10KG-LED單片機(jī)電子稱課程設(shè)計(jì)

1、 單片機(jī)課程設(shè)計(jì) 目 錄 TOC o 1-3 h z u 一、緒論11.0引言 11.1問題的提出 11.2任務(wù)與分析1二、總體方案設(shè)計(jì)22.1設(shè)計(jì)任務(wù)22.2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)框圖3系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)33.1 5V直流電源設(shè)計(jì)模塊33.2 傳感器數(shù)據(jù)采集模塊53.3信號(hào)電路放大模塊83.4 A/DC0832數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊93.5AT89C51單片機(jī)控制模塊113.6LED顯示模塊13四、 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 144.1 C語言在單片機(jī)中的用144.2電子稱的軟件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)154.3主程序流程圖154.4 子程序設(shè)計(jì)164.4.1 A/DC0832采樣程序164.4.2 LED顯示程序16Protues仿真調(diào)試17

2、5.1 仿真調(diào)試結(jié)果17設(shè)計(jì)總結(jié)19參考文獻(xiàn) 20附錄A程序清單20附錄B 原理圖 26附錄C PCB圖27一、緒論1.0引言在我們生活中經(jīng)常都需要測(cè)量物體的重量，于是就用到秤，但是隨著社會(huì)的進(jìn)步、科學(xué)的開展，我們對(duì)其要求操作方便、易于識(shí)別。隨著計(jì)量技術(shù)和電子技術(shù)的開展，傳統(tǒng)純機(jī)械結(jié)構(gòu)的桿秤、臺(tái)秤、磅秤等稱量裝置逐步被淘汰，電子稱量裝置電子秤、電子天平等以其準(zhǔn)確、快速、方便、顯示直觀等諸多優(yōu)點(diǎn)而受到人們的青睞。通過分析近年來電子衡器產(chǎn)品的開展情況及國內(nèi)外市場(chǎng)的需求，電子衡器總的開展趨勢(shì)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

3、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。1.1問題的提出電子秤是電子衡器中的一種，衡器是國家法定計(jì)量器具，是國計(jì)民生、國防建設(shè)、科學(xué)研究、內(nèi)外貿(mào)易不可缺少的計(jì)量設(shè)備，衡器產(chǎn)品技術(shù)水平的上下，將直接影響各行各業(yè)的現(xiàn)代化水平和社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益的提高。稱重裝置不僅是提供重量數(shù)據(jù)的單體儀表，而且作為工業(yè)控制系統(tǒng)和商業(yè)管理系統(tǒng)的一個(gè)組成局部，推進(jìn)了工業(yè)生產(chǎn)的自動(dòng)化和管理的現(xiàn)代化，它起到了縮短作業(yè)時(shí)間、改善操作條件、降低能源和材料的消耗、提高產(chǎn)品質(zhì)量以及加強(qiáng)企業(yè)管理、改善經(jīng)營管理等多方面的作用。隨著時(shí)代科技的迅猛開展，微電子學(xué)和計(jì)算機(jī)等現(xiàn)代電子技術(shù)的成就給傳統(tǒng)的電子測(cè)量與儀器帶

4、來了巨大的沖擊和革命性的影響。經(jīng)現(xiàn)今電子衡器制造技術(shù)及應(yīng)用得到了新開展：電子稱重技術(shù)從靜態(tài)稱重向動(dòng)態(tài)稱重開展；計(jì)量方法從模擬測(cè)量向數(shù)字測(cè)量開展；測(cè)量特點(diǎn)從單參數(shù)測(cè)量向多參數(shù)測(cè)量開展。常規(guī)的測(cè)試儀器儀表和控制裝置被更先進(jìn)的智能儀器所取代，使得傳統(tǒng)的電子測(cè)量儀器在遠(yuǎn)離、功能、精度及自動(dòng)化水平定方面發(fā)生了巨大變化，并相應(yīng)的出現(xiàn)了各種各樣的智能儀器控制系統(tǒng)，使得科學(xué)實(shí)驗(yàn)和應(yīng)用工程的自動(dòng)化程度得以顯著提高。1.2任務(wù)與分析 本設(shè)計(jì)基于單片機(jī)技術(shù)原理，以單片機(jī)芯片AT89C51作為核心控制器，通過控制外部AD0832芯片來檢測(cè)滑動(dòng)變阻器模擬物體質(zhì)量。并且通過LED數(shù)碼管顯示。首先在protus軟件環(huán)境中進(jìn)

