單片機電子秤畢業(yè)論文(已改)

1、 畢 業(yè) 設 計（論 文） 設計（論文）題目： 基于單片機的電子秤系統(tǒng)設計 學 院 名 稱： 專 業(yè)： 班 級： 姓 名： 指 導 教 師： 定稿日期： 年 月 日 湖南電氣職業(yè)技術學院畢業(yè)設計 0 摘要摘要 電子秤是將檢測與轉(zhuǎn)換技術、計算機技術、信息處理、數(shù)字技術等技術綜合一體的現(xiàn)代新型稱重儀器。它與我們?nèi)粘Ｉ罹o密結(jié)合息息相關。電子稱主要以單片機作為中心控制單元，通過稱重傳感器進行模數(shù)轉(zhuǎn)換單元，在配以鍵盤、顯示電路及強大軟件來組成。電子稱不但計量準確、快速方便，更重要的自動稱重、數(shù)字顯示，對人們生活的影響越來越大，廣受歡迎。本系統(tǒng)的設計主要從硬件電路設計，軟件編程調(diào)試，實物焊接調(diào)試三部分進

2、行詳細闡述。硬件電路主要是基于單片機 AT89S52 為核心的控制單元實現(xiàn)數(shù)據(jù)的處理，采用壓力傳感器對數(shù)據(jù)進行采集，電子秤專用 24 位 AD 轉(zhuǎn)換芯片 HX711 對傳感器采集到的模擬量進行 AD 轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)送到單片機進行處理顯示，數(shù)據(jù)顯示由 LCD1602 液晶實現(xiàn)，液晶顯示效果穩(wěn)定無閃爍關鍵詞： AT89S52 單片機；電子秤；壓力傳感器；HX711 湖南電氣職業(yè)技術學院畢業(yè)設計 1目錄目錄摘要摘要 .1 1目錄目錄 .2 2第第 1 1 章章 緒論緒論 .4 41.1 課題背景與研究意義 .41.2 系統(tǒng)設計要求.51.3 系統(tǒng)設計方案.51.4 電子秤的主要組成 .81.4.

3、1 電子秤的基本結(jié)構 .81.4.2 電子秤的工作原理 .81.4.3 電子秤的計量性能 .9第第 2 2 章章 系統(tǒng)硬件設計系統(tǒng)硬件設計 .10102.1 系統(tǒng)元器件選型及參數(shù)介紹.102.1.1 系統(tǒng)單片機選型 .102.1.2 系統(tǒng)傳感器選型 .112.1.3 系統(tǒng) AD 轉(zhuǎn)換芯片選擇 .122.1.4 LCD 字符液晶顯示.142.1.5 系統(tǒng)時鐘芯片選擇.142.2 系統(tǒng)硬件電路設計.152.2.1 系統(tǒng)電源電路設計.152.2.2 系統(tǒng)單片機主控電路設計.162.2.3 系統(tǒng)顯示部分電路設計.172.2.4 系統(tǒng)超重報警指示電路設計.182.2.5 系統(tǒng)按鍵輸入電路設計.182.3

4、 系統(tǒng)硬件電路的繪制與 PCB 線路板制作.202.3.1 Protell 99 SE 軟件介紹.202.3.2 系統(tǒng)原理圖繪制與 PCB 印刷線路板制作 .20第第 3 3 章章 系統(tǒng)軟件設計系統(tǒng)軟件設計 .2323 湖南電氣職業(yè)技術學院畢業(yè)設計 23.1 系統(tǒng)主程序流程圖.233.2 系統(tǒng)顯示部分流程圖.233.3 系統(tǒng)按鍵調(diào)整部分流程圖.24第四章第四章系統(tǒng)的制作、安裝與調(diào)試系統(tǒng)的制作、安裝與調(diào)試 .25254.1 系統(tǒng)的調(diào)試.25參考文獻參考文獻 .2626致謝致謝 .2727附錄附錄 程序代碼程序代碼 .2828 湖南電氣職業(yè)技術學院畢業(yè)設計 3第第 1 章章 緒論緒論1.1 課題背

