单片机课程设计电子秤

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1、一、设计任务及要求：设计任务：完成一个简单的使用数字电子秤的硬件与软件部分的设计。设计要求：1 .利用单片机实现对所设计的电子秤的各项功能的控制。2 .电子秤能够LCD夜晶显示出商品的名称、价格，重量、总价等信息。3 .电子秤具有储存几种简单商品价格的功能。4 .电子秤的测量范围要求达到5KG测量精度要求达到。5 .电子秤能够自动完成商品的价格计算。指导教师签名：2010年6 月16 日、指导教师评语:指导教师签名：2010年7 月3 日二、成绩验收盖章2010年7月 日基于单片机的实用电子秤的设计1设计目的单片机以其功能强，体积小，功耗低，易开发等很多优势被广泛应用。本次 数字电子秤的设计就

2、是需要通过选择合适的单片机来进行主控，再结合A/D转换、键盘、液晶显示、复位电路和蜂鸣器报警驱动电路的知识，同时在软件的设 计过程中用到键盘扫描、液晶显示驱动、模数转换程序及汉字库的的设计，做到 对我们所学数电、模电、单片机等知识的综合应用，最终实现所设计数字电子秤 的各项功能，达到“巩固知识，培养技能，学而用之”的实践目的。通过这次课 程设计，不但要提高我们在工作中的学习能力、 探究能力、应用能力和动手能力， 还要历练我们不畏艰难、不懂便学、 有漏必补的认真严谨的工作态度， 强化我们 的社会适应力和社会竞争力，为走向社会提前试水，完善自我。2设计的主要内容及要求本设计主要完成一个简单实用数字

3、电子秤的硬件电路部分和软件部分的设 计。硬件部分包括数据采集、最小系统板、人机交互界面三大部分。其中，数据 采集部分由压力传感器和 A/D转换部分组成；人机界面部分为键盘输入、液晶 显示。软件部分应用单片机 C语言实现了本设计的全部控制功能。本设计的数 字电子秤要求能够显示商品的名称、价格、总量、总价等；能够自动完成商品的 价格计算；能够储存几种简单商品的价格； 能够具有超重提醒功能，一旦重量超 出了自身重量的测量的范围，发出警报；同时对数字电子秤的测量范围要达到5KG测量精度要求达到。3整体设计方案整个数字电子秤电路由压力传感电路（ADC083以样）、模数转换系统、单片 机主控制电路、LM4

4、229显示电路、蜂鸣器报警电路和 4*4键盘电路6个部分组 成。如图所示。图基于单片机的实用电子秤组成框图电子秤的测量过程实际是通过电阻应变传感器将被测物体的重量转换成电 压信号输出，电压信号经过模数转换把模拟信号转换成数字量，数字量通过显示 器显示重量。打开电源，数字电子秤开始工作。接通电源时，数字电子秤进入欢 迎界面”欢迎使用电子秤 设计”。数字电子秤上 MCUF始工作，键盘不断进行扫描，同时通过 ADC083独不断进行外部称量数据采样，LCD上显 示“实用电子秤名称单价”。当载物台上放有物体时，ADC0832立即将数据收集送给单片机处理。在键盘输入对应商品的代码编号，在 240*128

5、的LCD上可以看到相应商品的名称，单价，总重，总价格等信息。在称量的过程 中，一旦物体自身的重量超出电子秤的称量范围，蜂鸣器立即会发出“滴 滴 ”警报声告诉工作人员，所称量物品超重。4硬件电路设计LM4229整体电路图数字电子秤采用 AT89C51单片机作为微处理器，接口电路由晶振、显示电路、4*4按键电路、ADC0832m路、报警电路、存储器等组成。控制器系 统的硬件电路如图所示控制器系统硬件电路的工作过程是：打开电源时， MC吸各个部分电路开始工作，MCUW用内部存储数据对各部分接口电路初始化。200ms后LM4229进入欢迎界面，ADC083外断对外部数据进行采样交给 MCU!行处理，一

6、旦有物品放入载物台，ADC0832立即发送中断请求，并将本次采集数据交给MCU处理，之后LM4229显示相应数据量。在此过程中，键盘也在不断进行扫描，一旦有键按下，单片机也会对其数据进行相应处理，然后将对LM4229a行写操作岫卜TM42耳注IIiiM i 旧 皿 GXD1ro iKIlitlU1 2i人也一：01 TJ* 4A-li *圮 *1;DI S城 6TZj6 Tq 1TV”K-11PCIXIP1J?必rm心P0r*opn?M$LlE1111IMld1HFMTIPZlrnFL*riIE小pi。丁pi.iniKDPl工而l网毗KPUu.t ?Pl kTXT?PI 7R：J|IULI8，

7、山1a*OilVif MPICCpF 1臼MIK7n InVIIITnT图实用数字电子称的硬件电路图了SodllSRUlL II压力传感器本设计要求称量不超过5KG误差不大于0.001KG考虑到秤台自重、振动和冲击分量，还要避免超重损坏传感器，所以传感器量程必须大于额定称重一。我们选择的是L-PSIII型传感器，量程20Kg,精度为满量程时误差土 0.002Kg , 可以满足本系统的精度要求。其原理如图所示。图 传感器电路工作原理称重传感器主要由弹性体、 电阻应变片电缆线等组成， 内部线路采用惠更斯电桥，当弹性体承受载荷产生变形时，输出信号电压可由下式给出：数模转换系统首先考虑用常用的模数转换