5、行硬件電路圖的設(shè)計(jì)，再運(yùn)用keil軟件編程，然后在Proteus軟件環(huán)境中運(yùn)行仿真。該系統(tǒng)具有簡單清晰的操作界面，可隨時(shí)進(jìn)行物體質(zhì)量測(cè)量觀察。系統(tǒng)還具有功耗小、本錢低的特點(diǎn)，具有很強(qiáng)的實(shí)用性。本設(shè)計(jì)的系統(tǒng)主要由:AT89C51為中央處理芯片，用于數(shù)據(jù)處理，初值設(shè)定。傳感器模塊進(jìn)行物體質(zhì)量測(cè)量，將傳感器采集到的數(shù)據(jù)經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換送入單片機(jī)，再由單片機(jī)處理后由LED顯示。本設(shè)計(jì)方案主要有六大模塊： 1、5V直流電源設(shè)計(jì)模塊2、傳感器數(shù)據(jù)采集模塊3、信號(hào)電路三放大模塊4、A/DC0832數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊5、AT89C51單片機(jī)控制模塊6、LED顯示模塊二、總體方案設(shè)計(jì)2.1設(shè)計(jì)任務(wù)設(shè)計(jì)要求掌握電子秤的根本

6、原理；掌握電子秤硬件電路的設(shè)計(jì)；掌握電子秤軟件程序設(shè)計(jì)，掌握仿真軟件的使用。采用MCS-51系列單片機(jī)為中央處理器2、實(shí)現(xiàn)10公斤稱重，稱量精度：克3、采用LED顯示器顯示4、要求設(shè)計(jì)出電路原理圖、印制板圖5、要求寫出程序清單6、Protus仿真程序2.2 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)框圖其工作原理為：前端信號(hào)處理時(shí)，選用放大、信號(hào)轉(zhuǎn)換等措施，在顯示方面采用具有字符圖文顯示功能的LED顯示器。這種方案不僅加強(qiáng)了人機(jī)交換的能力，而且滿足設(shè)計(jì)要求。電子秤的總體方框圖如圖2.2所示。信號(hào)放大傳輸壓力傳感器AT89C51單片機(jī)LED數(shù)碼管顯示信號(hào)放大傳輸壓力傳感器AT89C51單片機(jī)LED數(shù)碼管顯示A/D數(shù)模轉(zhuǎn)換A/

7、D數(shù)模轉(zhuǎn)換圖2.2 系統(tǒng)總體方框圖目前單片機(jī)技術(shù)比較成熟，功能也比較強(qiáng)大，被測(cè)信號(hào)經(jīng)放大整形后送入單片機(jī)，由單片機(jī)對(duì)測(cè)量信號(hào)進(jìn)行處理并根據(jù)相應(yīng)的數(shù)據(jù)關(guān)系譯碼顯示出被測(cè)物體的重量。單片機(jī)控制適合于功能比較簡單的控制系統(tǒng),而且其具有本錢低,功耗低,體積小算術(shù)運(yùn)算功能強(qiáng),技術(shù)成熟等優(yōu)點(diǎn)。系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)3.1 5V直流電源設(shè)計(jì)模塊需要多種電源，單片機(jī)需要5V電源，運(yùn)放需要5V，傳感器需要5V以上的線性電源。穩(wěn)壓電源的設(shè)計(jì)，是根據(jù)穩(wěn)壓電源的輸出電壓Uo、輸出電流Io、輸出紋波電壓Uop-p等性能指標(biāo)要求，正確地確定出變壓器、集成穩(wěn)壓器、整流二極管和濾波電路中所用元器件的性能參數(shù)，從而合理的選擇這些器件。如

8、圖3.1所示電路為輸出電壓+5V、輸出電流1.5A的穩(wěn)壓電源。它由電源變壓器B，橋式整流電路D1D4，濾波電容C1、C3，防止自激電容C2、C3和一只固定式三端穩(wěn)壓器(7805)極為簡捷方便地搭成的 。220V交流市電通過電源變壓器變換成交流低壓，再經(jīng)過橋式整流電路D1D4和濾波電容C1的整流和濾波，在固定式三端穩(wěn)壓器LM7805的Vin和GND兩端形成一個(gè)并不十分穩(wěn)定的直流電壓(該電壓常常會(huì)因?yàn)槭须婋妷旱牟▌?dòng)或負(fù)載的變化等原因而發(fā)生變化)。此直流電壓經(jīng)過LM7805的穩(wěn)壓和C3的濾波便在穩(wěn)壓電源的輸出端產(chǎn)生了精度高、穩(wěn)定度好的直流輸出電壓。本穩(wěn)壓電源可作為TTL電路或單片機(jī)電路的電源。三端穩(wěn)