5、景與研究意義課題背景與研究意義 電子秤作為一種計量手段，廣泛應用于工農(nóng)業(yè)、科研、交通、內(nèi)外貿(mào)易等各個領域，與人民的生活緊密相連。電子秤是電子衡器中的一種，衡器是國家法定計量器具，是國計民生、國防建設、科學研究、內(nèi)外貿(mào)易不可缺少的計量設備，衡器產(chǎn)品技術水平的高低，將直接影響各行各業(yè)的現(xiàn)代化水平和社會經(jīng)濟效益的提高。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)的一個組成部分，推進了工業(yè)生產(chǎn)的自動化和管理的現(xiàn)代化，它起到了縮短作業(yè)時間、改善操作條件、降低能源和材料的消耗、提高產(chǎn)品質(zhì)量以及加強企業(yè)管理、改善經(jīng)營管理等多方面的作用。稱重裝置的應用已遍及到國民經(jīng)濟各領域，取得了

6、顯著的經(jīng)濟效益。電子秤是稱重技術中的一種新型儀表，廣泛應用于各種場合。電子秤與機械秤比較有體積小、重量輕、結(jié)構簡單、價格低、實用價值強、維護方便等特點，可在各種環(huán)境工作，重量信號可遠傳，易于實現(xiàn)重量顯示數(shù)字化，易于與計算機聯(lián)網(wǎng)，實現(xiàn)生產(chǎn)過程自動化，提高勞動生產(chǎn)率。從世界水平看，衡器技術已經(jīng)經(jīng)歷了四個階段，從傳統(tǒng)的全部由機械元器件組成的機械稱到用電子線路代替部分機械元器件的機電結(jié)合秤，再從集成電路式到目前的單片機系統(tǒng)設計的電子計價秤。我國電子衡器從最初的機電結(jié)合型發(fā)展到現(xiàn)在的全電子型和數(shù)字智能型?，F(xiàn)今電子衡器制造技術及應用得到了新發(fā)展：電子稱重技術從靜態(tài)稱重向動態(tài)稱重發(fā)展；計量方法從模擬測量向數(shù)

7、字測量發(fā)展；測量特點從單參數(shù)測量向多參數(shù)測量發(fā)展。常規(guī)的測試儀器儀表和控制裝置被更先進的智能儀器所取代，使得傳統(tǒng)的電子測量儀器在遠離、功能、精度及自動化水平定方面發(fā)生了巨大變化，并相應的出現(xiàn)了各種各樣的智能儀器控制系統(tǒng)，使得科學實驗和應用工程的自動化程度得以顯著提高。 湖南電氣職業(yè)技術學院畢業(yè)設計 41.2 系統(tǒng)設計要求系統(tǒng)設計要求一、基本要求設計并制作一款基于單片機的電子秤重系統(tǒng)。二、具體要求本課題研究的內(nèi)容是以單片機 STC89C52RC 為控制核心，實現(xiàn)電子秤的基本策略及價格計算功能。本課題在電子稱的基本功能基礎上擴展了電子日歷及時鐘功能。該系統(tǒng)可以分為單片機最小系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、人機

8、交互界面系統(tǒng)、電源系統(tǒng)、時鐘及語音報數(shù)六大部分組成。單片機最小系統(tǒng)部分主要包括STC89C52RC 和經(jīng)典復位電路；數(shù)據(jù)采集部分由稱重傳感器、信號放大和 A/D 轉(zhuǎn)換部分組成，信號放大和 A/D 轉(zhuǎn)換部分主要由專用型高精度 24 位 AD 轉(zhuǎn)換芯片HX711 實現(xiàn)；人機交互界面為鍵盤輸入和點陣式液晶顯示，主要使用 4*4 矩陣鍵盤和 1602 液晶顯示器，可以方便的輸入數(shù)據(jù)和直觀的顯示數(shù)據(jù)；時鐘模塊主要由時鐘芯片 DS1302 和時鐘電路組成；語音報數(shù)模塊可語音報讀電子秤系統(tǒng)的重量、單價、金額等語音內(nèi)容，主要由 SC1010B 電子稱專用語音芯片實現(xiàn)。本課題的主要設計任務如下所述：1）系統(tǒng)可實

