè)計(jì)系統(tǒng)，包含了電原理圖繪制、模擬電路與數(shù)字電路混合信號仿真、多層印刷電路板設(shè)計(jì)，可編程邏輯器件設(shè)計(jì)等功能，并具有Client/Server體系結(jié)構(gòu)，同時還兼容一些其它設(shè)計(jì)軟件的文件格式。Protel軟件功能強(qiáng)大、界面友好、使用方便。它最具代表性的是電路設(shè)計(jì)

49、和PCB設(shè)計(jì)。Protel99SE是應(yīng)用于Windows9X/2000/NT操作系統(tǒng)下的EDAHYPERLINK/view/5822.htmt_blank設(shè)計(jì)軟件，采用設(shè)計(jì)庫管理模式，可以進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)設(shè)計(jì)，具有很強(qiáng)的數(shù)據(jù)交換能力和開放性及3D模擬功能，是一個32位的設(shè)計(jì)軟件，可以完成電路原理圖設(shè)計(jì)，印制電路板計(jì)和可編程邏輯器件設(shè)計(jì)等工作，可以設(shè)計(jì)32個信號層，16個電源-地層和16個機(jī)加工層。(2)Protel99SE的系統(tǒng)組成按照系統(tǒng)功能來劃分，Protel99se主要包含以下倆大部分和6個功能模塊。1）電路工程設(shè)計(jì)部分1、電路原理設(shè)計(jì)部分：電路原理圖設(shè)計(jì)部分包括電路圖編輯器、電路圖零件庫編輯器

50、和各種文本編輯器。本系統(tǒng)的主要功能是：繪制、修改和編輯電路原理圖；更新和修改電路圖零件庫；查看和編輯有關(guān)電路圖和零件庫的各種報(bào)表。2、印刷電路板設(shè)計(jì)系統(tǒng)：印刷電路板設(shè)計(jì)系統(tǒng)包括印刷電路板編輯器、零件封裝編輯器和電路板組件管理器。本系統(tǒng)的主要功能是：繪制、修改和編輯電路板；更新和修改零件封裝；管理電路板組件。3、自動布線系統(tǒng)：本系統(tǒng)包含一個基于形狀的無柵格自動布線器，用于印刷電路板的自動布線，以實(shí)現(xiàn)PCB設(shè)計(jì)的自動化。2）電路仿真與PLD部分1、電路模擬仿真系統(tǒng)：電路模擬仿真系統(tǒng)包含一個數(shù)字/模擬信號仿真器，可提供連續(xù)的數(shù)字信號和模擬信號，以便對電路原理圖進(jìn)行信號模擬仿真，從而驗(yàn)證其正確性和可行

51、性。2、可編程邏輯設(shè)計(jì)系統(tǒng)：可編程邏輯設(shè)計(jì)系統(tǒng)包含一個有語法功能的文本編輯器和一個波形編輯器。本系統(tǒng)的主要功能是；對邏輯電路進(jìn)行分析、綜合；觀察信號的波形。利用PLD系統(tǒng)可以最大限度的精簡邏輯部件，使數(shù)字電路設(shè)計(jì)達(dá)到最簡化。3、高級信號完整性分析系統(tǒng)：信號完整性分析系統(tǒng)提供了一個精確的信號完整性模擬器，可用來分析PCB設(shè)計(jì)、檢查電路設(shè)計(jì)參數(shù)、實(shí)驗(yàn)超調(diào)量、阻抗和信號諧波要求等。(3)Protel99SE的功能特性1、開放式集成化的設(shè)計(jì)管理體系。2、超強(qiáng)功能的、修改與編輯功能。3、強(qiáng)大的設(shè)計(jì)自動化功能?？偟膩碚f，Protel99SE是個完整的全方位電路設(shè)計(jì)系統(tǒng)，包含了電路圖的繪制、混合信號仿真、多