9、壓器是一種標(biāo)準(zhǔn)化、系列化的通用線性穩(wěn)壓電源集成電路，以其體積小、本錢低、性能好、工作可靠性高、使用簡捷方便等特點(diǎn)，成為目前穩(wěn)壓電源中應(yīng)用最為廣泛的一種單片式集成穩(wěn)壓器件。圖3.1 5V直流電源設(shè)計(jì)原理3.2 傳感器數(shù)據(jù)采集模塊電阻應(yīng)變式傳感器的組成以及原理電阻應(yīng)變式傳感器是將被測(cè)量的力，通過它產(chǎn)生的金屬彈性變形轉(zhuǎn)換成電阻變化的元件。由電阻應(yīng)變片和測(cè)量線路兩局部組成。本設(shè)計(jì)中采用的是電阻絲應(yīng)變片，為獲得高電阻值，電阻絲排成網(wǎng)狀，并貼在絕緣的基片上，電阻絲兩端引出導(dǎo)線，線柵上面粘有覆蓋層，起保護(hù)作用。電阻應(yīng)變片也會(huì)有誤差，產(chǎn)生的因素很多，所以測(cè)量時(shí)我們一定要注意，其中溫度的影響最重要，環(huán)境溫度影響

10、電阻值變化的原因主要是：電阻絲溫度系數(shù)引起的。電阻絲與被測(cè)元件材料的線膨脹系數(shù)的不同引起的。對(duì)于因溫度變化對(duì)橋接零點(diǎn)和輸出，靈敏度的影響，即使采用同一批應(yīng)變片，也會(huì)因應(yīng)變片之間稍有溫度特性之差而引起誤差，所以對(duì)要求精度較高的傳感器，必須進(jìn)行溫度補(bǔ)償，解決的方法是在被粘貼的基片上采用適當(dāng)溫度系數(shù)的自動(dòng)補(bǔ)償片，并從外部對(duì)它加以適當(dāng)?shù)难a(bǔ)償。非線性誤差是傳感器特性中最重要的一點(diǎn)。產(chǎn)生非線性誤差的原因很多，一般來說主要是由結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)決定，通過線性補(bǔ)償，也可得到改善。滯后和蠕變是關(guān)于應(yīng)變片及粘合劑的誤差。由于粘合劑為高分子材料，其特性隨溫度變化較大，所以稱重傳感器必須在規(guī)定的溫度范圍內(nèi)使用。全橋測(cè)量電路中，

11、將受力性質(zhì)相同的兩應(yīng)變片接入電橋?qū)叄?dāng)應(yīng)變片初始阻值：R1R2R3R4，其變化值R1R2R3R4時(shí)，其橋路輸出電壓UoutKE。其輸出靈敏度比半橋又提高了一倍，非線性誤差和溫度誤差均得到改善。安裝示意圖如圖3.2.1所示圖應(yīng)變式傳感器安裝示意圖3.2.2 電阻應(yīng)變式傳感器的測(cè)量電路常規(guī)的電阻應(yīng)變片K值很小，約為2，機(jī)械應(yīng)變度約為0.0000010.001，所以，電阻應(yīng)變片的電阻變化范圍為0.00050.1歐姆。所以測(cè)量電路應(yīng)當(dāng)能精確測(cè)量出很小的電阻變化，在電阻應(yīng)變傳感器中做常用的是橋式測(cè)量電路。 橋式測(cè)量電路有四個(gè)電阻，其中任何一個(gè)都可以是電阻應(yīng)變片電阻，電橋的一個(gè)對(duì)角線接入工作電壓U，另一

12、個(gè)對(duì)角線為輸出電壓Uo。其特點(diǎn)是：當(dāng)四個(gè)橋臂電阻到達(dá)相應(yīng)的關(guān)系時(shí)，電橋輸出為零，或那么就有電壓輸出，可利用靈敏檢流計(jì)來測(cè)量，所以電橋能夠精確地測(cè)量微小的電阻變化。 測(cè)量電路是電子秤設(shè)計(jì)電路中是一個(gè)重要的環(huán)節(jié)，我們?cè)谥谱鞯倪^程中應(yīng)盡量選擇好元件，調(diào)整好測(cè)量的范圍的精確度，以防止減小測(cè)量數(shù)據(jù)的誤差。它由電阻應(yīng)變片電阻R1、R2、R3、R4組成測(cè)量電橋，R1R2R3R4350，加熱絲阻值為50左右，測(cè)量電橋的電源由穩(wěn)壓電源Uin供給。 傳感器全橋測(cè)量電橋如圖3.2.2所示：Rw1Rw1圖 全橋測(cè)量電橋圖3.3信號(hào)電路放大模塊本次課程設(shè)計(jì)中，需要一個(gè)放大電路，我們將采用三運(yùn)放大電路，主要的元件就是三運(yùn)