9、現(xiàn)電子稱基本的稱重功能（稱重范圍為 05Kg，重量誤差不大于0.005Kg） ；2）系統(tǒng)應具備輸入單價，計算總價及語音報價的功能；3）系統(tǒng)超出最大測量范圍 5Kg 時應有報警指示功能（蜂鳴器報警提示） ；4）該電子稱設計需完成電子日歷及時鐘顯示功能的擴展。在未稱重狀態(tài)下系統(tǒng)應具備顯示年月日、星期及時鐘功能。1.3 系統(tǒng)設計方案系統(tǒng)設計方案結(jié)合所學知識，通過查找資料和論證，可通過以下方案來實現(xiàn)課題要求實現(xiàn)的指標，各方案介紹如下所述。方案一 數(shù)碼管顯示： 湖南電氣職業(yè)技術學院畢業(yè)設計 5數(shù)據(jù)采集AD 轉(zhuǎn)換單片機處理LED 顯示圖 1-1 數(shù)碼管顯示方案此方案利用數(shù)碼管顯示物體重量，簡單可行，可以采

10、用內(nèi)部帶有模數(shù)轉(zhuǎn)換功能的單片機。由此設計出的電子秤系統(tǒng)，硬件部分簡單，接口電路易于實現(xiàn)，并且在編程時大大減少程序量，在電路結(jié)構上只有簡單的輸出輸入關系。缺點是：硬件部分簡單，雖然可以實現(xiàn)電子稱基本的稱重功能，但是不能實現(xiàn)外部數(shù)據(jù)的輸入，無法根據(jù)實際情況靈活地設定各種控制參數(shù)。由于數(shù)碼管只能實現(xiàn)簡單的數(shù)字和英文字符的顯示，不能顯示漢字以及其他的復雜字符，不能達到顯示購物清單的要求。又因為采用了具有模數(shù)轉(zhuǎn)換功能的單片機，系統(tǒng)電路過于簡單，系統(tǒng)硬件的擴展必受到限制，電子秤的功能過于單一，達不到設計的標準。方案二 在前一種方案的基礎上進行擴展，增加一鍵盤輸入裝置，增加外界對單片機內(nèi)部的數(shù)據(jù)設定，使電子

11、稱實現(xiàn)稱重計價的功能。結(jié)構簡圖如圖 1-2 所示：數(shù)據(jù)采集AD 轉(zhuǎn)換單片機處理LED 顯示按鍵處理圖 1-2 帶有鍵盤輸入的結(jié)構簡圖此方案設計的電子秤，可以實現(xiàn)稱物計價功能，但是局限于數(shù)碼管的功能，在顯示時只能顯示單價、購物總額以及簡單的貨物代碼等。在顯示重量時，如果數(shù)碼管沒有足夠的位數(shù)，那么稱量物體重量的精度必受到限制，所以此方案需要較多的數(shù)碼管接入電路中。這樣在處理輸入輸出接口時需要另行擴展足夠多的I/O 接口供數(shù)碼管使用，比較麻煩。方案三 前端信號處理時，選用放大、信號轉(zhuǎn)換等措施來增加信號采集強度但會增加相應的設計成本；顯示方面采用具有字符圖文顯示功能的 LCD 顯示器。 湖南電氣職業(yè)技

12、術學院畢業(yè)設計 6這種方案不僅加強了人機交換的能力，而且滿足設計要求，可以顯示購物清單、所稱量的物體信息等相關內(nèi)容，當需要增加擴展功能時可以通過切換液晶顯示界面的方式來實現(xiàn)。結(jié)構簡圖如下圖 1-3 所示：數(shù)據(jù)采集AD 轉(zhuǎn)換單片機處理LCD 顯示按鍵處理信號放大圖 1-3 帶有鍵盤輸入及液晶顯示的結(jié)構簡圖鑒于上述三種方案的優(yōu)缺點，本系統(tǒng)在設計時充分考慮到系統(tǒng)的實用性及成本的可行性的前提下，設計完成了最終的電子稱方案，最終的硬件設計方案圖如圖 1-4 所示，該方案增加了電子日歷功能，從而使本系統(tǒng)的設計功能得到了很好的擴展應用。 圖 14 硬件設計方案壓力傳感器信號放大信號轉(zhuǎn)換單片機鍵盤控制LCD