8、芯片 adc0809, 由于本设计只需采集一路数据，adc0809 为并行的 8 路数据采集芯片，且接线较复杂，因此考虑采用串行的 AD转换芯片 adc0832 完成设计。ADC0832与MCS- 51单片机接口构成了串行的8位通道。微处理器通过软件 写入3位串行控制命令决定ADC083妁工作方式。CH阴端输入，输入范围0- 5V。 非调整误差为 1L SB。电路仅使用微处理器的两根控制线，两根数据线可方便 进行光电隔离增强抗干扰能力。适用于智能化信号检测仪器、仪表。键盘显示电路的设计本设计中采用 4*4 矩阵是键盘， 又称行列式键盘。 它有 4 条 I/O 线作为行线，用4条作为列线。用AT

9、89S51的并行口 P1接4X4矩阵键盘，行线接口，列线接口。在行线与列线每一个交叉点设置一个键， 键盘设置了“015”个按键，其中的“ 0”键表示取消，其他键代表可供选择商品品种及价格。液晶显示器电路的设计LM4229 通过CD WRITE REA反个引脚的电平来确定是读数据还是读状态， 或者是写数据还是写命令。数据D0-D7连接到单片机的P0 口，可以和单片机进行直接的数据交换， P2 口为液晶显示的控制端。5 软件设计本设计中的程序由主控制程序、LM4229夜晶显示驱动程序、ADC083痂样程 序和 4*4 键盘程序组成。主控制程序整个设计中采用由下向上的设计思路。主程序中主要完成对LC

10、M422、9ADC0832及键盘扫描程序的调用。在编写程序的过程中，各变量统一采用全局变量方式命名， 同时考虑到电子秤对精度的要求， 本设计中的价格及总量相关的变量全部采用浮点数。主程序流程图如图所示。图主程序流程图LM4229液晶显木驱动程序write_data(place&0xff);Proteus 中单小仝速仿运行探钮JEX文件导入到 AT89C51中,可在的查在,能清楚地观察到芯片上每一个引脚的电邛实用电子秤初始化仿真1后Y进入仿真贡LM4229上显示欢迎使用电子秤写入初始行如图所示NY扫Y返回键值D,此时数字电子秤进入欢迎界面左移一位图 实用电子秤初始化仿真图实用电子秤进入称重界面仿

11、真接下来调节压力传感模拟电路电压，将电压设为表示此时载物台上没有物体。此时LM422则换到称量画面，显示指示“实用电子秤 单价：元/千克 总重量： 0.000 千克 总价：元”。如图所示图 实用电子秤进入称重界面仿真图实用电子秤模拟商品选择及最大称量仿真然后，上调压力传感电压表示已载有商品，同时按下“6”号键，表示选择6号商品“苹果”。此时LM4229上显示“名称：苹果 单价：元/千克 总重量:3.496 千克 总价：“元”（实际*=元） 。达到基本要求。如图所示。模拟商品选择验证性称量仿真图最后，上调压力传感电压使载重达到最大，同时按下“5”号键，表示选择5 号商品“西瓜”。液晶显示“名称：

12、西瓜单价：元 / 千克 总重量： 4.980 千克总价：“元”.达到基本要求，最大称量重量4.980KG,如图。图 实用电子秤模拟商品最大称量仿真图7 使用说明利用 51 系列单片机设计的电子秤不但可以满足并解决现实生活中提出的“快速、准确、连续、自动”称量要求，同时有效地避免人为误差。当载物台上放有物体时，在键盘输入对应商品的代码编号，LCD液晶上可以看到相应商品的名称，单价，总重，总价格等信息。在称量的过程中，一旦物体自身的重 量超出电子秤的称量范围，蜂鸣器立即警报，告诉工作人员，所称量物品超重。在称量过程中还可以通过键盘选择商品不同的价位。8 设计总结这次课程设计是对前面所学知识非常系统

13、全面的一次检验。 通过这次课程设计与仿真，让我更明确的了解了一些芯片的用途功能，也熟练了对它们的运用。在这个设计的过程中， 我需要不断地思考， 不断地请教， 不断地寻找资料以借鉴，不断的用对知识的深入掌握去解决设计中存在的一些问题和调试时出现的一些故障。虽然说这样的设计很难很烦很累人， 但是确实是充实的， 是让人感到有意义的。这次课程设计， 不但让我了解了一个数字电子秤， 更让我收获了专业知识以外的东西，那就是学会了坚信、坚持，同时也磨砺了我的意志和耐心。真的，作为一个本来对这个专业不是很感兴趣的学生， 让我收获了一份从来没有过的成就感。 虽然到现在我对这个设计的部分原理还是不能用很专业的语言

14、讲述出来， 但是当我最初做成功这个设计的时候， 我有一种说不出的激动， 我写下一句话： “人很怪，上天给予每个人的都是公平的， 没有谁没能力去做事， 只是在于那个人愿不愿意去做，敢不敢去做，能不能坚持去做！”是的，这就是我这次课程设计之后最大的收获！虽然对这个专业依旧不是很感兴趣， 但是我还是想通过这份设计报告来建议老师，希望以后能多搞一些像这样很实际的实践课程，我们作为学生， 的确需要好的成绩，但更需要用这种对知识非常全面统一的检验来考察自己，证明自己，坚持自己。参考文献1郭天祥.51单片机C语言教程M.北京：电子工业出版社，2009: 342-354.2 李建忠 . 单片机原理及应用 M. 西安：西安电子科技大学出版， 2002 ： 63-80.3 张俊谟 . 单片机中级教程 M. 北京：北京航空航天大学出版， 2000： 36-44.4 陈东云 , 杜敬仓 . 单片机原理与开发指导M. 北京 : 机械工业出版社， 2006:122-156.160-167