13、放大器。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)中，多數(shù)情況下，傳感器輸出的模擬信號(hào)都很微弱，必須通過一個(gè)模擬放大器對(duì)其進(jìn)行一定倍數(shù)的放大，才能滿足A/D轉(zhuǎn)換器對(duì)輸入信號(hào)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。 經(jīng)由傳感器或敏感元件轉(zhuǎn)換后輸出的信號(hào)一般電平較低；經(jīng)由電橋等電路變換后的信號(hào)亦難以直接用來顯示、記錄、控制或進(jìn)行信號(hào)轉(zhuǎn)換。為此，測(cè)量電路中常設(shè)有模擬放大環(huán)節(jié)。這一環(huán)節(jié)目前主要依靠由集成運(yùn)算放大器的根本元件構(gòu)成具有各種特性的放大器來完成。放大器的輸入信號(hào)一般是由傳感器輸出的。傳感器的輸出信號(hào)不僅電平低，內(nèi)阻高，還常伴有較高的共模電壓。因此，一般對(duì)放大器有如下一些要求：

14、1、輸入阻抗應(yīng)遠(yuǎn)大于信號(hào)源內(nèi)阻。放大器的負(fù)載效應(yīng)會(huì)使所測(cè)電壓造成偏差。2、抗共模電壓干擾能力強(qiáng)。3、在預(yù)定的頻帶寬度內(nèi)有穩(wěn)定準(zhǔn)確的增益、良好的線性，輸入漂移和噪聲應(yīng)足夠小以保證要求的信噪比。從而保證放大器輸出性能穩(wěn)定。4、能附加一些適應(yīng)特定要求的電路。如放大器增益的外接電阻調(diào)整、方便準(zhǔn)確的量程切換、極性自動(dòng)變換等.圖為3.3 為AD620放大器 AD620引腳說明：1、8：外接增益電阻2：反向輸入端3：同向輸入端4：負(fù)電源5：基準(zhǔn)電壓6：共地信號(hào)輸出 圖3.3 AD620 7：正電源3.4 A/DC0832數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊功能特點(diǎn)ADC0832是NS(National Semiconductor)

15、公司生產(chǎn)的串行接口8位A/D轉(zhuǎn)換器，通過三線接口與單片機(jī)連接，功耗低，性能價(jià)格比較高，適宜在袖珍式的智能儀器儀表中使用。ADC0832 為8位分辨率A/D轉(zhuǎn)換芯片，其最高分辨可達(dá)256級(jí)，可以適應(yīng)一般的模擬量轉(zhuǎn)換要求。芯片具有雙數(shù)據(jù)輸出可作為數(shù)據(jù)校驗(yàn)，以減少數(shù)據(jù)誤差，轉(zhuǎn)換速度快且穩(wěn)定性能強(qiáng)。獨(dú)立的芯片使能輸入，使多器件連接和處理器控制變得更加方便。通過DI 數(shù)據(jù)輸入端，可以輕易的實(shí)現(xiàn)通道功能的選擇。其主要特點(diǎn)如下：8位分辨率，逐次逼近型，基準(zhǔn)電壓為5V；5V單電源供電；輸入模擬信號(hào)電壓范圍為05V；輸入和輸出電平與TTL和CMOS兼容；在250KHZ時(shí)鐘頻率時(shí)，轉(zhuǎn)換時(shí)間為32us；具有兩個(gè)可供

16、選擇的模擬輸入通道；功耗低，15mW。外部引腳及其說明ADC0832有DIP和SOIC兩種封裝，DIP封裝的ADC0832引腳排列如下列圖。各引腳說明如下：CS片選端，低電平有效。CH0，CH1兩路模擬信號(hào)輸入端。DI兩路模擬輸入選擇輸入端。DO模數(shù)轉(zhuǎn)換結(jié)果串行輸出端。CLK串行時(shí)鐘輸入端。圖 ADC0832引腳圖Vcc/REF正電源端和基準(zhǔn)電壓輸入端。GND電源地。3.4.3單片機(jī)對(duì)ADC0832 的控制原理一般情況下ADC0832與單片機(jī)的接口應(yīng)為4條數(shù)據(jù)線，分別是CS、CLK、DO、DI。但由于DO端與DI端在通信時(shí)并未同時(shí)有效并與單片機(jī)的接口是雙向的，所以電路設(shè)計(jì)時(shí)可以將DO和DI 并

17、聯(lián)在一根數(shù)據(jù)線上使用。當(dāng)ADC0832未工作時(shí)其CS輸入端應(yīng)為高電平，此時(shí)芯片禁用，CLK 和DO/DI 的電平可任意。當(dāng)要進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換時(shí)，須先將CS端置于低電平并且保持低電平直到轉(zhuǎn)換完全結(jié)束。此時(shí)芯片開始轉(zhuǎn)換工作，同時(shí)由處理器向芯片時(shí)鐘輸入端CLK提供時(shí)鐘脈沖，DO/DI端那么使用DI端輸入通道功能選擇的數(shù)據(jù)信號(hào)。在第1個(gè)時(shí)鐘脈沖到來之前DI端必須是高電平，表示啟動(dòng)位。在第2、3個(gè)時(shí)鐘脈沖到來之前DI端應(yīng)輸入2位數(shù)據(jù)用于選擇通道功能，其功能項(xiàng)見表1。表1輸入形式 配置位選擇通道CH0CH1CHOCH1差分輸入00+-01-+單端輸入10+11+如表所示，當(dāng)配置位2位數(shù)據(jù)為1、0時(shí)，只對(duì)CH