13、顯示 湖南電氣職業(yè)技術學院畢業(yè)設計 71.4 電子秤的主要組成電子秤的主要組成1.4.1 電子秤的基本結(jié)構 電子秤是利用物體的重力作用來確定物體質(zhì)量（重量）的測量儀器，也可用來確定與質(zhì)量相關的其它量大小、參數(shù)、或特性。不管根據(jù)什么原理制成的電了秤均由以下三部分組成：1） 承重、傳力復位系統(tǒng)它是被稱物體與轉(zhuǎn)換元件之間的機械、傳力復位系統(tǒng)，又稱電子秤的秤體，一般包括接受被稱物體載荷的承載器、秤橋結(jié)構、吊掛連接部件和限位減振機構等。2） 稱重傳感器即由非電量（質(zhì)量或重量）轉(zhuǎn)換成電量的轉(zhuǎn)換元件，它是把支承力變換成電的或其它形式的適合于計量求值的信號所用的一種輔助手段。按照稱重傳感器的結(jié)構型式不同，可以

14、分直接位移傳感器（電容式、電感式、電位計式、振弦式、空腔諧振器式等）和應變傳感器（電阻應變式、盧表面諧振式）或是利用磁彈性、壓電和壓阻等物理效應的傳感器。對稱重傳感器的基本要求是：輸出電量與輸入重量保持單值對應，并有良好的線性關系；有較高的靈敏度；對被稱物體的狀態(tài)的影響要小；能在較差的工作條件下工作；有較好的頻響特性；穩(wěn)定可靠。3) 測量顯示和數(shù)據(jù)輸出的載荷測量裝置 即處理稱重傳感器信號的電子線路（包括放人器、模數(shù)轉(zhuǎn)換、電流源或電壓源、調(diào)節(jié)器、補嘗元件、保護線路等）和指示部件（如顯示、打印、數(shù)據(jù)傳輸和存貯器件等） 。這部分習慣上稱載荷測量裝置或二次儀表。在數(shù)字式的測量電路中，通常包括前置放大、

15、濾濾、運算、變換、計數(shù)、寄存、控制和驅(qū)動顯示等環(huán)節(jié)。1.4.2 電子秤的工作原理當被稱物體放置在秤體的秤臺上時，其重量便通過秤體傳遞到稱重傳感器， 湖南電氣職業(yè)技術學院畢業(yè)設計 8傳感器隨之產(chǎn)生力一電效應，將物體的重量轉(zhuǎn)換成與被稱物體重量成一定函數(shù)關系（一般成正比關系）的電信號（電壓或電流等） 。此信號由放大電路進行放大、經(jīng)濾波后再由模數(shù)( A/D)器進行轉(zhuǎn)換，數(shù)字信號再送到微處器的 CPU 處理，CPU 不斷掃描鍵盤和各功能開關，根據(jù)鍵盤輸入內(nèi)容和各種功能開關的狀態(tài)進行必要的判斷、分析、由儀表的軟件來控制各種運算。運算結(jié)果送到內(nèi)存貯器，需要顯示時，CPU 發(fā)出指令，從內(nèi)存貯器中讀出送到顯示器

16、顯示，或送打印機打印。一般地信號的放大、濾波、A/D 轉(zhuǎn)換以及信號各種運算處理都在儀表中完成。1.4.3 電子秤的計量性能電子秤的計量性能涉及的主要技術指標有：量程、分度值、分度數(shù)、準確度等級等。(1) 量程：電子衡器的最大稱量 Max，即電子秤在正常工作情況下，所能稱量的最大值。(2) 分度值：電子秤的測量范圍被分成若干等份，每份值即為分度值。用 e或 d 來表示。(3) 分度數(shù)：衡器的測量范圍被分成若干等份，總份數(shù)即為分度數(shù)用 n 表示。電子衡器的最大稱量 Max 可以用總分度數(shù) n 與分度值 d 的乘積來表示，即Max=nd(4) 準確度等級國際法制計量組織把電子秤按不同的分度數(shù)分成 T

17、、II、III、四類等級，分別對應不同準確度的電子秤和分度數(shù) n 的范圍，如表1-1所示：表1-1 不同準確度的電子秤和分度數(shù) 湖南電氣職業(yè)技術學院畢業(yè)設計 9標志及等級電子秤分類分度數(shù)范圍特種準確度基準衡器n 100000高準確度精密衡器10000 n100000中準確度商業(yè)衡器1000 n10000普通準確度粗衡器100VCC1+0.2V 時，由 VCC2 向 DS1302供電，當 VCC2 VCC1 時，由 VCC1 向 DS1302 供電。SCLK：串行時鐘，輸入； I/O：三線接口時的雙向數(shù)據(jù)線；CE：輸入信號，在讀、寫數(shù)據(jù)期間，必須為高。該引腳有兩個功能：第一，CE 開始控制字訪問