52、層印刷電路板設(shè)計(jì)、可編程邏輯器件設(shè)計(jì)、圖表生成等功能。所有模塊都集合在一個窗口里，并具有Client/Server體系結(jié)構(gòu)，同時可與OrCAD、PSpice、Excel等軟件相兼容。因此被廣泛使用于電子電路仿真與設(shè)計(jì)等方面。2.6.2C語言C語言是一種計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)HYPERLINK/view/9793.htmt_blank語言。它既有高級語言的特點(diǎn)，又具有HYPERLINK/view/33704.htmt_blank匯編語言的特點(diǎn)。它可以作為系統(tǒng)設(shè)計(jì)語言，編寫工作系統(tǒng)應(yīng)用程序，也可以作為應(yīng)用程序設(shè)計(jì)語言，編寫不依賴計(jì)算機(jī)硬件的應(yīng)用程序。因此，它的應(yīng)用范圍廣泛。C語言對HYPERLINK/vi

53、ew/880.htmt_blank操作系統(tǒng)和系統(tǒng)使用程序以及需要對硬件進(jìn)行操作的場合，用C語言明顯優(yōu)于其它解釋型高級語言，一些大型應(yīng)用軟件也是用C語言編寫的。(1)源程序的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)1、一個C語言源程序可以由一個或多個源文件組成。2、每個源文件可由一個或多個HYPERLINK/view/15061.htmt_blank函數(shù)組成。3、一個源程序不論由多少個文件組成，都有一個且只能有一個main函數(shù)，即主函數(shù)。4、源程序中可以有預(yù)處理命令(include命令僅為其中的一種)，預(yù)處理命令通常應(yīng)放在源文件或源程序的最前面。5、每一個說明，每一個語句都必須以分號結(jié)尾。但預(yù)處理命令，函數(shù)頭和花括號“”之后不

54、能加分號。6、標(biāo)識符，關(guān)鍵字之間必須至少加一個空格以示間隔。若已有明顯的間隔符，也可不再加空格來間隔。(2)HYPERLINK/view/1219.html#o返回頁首C語言有很多優(yōu)點(diǎn)1、簡潔緊湊、靈活方便。2、HYPERLINK/view/425996.htmt_blank運(yùn)算符豐富。3、HYPERLINK/view/9900.htmt_blank數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)豐富。4、C是結(jié)構(gòu)式語言。5、C語法限制不太嚴(yán)格，程序設(shè)計(jì)自由度大。6、C語言允許直接訪問物理地址，可以直接對硬件進(jìn)行操作。7、C語言程序生成代碼質(zhì)量高。8、C語言適用范圍大，可移植性好?？偟膩碚f，C語言具有繪圖能力強(qiáng)，可移植性，并具備很強(qiáng)

55、的數(shù)據(jù)處理能力，因此適于編寫系統(tǒng)軟件，HYPERLINK/view/530652.htmt_blank三維，HYPERLINK/view/719535.htmt_blank二維圖形和動畫。因?yàn)樗哂袕?qiáng)大的功能加以它是數(shù)值計(jì)算的高級語言。因而C語言發(fā)展迅速,而且成為最受歡迎的語言之一。由于C語言程序具有完整的程序模塊結(jié)構(gòu)，從而為軟件開發(fā)中采用模塊化程序設(shè)計(jì)和代碼的移植提供了有力的保障，縮短了單片機(jī)開發(fā)人員的開發(fā)周期。作為涉足較大規(guī)模的單片機(jī)系統(tǒng)來說，開發(fā)的開發(fā)人員首選的還是C語言編程。本系統(tǒng)就使用應(yīng)用C語言來編寫系統(tǒng)軟件程序，通過單片機(jī)和外部硬件電路來實(shí)現(xiàn)電子秤的稱重功能。2.7小結(jié)對芯片性能的

56、了解和掌握是做好硬件、軟件設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)。本章主要介紹了壓力傳感器、鍵盤設(shè)計(jì)、數(shù)碼管的基本知識，闡述了MSP430F149單片機(jī)的特性和管腳定義，為下文的硬件設(shè)計(jì)作了鋪墊。第三章系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)3.1電子秤系統(tǒng)的構(gòu)成及工作原理電子秤電路主要由傳感器電路、調(diào)理電路、鍵盤電路、顯示電路、電源電路等組成。系統(tǒng)原理方框圖如圖3-1所示。顯示電路鍵盤電路調(diào)理電路MSP430F149壓力傳感器電源圖3-1系統(tǒng)原理方框圖系統(tǒng)工作原理：當(dāng)電子秤上放上重物時，壓力傳感器把模擬信號傳送到處理器的AD轉(zhuǎn)換器，由AD轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，然后由數(shù)碼管顯示出重物的重量，同時系統(tǒng)根據(jù)輸入的單價計(jì)算出金額，并顯示在數(shù)碼管上。3.2