18、0 進(jìn)行單通道轉(zhuǎn)換。當(dāng)配置2位數(shù)據(jù)為1、1時(shí)，只對(duì)CH1進(jìn)行單通道轉(zhuǎn)換。當(dāng)配置2位數(shù)據(jù)為0、0時(shí)，將CH0作為正輸入端IN+，CH1作為負(fù)輸入端IN-進(jìn)行輸入。當(dāng)配置2位數(shù)據(jù)為0、1時(shí)，將CH0作為負(fù)輸入端IN-，CH1 作為正輸入端IN+進(jìn)行輸入。到第3個(gè)時(shí)鐘脈沖到來之后DI端的輸入電平就失去輸入作用，此后DO/DI端那么開始利用數(shù)據(jù)輸出DO進(jìn)行轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)的讀取。從第4個(gè)時(shí)鐘脈沖開始由DO端輸出轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)最高位D7，隨后每一個(gè)脈沖DO端輸出下一位數(shù)據(jù)。直到第11個(gè)脈沖時(shí)發(fā)出最低位數(shù)據(jù)D0，一個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)輸出完成。也正是從此位開始輸出下一個(gè)相反字節(jié)的數(shù)據(jù)，即從第11個(gè)時(shí)鐘脈沖輸出D0。隨后輸出8位

19、數(shù)據(jù)。3.5 AT89C51單片機(jī)控制模塊AT89C51是一種帶4K字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲(chǔ)器FPEROMFalsh Programmable and Erasable Read Only Memory的低電壓，高性能CMOS 8位微處理器，俗稱單片機(jī)。該器件采用ATMEL高密度非易失存儲(chǔ)器制造技術(shù)制造，與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的MCS-51指令集和輸出管腳相兼容。由于將多功能8位CPU和閃爍存儲(chǔ)器組合在單個(gè)芯片中，ATMEL的AT89C51是一種高效微控制器， AT89C51單片機(jī)為很多嵌入式控制系統(tǒng)提供了一種靈活性高且價(jià)廉的方案。AT89C51單片機(jī)特點(diǎn)能與MCS-51 兼容，有 4K字節(jié)可編程閃爍

20、存儲(chǔ)器，壽命能夠到達(dá)1000寫/擦循環(huán)，數(shù)據(jù)可以保存時(shí)間長達(dá)10年，全靜態(tài)工作：0Hz-24MHz，三級(jí)程序存儲(chǔ)器鎖定，1288位內(nèi)部RAM，32可編程I/O線，兩個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器，5個(gè)中斷源，可編程串行通道，低功耗的閑置和掉電模式，片內(nèi)振蕩器和時(shí)鐘電路。單片機(jī)引腳圖3.5所示： 圖3.5AT89C51單片機(jī)引腳圖各引腳的功能如下：VCC：供電電壓。GND：接地。P0口：P0口為一個(gè)8位漏級(jí)開路雙向I/O口，每腳可吸收8TTL門電流。當(dāng)P1口的管腳第一次寫1時(shí)，被定義為高阻輸入。P0能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，它可以被定義為數(shù)據(jù)/地址的第八位。在FIASH編程時(shí)，P0 口作為原碼輸入口，

21、當(dāng)FIASH進(jìn)行校驗(yàn)時(shí)，P0輸出原碼，此時(shí)P0外部必須被拉高3。P1口：P1口是一個(gè)內(nèi)部提供上拉電阻的8位雙向I/O口，P1口緩沖器能接收輸出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口被外部下拉為低電平時(shí)，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故。在FLASH編程和校驗(yàn)時(shí)，P1口作為第八位地址接收。 P2口：P2口為一個(gè)內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口，P2口緩沖器可接收，輸出4個(gè)TTL門電流，當(dāng)P2口被寫“1時(shí)，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(shí)，P2口的管腳被外部拉低，將輸出電流。這是由于內(nèi)部上拉的緣故。P2口當(dāng)用于外部程序存儲(chǔ)器或16位地址外部數(shù)據(jù)

22、存儲(chǔ)器進(jìn)行存取時(shí)，P2口輸出地址的高八位。在給出地址“1時(shí)，它利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢(shì)，當(dāng)對(duì)外部八位地址數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行讀寫時(shí)，P2口輸出其特殊功能存放器的內(nèi)容。P3口：P3口管腳是8個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的雙向I/O口，可接收輸出4個(gè)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這是由于上拉的緣故。RST：復(fù)位輸入。當(dāng)振蕩器復(fù)位器件時(shí)，要保持RST腳兩個(gè)機(jī)器周期的高電平時(shí)間。XTAL1：反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時(shí)鐘工作電路的輸入。XTAL2：來自反向振蕩器的輸出。芯片擦除：整個(gè)PEROM陣列和三個(gè)鎖定位的電擦除可通過正確的控制信