18、移位寄存器的控制邏輯；其次，CE 提供結(jié)束單字節(jié)或多字節(jié)數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆椒ā?DS1302 有關日歷、時間的寄存器共有 12 個，其中有 7 個寄存器（讀時81h8Dh，寫時 80h8Ch），存放的數(shù)據(jù)格式為 BCD 碼形式。2.2 系統(tǒng)系統(tǒng)硬件電路設計硬件電路設計2.2.1 系統(tǒng)電源電路設計由于該系統(tǒng)中 51 單片機及 AD 轉(zhuǎn)換芯片及液晶顯示器所需供電電壓均為 5V 電壓，所以要保證系統(tǒng)穩(wěn)定可靠的工作，需要設計一個可以穩(wěn)定提供 5V 電壓的供電系統(tǒng)。本設計采用雙電源接口供電方式，USB 接口供電方便程序調(diào)試，也可采用外置電源作為系統(tǒng)的供電電源，但是需另加三端穩(wěn)壓器件 LM7805 作為系統(tǒng)電源

19、的穩(wěn)壓器件以保證系統(tǒng)電壓為穩(wěn)定的直流 5V 電壓，同時外置電源的輸出電壓要高于 5V 輸出，系統(tǒng)電源輸入接口要加濾波電容以確保工作電壓穩(wěn)定。電源 湖南電氣職業(yè)技術學院畢業(yè)設計 16輸出接口加上 LED 電源指示燈，用來判定電源是否正常工作。該系統(tǒng)電源電路設計如圖 2-7 所示。 圖 2-7 電源接口電路C1，C2 實現(xiàn)對電源濾波，以濾除可能存在的高頻雜波對電源的影響，C4 實現(xiàn)對電源電壓的平滑穩(wěn)定作用10，當 USB 接口輸出電壓高時 C4 用來儲能，當后續(xù)電路負載過高 USB 供電不足時電解電容 C4 通過釋放儲存的電能來保證電源電壓不跌落。LED0 用作電源指示，其亮滅代表電源工作與否，R

20、0 用來限流，以保證 LED 不被燒壞13。2.2.2 系統(tǒng)單片機主控電路設計晶振全稱為晶體振蕩 器，其作用在于產(chǎn)生原始的時鐘頻率，這個頻 率經(jīng)過頻率發(fā)生器的放大或縮小后就成了電腦中各種不同的總線頻率。晶振一般叫做晶體諧振器，是一種機電器件，是用電損耗很小的石英晶體經(jīng)精密切割磨削并鍍上電極焊上引線做成。這種晶體有一個很重要的特性，如果給它通電，它就會產(chǎn)生機械振蕩，反之，如果給它機械力，它又會產(chǎn)生電，這種特性叫機電效應。他們有一個很重要的特點，其振蕩頻率與他們的形狀，材料，切割方向等密切相關。由于石英晶體化學性能非常穩(wěn)定，熱膨脹系數(shù)非常小，其振蕩頻率也非常穩(wěn)定，由于控制幾何尺寸可以做到很精密，因

21、此，其諧振頻率也很準確。根據(jù)石英晶體 湖南電氣職業(yè)技術學院畢業(yè)設計 17的機電效應，我們可以把它等效為一個電磁振蕩回路，即諧振回路。他們的機電效應是機-電-機-電.的不斷轉(zhuǎn)換，由電感和電容組成的諧振回路是電場-磁場的不斷轉(zhuǎn)換。在電路中的應用實際上是把它當作一個高 Q 值的電磁諧振回路。由于石英晶體的損耗非常小，即 Q 值非常高，做振蕩器用時，可以產(chǎn)生非常穩(wěn)定的振蕩，作濾波器用，可以獲得非常穩(wěn)定和陡削的帶通或帶阻曲線10。復位電路采用按鍵復位加上電復位來實現(xiàn)，S1 為復位按鍵，復位按鍵按下后，復位端通過 1K 的小電阻與電源接通,迅速放電,使 RST 引腳為高電平,復位按鍵彈起后,電源通過 10