57、電子秤系統(tǒng)壓力傳感器電路系統(tǒng)的壓力傳感器電路如圖3-2所示。在圖的電路中，傳感器的正端接模數(shù)轉(zhuǎn)換器ADC12內(nèi)部基準(zhǔn)電壓的正輸入端Vref+，負(fù)端接模數(shù)轉(zhuǎn)換器ADC12內(nèi)部基準(zhǔn)電壓負(fù)端。在本系統(tǒng)中，通過單片機(jī)提供激勵電壓。由于采用這樣的方法，在測量期間或在電子秤工作于待機(jī)狀態(tài)的情況下，就可以不用為電橋提供激勵電壓，從而降低功耗。傳感器的電橋電阻為1200歐，電源電壓為3.V，激勵狀態(tài)下耗電2.5mA。將橋接傳感器的輸出信號連接至放大器之后輸入AD轉(zhuǎn)換通道P6.0。圖3-2壓力傳感器電路3.3電子秤系統(tǒng)的鍵盤電路本系統(tǒng)所需要的鍵盤有13個，經(jīng)過分析覺得使用4*4方式掃描比較合適。連接電路如圖3-

58、3所示。圖3-3電子秤系統(tǒng)的鍵盤電路現(xiàn)在具體分析鍵盤的工作原理。由于所有的列線都上拉到3.3V，所以在沒有任何鍵被按下的時候，所有列線上都是高電平。當(dāng)在P1.7管腳上輸出低電平，并且行線的其他管腳上輸出高電平時，如果“S01”鍵被按下，則P1.0為低電平；如果“S02”鍵被按下，則P1.1為低電平；如果“S03”鍵被按下，則P1.2為低電平；如果“S04”鍵被按下，則P1.3為低電平。通過設(shè)置一條行線的輸出就可以獲取列線上的相應(yīng)狀態(tài)，從而獲得鍵盤輸入的值。同理，依次在其他列線上輸出低電平，就可以獲取其他鍵的輸入值。通過這樣的掃描方式，可以實(shí)現(xiàn)鍵盤的輸入。在本模塊中，考慮到硬件成本高以及軟件延時

59、方便，所以采用了軟件延時然后讀取鍵值的方法。在圖中，按鍵S01到S09分別對應(yīng)電子秤鍵盤上的數(shù)字輸入鍵19，S10對應(yīng)數(shù)字鍵0。其作用是用于輸入被稱物品的單價。按鍵S11對應(yīng)電子秤鍵盤上的清除按鍵，其作用是用于清除之前輸入的價格，重量顯示也歸零。按鍵S12對應(yīng)電子秤鍵盤上的去皮按鍵，其作用是當(dāng)電子秤上有物體確認(rèn)為皮重時，按下去皮鍵重量即顯示為零，相當(dāng)于置零的功能。按鍵S13對應(yīng)電子秤鍵盤上的累計(jì)按鍵，其作用是用于累加計(jì)算多次測量的總金額。3.4電子秤系統(tǒng)的顯示電路LED數(shù)碼管顯示電路如圖3-4所示。本電路的作用是用來顯示重量、單價及金額。為了保證數(shù)碼管的工作安全，電路中必須加上上拉電阻，上拉電

60、阻電路如圖3-5所示，通過網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號與數(shù)碼管相連。圖3-4電子秤系統(tǒng)的顯示電路在本系統(tǒng)中，SM201用來顯示物品的重量，SM202用來顯示物品的單價，SM203用來顯示物品的金額。圖3-5上拉電阻電路電路圖3.5電子秤系統(tǒng)的電源電路在單片機(jī)應(yīng)用中需要穩(wěn)定的電壓信號，因此必須提供電源電路。如圖3-6所示為電源電路。它可以為整個系統(tǒng)提供3.3V和5V的電壓。圖3-6電源電路3.6小結(jié)本章在上一章的基礎(chǔ)上，結(jié)合電子秤系統(tǒng)的基本功能介紹了它的工作流程、硬件組成和工作原理，設(shè)計(jì)了壓力傳感器的稱重放大電路、LED數(shù)碼管顯示電路、鍵盤掃描電路和電源電路。各電路根據(jù)需要連接到MSP430F149單片機(jī)的接口上，