23、號(hào)組合，并保持ALE管腳處于低電平10ms 來完成。在芯片擦操作中，代碼陣列全被寫“1且在任何非空存儲(chǔ)字節(jié)被重復(fù)編程以前，該操作必須被執(zhí)行。串口和中斷系統(tǒng)仍在工作。在掉電模式下，保存RAM的內(nèi)容并且凍結(jié)振蕩器，禁止所用其他芯片功能，直到下一個(gè)硬件復(fù)位為止。3.6 LED顯示模塊 LED顯示器結(jié)構(gòu)與原理LED顯示塊是由發(fā)光二極管顯示字段的顯示器件。在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中通常使用的是七段LED。這種顯示塊有共陰極與共陽極兩種。共陰極LED顯示塊的發(fā)光二極管陰極共地。當(dāng)某個(gè)發(fā)光二極管的陽極為高電平時(shí)，發(fā)光二極管點(diǎn)亮；共陽極LED顯示塊的發(fā)光二極管陽極并接。3.6.2 LED顯示器與顯示方式系統(tǒng)采用動(dòng)態(tài)掃

24、描顯示方式顯示電壓，動(dòng)態(tài)顯示方式所需元件數(shù)量和元件種類較靜態(tài)顯示方式要少的多，并且利用人眼的視覺暫留效應(yīng)和發(fā)光二極管熄滅時(shí)的余輝，動(dòng)態(tài)顯示方式可以較好地“同時(shí)顯示多個(gè)字符，只要掃描頻率足夠高就不會(huì)使人產(chǎn)生閃爍的感覺。在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中使用LED顯示塊構(gòu)成N位LED顯示器。N位LED顯示器有N根位選線和8*N根段選線。根據(jù)顯示方式不同，位選線與段選線的連接方法不同。段選線控制字符選擇，位選線控制顯示位的亮、暗。LED顯示器有靜態(tài)顯示與動(dòng)態(tài)顯示兩種方式。我們使用的為動(dòng)態(tài)顯示 LED動(dòng)態(tài)顯示方式。LED單片機(jī)控制連線如圖3.6.1所示： 圖3.6.1 LED控制路線系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 4.1 C語言在單片

25、機(jī)中的運(yùn)用在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的開發(fā)中，軟件的設(shè)計(jì)是最復(fù)雜和困難的，大局部情況下工作量都較大，特別是對(duì)那些控制系統(tǒng)比較復(fù)雜的情況。如果是機(jī)電一體化的設(shè)計(jì)人員，往往需要同時(shí)考慮單片機(jī)的軟硬件資源分配。本系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)主要分為系統(tǒng)初始化、按鍵、顯示處理及信號(hào)頻率輸入處理。程序設(shè)計(jì)是一件復(fù)雜的工作，為了把復(fù)雜的工作條理化，就要有相應(yīng)的步驟和方法。其步驟可概括為以下三點(diǎn)： 分析系統(tǒng)控制要求，確定算法：對(duì)復(fù)雜的問題進(jìn)行具體的分析，找出合理的計(jì)算方法及適當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，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。 根據(jù)算法畫流程圖：畫程序框圖可以把算法和解題步驟逐步具體化，以減少出錯(cuò)的可能性。編寫程

26、序：根據(jù)程序框圖所表示的算法和步驟，選用適當(dāng)?shù)闹噶钆帕衅饋恚瑯?gòu)成一個(gè)有機(jī)的整體，即程序。C語言是一種通用的計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)語言，在國際上非常流行。它既可以用來編寫計(jì)算機(jī)的系統(tǒng)程序，也可以用來編寫一般的應(yīng)用程序。以前計(jì)算機(jī)的系統(tǒng)軟件主要用匯編語言編寫，單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)更是如此。C語言是當(dāng)前最流行的程序設(shè)計(jì)語言，它像其它高級(jí)語言一樣，面向用戶，面向解題的過程，編程者不必熟悉具體的計(jì)算機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)和指令；C語言又像匯編語言一樣，可以對(duì)機(jī)器硬件進(jìn)行操作。如進(jìn)行端口I，0操作、位操作、地址操作，并可內(nèi)嵌匯編指令，將匯編指令當(dāng)作它的語句一樣。我們知道，匯編語言將涉及計(jì)算機(jī)硬件，所以C語言又像低級(jí)語言一樣，可以對(duì)