22、K 的電阻對 10F 的電容 C1 重新充電,RST 引腳端出現(xiàn)復位正脈沖。AT89S52 內(nèi)部有一個高增益反相放大器,用于構成振蕩器,但要形成時鐘脈沖,外部還需附加電路,本設計采用內(nèi)部時鐘方式,利用芯片內(nèi)部的振蕩器,然后在引腳 XTAL1 和 XTAL2 兩端跨接晶體振蕩器,就構成了穩(wěn)定的自激振蕩器,發(fā)出的脈沖直接送入內(nèi)部時鐘電路,C2 和 C3 的值通常選擇為 30pF 左右,晶振 Y1 選擇12MHz.為了減小寄生電容,更好地保證振蕩器穩(wěn)定、可靠地工作，振蕩器電容應盡可能安裝得與單片機引腳 XTAL1 和 XTAL2 靠近7。單片機的 31 腳（EA）接+5V 電源，表示允許使用片內(nèi) R

23、OM。2.2.3 系統(tǒng)顯示部分電路設計顯示部分采用 LCD1602 液晶顯示模塊，液晶板上排列著若干 57 或 510點陣的字符顯示位,每個顯示位可顯示 1 個字符，從規(guī)格上分為每行 8、16、20、24、32、40 位，有一行、兩行及四行三類。其與單片機的連接電路如圖 2-8 所示圖 2-8 液晶顯示接口電路 1 腳和 2 腳為液晶 1602 地和電源引腳，3 腳為背光調(diào)節(jié)引腳，通過 10K 電 湖南電氣職業(yè)技術學院畢業(yè)設計 18位器接地，背光可通過電位器來調(diào)節(jié)亮度；4 腳、5 腳、6 腳為液晶片選控制引腳，分別連接到單片機的 P2.0、P2.1、P2,2 端口，714 腳為數(shù)據(jù)接口，與單片

24、機的P0 口相連實現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳輸，15、16、腳為液晶的背光控制腳，分別接到電源和地9。2.2.4 系統(tǒng)超重報警指示電路設計超重報警指示電路用來在稱重測量超出最高值時報警提示，以免重量太高的情況下?lián)p壞傳感器。報警指示電路由 PNP 三極管 9012 驅(qū)動蜂鳴器來實現(xiàn)，單片機 IO 口控制三極管的基極，當單片機的 IO 口輸出為低電平時，三極管導通，蜂鳴器的正極與電源接通，蜂鳴器通電發(fā)出報警聲，當單片機 IO 口輸出高電平時，三極管截止，蜂鳴器停止報警。報警指示電路如圖 2-9 所示。圖 2-9 報警指示電路2.2.5 系統(tǒng)按鍵輸入電路設計按鍵輸入電路用來在電子稱測量過程中輸入單價值，按鍵輸入電路

25、采用 4*4矩陣鍵盤實現(xiàn)，矩陣鍵盤電路如圖 2-10 所示。 湖南電氣職業(yè)技術學院畢業(yè)設計 19圖 2-10 按鍵輸入電路電子稱按鍵功能分配如表 2-2 所示：表 2-2 系統(tǒng)按鍵配置表789去皮456清零123累計0計算此電子秤是開機檢測托盤重量，并將托盤重量清零（即電子秤每次開機后檢測托盤重量，并程序中自動將托盤重量保存在一個變量中，稱量過程中每次都將獲得的重量減去托盤重量，而得到所要稱量物體的真正的重量）。計算功能：在正確輸入了單價之后，按下計算按鍵，將會計算出金額，并在液晶顯示器上顯示出重量、單價、總價。電子日歷時鐘鍵盤面板： 湖南電氣職業(yè)技術學院畢業(yè)設計 20對應矩陣鍵盤按鍵通過設置