27、計(jì)算機(jī)硬件進(jìn)行控制，因此人們把它稱為介于高級(jí)語言與低級(jí)語言之間的一種中級(jí)語言。正是因?yàn)镃語言具有這樣的特性，所以很適合編寫要對(duì)硬件進(jìn)行操作的軟件程序。本文采用C語言進(jìn)行編寫因?yàn)榇讼到y(tǒng)軟件比較，其存儲(chǔ)量較大，因此必須應(yīng)用C語言編程了。4.2 電子稱的軟件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)電子稱軟件設(shè)計(jì)均采用模塊化設(shè)計(jì)，整個(gè)程序包括主程序、定時(shí)中斷程序、INTO中斷程序按鍵程序、數(shù)據(jù)處理子程序。所有程序均采用C匯編語言編寫，電子計(jì)價(jià)秤的軟件設(shè)計(jì)思路說明如下：主程序的作用為程序初始化，并時(shí)時(shí)顯示十進(jìn)制的質(zhì)量。設(shè)定T0為計(jì)數(shù)工作方式，T1為定時(shí)工作方式。其中R0為標(biāo)志位存放器當(dāng)為OOH時(shí)為正常顯示方式。當(dāng)為01H時(shí)為累計(jì)顯示

28、方式，在T1定時(shí)中斷程序中。一秒鐘采樣物料重量(已轉(zhuǎn)成脈沖頻率)，并賦值重量計(jì)算RAM區(qū)和顯示RAM區(qū)。在INTO外部中斷程序中，采樣單價(jià)并賦值質(zhì)量。4.3主程序流程圖主程序流程圖給出了系統(tǒng)工作的根本過程，描述了信號(hào)的根本流向，起到一個(gè)向?qū)У淖饔谩?主程序流程圖如圖4.3所示：圖4.3主程序流程圖4.4 子程序設(shè)計(jì)系統(tǒng)子程序主要包括A/D轉(zhuǎn)換啟動(dòng)及數(shù)據(jù)讀取程序設(shè)計(jì)、LED顯示程序設(shè)計(jì)等。 A/DC0832采樣程序開 始拉低CS、拉高CLK開 始拉低CS、拉高CLKDATA右移8位？拉高CS、拉低CLK，返回?cái)?shù)據(jù)DAT結(jié) 束YN圖4.4.1 A/DC0832采樣程序流程圖4.4.2 LED顯示程

29、序 7段式LED顯示器內(nèi)部由7個(gè)發(fā)光二極管和一個(gè)小圓點(diǎn)發(fā)光二極管組成。這種數(shù)碼管共陰和共陽兩種：共陽極數(shù)碼管的發(fā)光二極管所有陽極連接在一起，為公共端。共陰極數(shù)碼管的發(fā)光二極管所有陰極連接在一起，為公共端。當(dāng)需要某個(gè)數(shù)碼管亮?xí)r，需要選中該數(shù)碼管，再由輸入端口輸入相應(yīng)段碼。LED數(shù)碼管段碼如下所示：0 xc0,0 xf9,0 xa4,0 xb0,0 x99,0 x92,0 x82,0 xf8,0 x80,0 x90,0 x7f,0 xff 這些段碼分別代表數(shù)碼管顯示相應(yīng)數(shù)字0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 . 關(guān)閉功能。五、Protues仿真調(diào)試5.1 Proteus仿真調(diào)試 在protue

30、s的ISIS 7.6sp4軟件環(huán)境下畫出電路原理圖，接下來就是將設(shè)計(jì)的程序在Keil C51 Vision3開發(fā)集成環(huán)境上編譯成機(jī)器語言，進(jìn)入Proteus的ISIS，鼠標(biāo)左鍵點(diǎn)擊菜單“Debug， 選中“use romote debuger monitor，便可實(shí)現(xiàn)KeilC與Proteus連接調(diào)試。首先在Proteus中雙擊單片機(jī)AT89C51,將KeilC下編程生成的 .HEX文件導(dǎo)入到AT89C51中,可在Proteus中單擊全速仿真運(yùn)行按鈕，進(jìn)行現(xiàn)象的查看,能清楚地觀察到芯片上每一個(gè)引腳的電平變化，紅色代表高電平，藍(lán)色代表低電平。在protues的ISIS 7.4sp2軟件環(huán)境下畫出

31、電路原理圖，接下來就是將設(shè)計(jì)的程序在ICCAVR開發(fā)集成環(huán)境上編譯成機(jī)器語言，進(jìn)入Protues的ISIS，雙擊AT89C51，在Program File中添加KCSJ.hex文件到ATNEGA16中。如圖5.1所示： 圖5.1 數(shù)字電子秤仿真設(shè)置圖 該仿真驗(yàn)證的過程：首先按開始按，此時(shí)電子秤進(jìn)入顯示界面。LED顯示數(shù)字。如圖5.2所示： 圖5.2 LED顯示數(shù)字 接下來調(diào)節(jié)壓力傳感模擬電路電壓，將電壓設(shè)為0表示此時(shí)載物臺(tái)上沒有物體。此時(shí)液晶顯示畫面為：00.039如圖5.3所示。圖5.3電子秤模擬空載圖 最后，上調(diào)壓力傳感電壓表示已載有物體，此時(shí)單片機(jī)自動(dòng)計(jì)算出物品的質(zhì)量，并在LED上顯示出

32、金額。到達(dá)根本要求。如圖5.4所示。最大稱量重量10.001g,如圖5.5所示。圖5.4電子秤模擬載物顯示仿真圖設(shè)計(jì)總結(jié)此次單片機(jī)課程設(shè)計(jì)，從選題到定稿，從理論到實(shí)踐，在這一個(gè)星期里，學(xué)到了很多的東西。同時(shí)不僅穩(wěn)固了以前所學(xué)過的知識(shí)，而且還學(xué)到了很多在書本上所沒有學(xué)到過的知識(shí)。通過這次課程設(shè)計(jì)使我懂得了理論與實(shí)際相結(jié)合是很重要的，只有理論知識(shí)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，只有把所學(xué)的理論知識(shí)與實(shí)踐相結(jié)合起來，從理論中得出結(jié)論，從而提高自己的實(shí)際動(dòng)手能力和獨(dú)立思考的能力。這次的課程設(shè)計(jì)還讓我學(xué)會(huì)了如何去培養(yǎng)我們的創(chuàng)新精神，不斷地戰(zhàn)勝自己，超越自己。要做好一個(gè)課程設(shè)計(jì)，就必須做到：在設(shè)計(jì)程序之前，對(duì)所用單片機(jī)的內(nèi)

33、部結(jié)構(gòu)有一個(gè)系統(tǒng)的了解，知道該單片機(jī)內(nèi)有哪些資源；要有一個(gè)清晰的思路和一個(gè)完整的的軟件流程圖；在設(shè)計(jì)程序時(shí)，不能妄想一次就將整個(gè)程序設(shè)計(jì)好，反復(fù)修改、不斷改進(jìn)是程序設(shè)計(jì)的必經(jīng)之路；要養(yǎng)成注釋程序的好習(xí)慣，一個(gè)程序的完美與否不僅僅是實(shí)現(xiàn)功能，而應(yīng)該讓人一看就能明白你的思路，這樣也為資料的保存和交流提供了方便；在設(shè)計(jì)課程過程中遇到問題是很正常的，但我們應(yīng)該將每次遇到的問題記錄下來，并分析清楚，以免下次再碰到同樣的問題。通過這次單片機(jī)課程設(shè)計(jì)，我不僅加深了對(duì)單片機(jī)理論的理解，將理論很好地應(yīng)用到實(shí)際當(dāng)中去，而且我還學(xué)會(huì)了如何去培養(yǎng)我們的創(chuàng)新精神，創(chuàng)新可以是在原有的根底上進(jìn)行改進(jìn)，使之功能不斷完善，成為

34、自己的東西。我也發(fā)現(xiàn)了自身存在的缺乏之處，雖然感覺理論上已經(jīng)掌握，但在運(yùn)用到實(shí)踐的過程中仍有意想不到的困惑，經(jīng)過一番努力才得以解決。這也激發(fā)了我今后努力學(xué)習(xí)的興趣，我想這將對(duì)我以后的學(xué)習(xí)產(chǎn)生積極的影響。參考文獻(xiàn)：1 黃惟公 單片機(jī)原理與應(yīng)用技術(shù) 西安電子科大出版社20072周景潤 基于PROTUS的電路及單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與仿真 北航出版社 2023.53常敏等 單片機(jī)應(yīng)用程序開發(fā)與實(shí)踐 電子工業(yè)出版社 20234于永.51單片機(jī)C語言常用模塊于綜合系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)例精講M.北京：電子工業(yè)出版社,2023：88-94.5 李朝青.單片機(jī)原理及接口技術(shù)第三版M.北京：北京航空航天大學(xué)出版社,2006.12

35、附錄A程序清單#include#include#include #include #define uchar unsigned char#define uint unsigned int#define BUSY 0 x7f /常量定義#define DATAPORT P0sbit ADCS =P35; sbit ADDI =P37; sbit ADDO =P37; sbit ADCLK =P36; sbit LED1=P20;sbit LED2=P21;sbit LED3=P22;sbit LED4=P23;sbit LED5=P24;sbit LED6=P25;uint x1,y1,z1=0,w1,temp1;uchar ad_data,k,n,m,e,num,s; /采樣值存儲(chǔ)sbit beep =P30; char press_data; /標(biāo)度變換存儲(chǔ)單元unsigned char press_ge=0; /顯示值個(gè)位unsigned char press_shifen=0; /顯示值十分位unsigned char press_baifen=0; /顯示值百分位unsigned char pres