26、按鍵可以切換日期、星期、時間的設置，通過加減鍵來進行各個狀態(tài)的調(diào)節(jié)。2.3 系統(tǒng)硬件電路的繪制與系統(tǒng)硬件電路的繪制與 PCB 線路板制作線路板制作2.3.1 Protell 99 SE 軟件介紹本文在硬件電路的設計過程中，原理圖和 PCB 的繪制采用 Protel99SE 軟件，Protel99SE 是應用于 Windows9X/2000/NT 操作系統(tǒng)下的 EDA 設計軟件，該軟件以其簡單易操作的優(yōu)勢一直以來備受電子工程師的喜愛，因而也成了很多高校電子相關專業(yè) EDA 工具的必選課程。2.3.2 系統(tǒng)原理圖繪制與 PCB 印刷線路板制作采用 Protel99SE 軟件繪制原理圖和 PCB 的

27、主要步驟如下所述：1. 建立系統(tǒng)所需原件庫；2. 加載所建原件庫到工程項目中；3. 在原理圖頁面中放置所需元器件并按照電氣性能連接各元件；4. 建立原件封裝庫并加載到工程文件中；5. 繪制好電路后進行 ERC 電氣檢測，并生成網(wǎng)絡表；6. 在工程中建立 PCB 文件，導入生成的網(wǎng)絡表；7. 按照網(wǎng)絡飛線提示繪制 PCB，最后完成 DRC 檢測13。設置S1S2S3 湖南電氣職業(yè)技術學院畢業(yè)設計 21按照如上步驟最終完成繪制的電路圖與 PCB 圖分別如圖 2-11、2-12 所示。 圖 2-11 系統(tǒng)電路原理圖 湖南電氣職業(yè)技術學院畢業(yè)設計 22圖 2-12 系統(tǒng) PCB 印刷線路板圖 湖南電氣

28、職業(yè)技術學院畢業(yè)設計 23第第 3 章章 系統(tǒng)軟件設計系統(tǒng)軟件設計3.1 系統(tǒng)主程序流程圖系統(tǒng)軟件部分主程序流程圖如圖 3-1 所示圖 3-1 系統(tǒng)主程序流程圖3.23.2 系統(tǒng)系統(tǒng)顯示部分流程圖顯示部分流程圖系統(tǒng)示子程序主要是來判斷是否需要顯示,以及如何去顯示,也是十分重要的程序之一。設計流程圖如圖 3-2 所示。 湖南電氣職業(yè)技術學院畢業(yè)設計 24圖 3-2 系統(tǒng)顯示部分流程圖3.33.3 系統(tǒng)系統(tǒng)按鍵調(diào)整部分流程圖按鍵調(diào)整部分流程圖鍵盤電路設計成 4X4 矩陣式，在程序中可以先判斷按鍵編碼，然后根據(jù)編碼將鍵盤代表的數(shù)值送到相應的存儲單元，再進行功能選擇或數(shù)據(jù)處理。設計流程圖如圖 3-3

29、所示。圖 3-3 按鍵調(diào)整程序流程圖 湖南電氣職業(yè)技術學院畢業(yè)設計 25 第四章第四章系統(tǒng)的制作、安裝與調(diào)試系統(tǒng)的制作、安裝與調(diào)試4.1 系統(tǒng)的調(diào)試系統(tǒng)的調(diào)試電路板實物做完以后，接下來的工作就是調(diào)試。這是理論指導實踐最重要的一步。調(diào)試工作需要耐心與恒心。所以在調(diào)試過程中必須保持冷靜的頭腦，較強的電路分析能力。一個系統(tǒng)的調(diào)試需要軟硬件結(jié)合調(diào)試。在軟硬件結(jié)合調(diào)試的過程中所遇到的問題：1、電子電路的設計中對各種影響因素的考慮不夠完全，比如在對過電壓情況的處理中未作防范措施。2、系統(tǒng)設計不夠優(yōu)化，有待改善。比如系統(tǒng)的超量程信號直接由單片機送入報警電路，沒有設計保護電路再入單片機處理后送入報警電路。3、

30、沒有擴展更多電路，如溫度顯示功能，通訊接口電路與上位機（PC 機）進行通訊，上位機顯示功能從而將大量的商品數(shù)據(jù)存于上位機，然后通過串口或并口通訊與電子稱相連，達到遠距離控制的目的。4、對各種實用芯片價格了解不夠，選擇上任有欠缺，如所選的稱重傳感器價格較貴。這些都為我今后的學習和工作留下了積極的影響。4.2 實物效果顯示實物效果顯示 湖南電氣職業(yè)技術學院畢業(yè)設計 26參考文獻參考文獻1 薛均義,張彥斌.MCS-516 系列單片微型計算機及應用M.西安交通大學出版社,19992 中國機械工業(yè)教育協(xié)會 組編.單片機原理與應用.機械工業(yè)出版社.20013 黃繼昌傳感器工作原理及應用實例A，人民郵電出版

31、社，19984 郭永貞， 數(shù)字電子技術M 西安電子科技大學出版社 20005 楊金巖等.8051 單片機數(shù)據(jù)傳輸接口擴展技術與應用實例M人民郵電出版社，2005 6 張齊，杜群貴.單片機應用系統(tǒng)設計技術M.電子工業(yè)出版社，20077 李廣弟 單片機基礎M,北京航空航天大學出版社,20018 于京51 系列單片機 C 程序設計與應用方案M 中國電力出版社 2002.9 張齊，杜群貴 單片機應用系統(tǒng)設計技術M.電子工業(yè)出版社，200410 張洪潤 電子線路與電子技術M.清華大學出版社，200511 童詩白，華成英.模擬電子技術基礎M. 高等教育出版社,200612胡海學.單片機原理及應用系統(tǒng)設計M

32、.電子工業(yè)出版社,2005.13 及力，Protel99SE 原理圖與 PCB 設計教程M電子工業(yè)出版社，2004.14 戴佳， 51 單片機 C 語言設計實例精講M 電子工業(yè)出版社 200615 INTEGRATED CIRCUITS DATA HANDBOOK 80C51-based 8-bit microcontrollers PHILIPS,1992 湖南電氣職業(yè)技術學院畢業(yè)設計 27 致謝致謝四年的本科學習生涯即將結(jié)束,在本人做畢業(yè)設計中，得到了我的導師的悉心指導和無私幫助。他嚴謹?shù)闹螌W態(tài)度和謙和的為人給我留下了深刻的印象。本課題在選題及研究過程中得到姜慧老師的悉心指導。姜老師多次詢

33、問研究進程，并為我指點迷津，幫助我開拓研究思路，精心點撥、熱忱鼓勵。姜老師一絲不茍的作風，嚴謹求實的態(tài)度，踏踏實實的精神，不儀授我以文，而且教我做人，雖歷時三載，卻給以終生受益無窮之道。 通過這次畢業(yè)設計，使我得到了一次用專業(yè)知識、專業(yè)技能分析和解決問題全面系統(tǒng)的鍛煉。使我在傳感器的基本原理、傳感器的實際應用，以及在常用傳感器設計思路技巧的掌握方面都能向前邁了一人步，為日后成為合格的應用型人才打下良好的基礎。我在姜老師的精心指導和嚴格要求下，獲得了豐富的理論知識，極大地提高了實踐能力，并對當前電了領域的研究狀況和發(fā)展方向有了一定的了解，這對我今后進一步學習傳感器方面的知識有極人的幫助。在此，我

34、衷心感謝姜慧老師的指導和支持。在未來的工作和學習中，我將以更好的成績來回報老師。 在此，我還要感謝在一起愉快的度過人學生生活的機電工程系全體老師和同學門，正是由于你們的幫助和支持，我才能克服一個一個的困難和疑惑，直至本文的順利完成。在論文即將完成之際，我的心情無法平靜，從開始進入課題到論文的順利完成，有多少可敬的師長、同學、朋友給了我無言的幫助，在這里請接受我誠摯的謝意！最后我還要感謝培養(yǎng)我長大含辛茹苦的父母，謝謝你們！ 湖南電氣職業(yè)技術學院畢業(yè)設計 28附錄附錄 程序代碼程序代碼系統(tǒng)部分代碼：void shizhong_hanshu()init();Init_DS1302();/初始化芯片init_1602();/初始化 lcdwhile(1)if(du_k2=0)dianzhicheng_hanshu(); /跳去運行電子稱tmpchange(); /溫度轉(zhuǎn)換wendu_100bei=tmp(); /獲得溫度show_date();keyscan();if(shi=clock_shi)&(fen=clock_fen)&(status=2)&(miao5)clock_flag=1;TR1=1;if(status=1)/鬧鐘狀態(tài) A 解除鬧鐘clock_flag=0;clock=1;TR1=0; void