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1、毕业设计开题报告课 题 名 称： 基于单片机的实用电子秤设计 学 生 姓 名： 班 级： 指 导 教 师： 所 在 系 部： 专 业 名 称： 2014年 3 月 12 日说 明1根据某学校毕业设计(论文)工作管理规定，学生必须撰写毕业设计（论文）开题报告，由指导教师签署意见、教研室审查，系教学主任批准后实施。2开题报告是毕业设计（论文）答辩委员会对学生答辩资格审查的依据材料之一。学生应当在毕业设计（论文）工作前期内完成，开题报告不合格者不得参加答辩。3毕业设计开题报告各项内容要实事求是，逐条认真填写。其中的文字表达要明确、严谨，语言通顺，外来语要同时用原文和中文表达。第一次出现缩写词，须注出
2、全称。4本报告中，由学生本人撰写的对课题和研究工作的分析及描述，应不少于2000字，没有经过整理归纳，缺乏个人见解仅仅从网上下载材料拼凑而成的开题报告按不合格论。5开题报告检查原则上在第24周完成，各系完成毕业设计开题检查后，应写一份开题情况总结报告。毕业设计(论文)开题报告学生姓名学 号专 业指导教师姓名 职 称所在系部课题来源课题类型课题名称基于单片机的实用电子秤的设计毕业设计的内容和意义一、毕业设计的内容 本课题是设计一基于单片机控制的实用电子称，其测量量程1-10kg。系统采用52单片机作为主控芯片用以实现称重、计算价格等主控功能；采用高精度电阻应变式压力传感器实现数据采集；采用电子秤
3、专用模拟/数字（A/D）转换器芯片HX 711对传感器信号进行调理转换；采用4*4矩阵键盘进行人机交互；采用液晶屏显示称重重量、单价、总价等信息，此外设计的系统还具有超量程声光报警功能。二、毕业设计意义 电子称是电子衡器的一种，是国家法定计量器具。电子秤是称重技术中的一种新型仪表，广泛应用于各种场合。电子秤与机械秤相比有体积小、重量轻、结构简单、价格低、实用价值强、维护方便等特点，可在各种环境工作，重量信号可远传，易于实现重量显示数字化，易于与计算机联网，实现生产过程自动化，提高劳动生产率。本课题在设计过程中结合了传感器技术、电子技术、单片机控制技术与数码显示技术等相关课程知识，这对加深本专业
4、课程内容的理解和提高实际动手能力有很大帮助，因此本课题具有良好的教学和实践应用前景。 文献综述一、实际应用方面的价值人们可以通过使用本系统，秤量小物品的重量并计算价格，可以在上菜场的时候随身携带，验证商家的可信度，且本系统使用方法简单，可为人们的日常生活提供了很大的便利。二、国内外的研究现状电子称的发展过程与其他事物一样，也经历了由简单到复杂、又粗糙到精密、由机械到机电结合再到全电子化、由单一功能到多功能的过程。特别是近30年以来，工艺流程中的现场称重、配料定量称重以及产品质量的监测等工作，都离不开能输出信号的电子衡器。近年来电子称已愈来愈多地参与到数据的处理和控制过程中，现代称重技术和数据系
5、统已经成为工艺技术、储运技术、预包装技术、收货业务及商业销售领域中不可或缺的组成部分。称重传感器各项性能的不断突破为电子称的发展奠定了基础，国外如美国、西欧等一些国家在20世纪60年代就出现了0.1%称量准确度的电子称，并在70年代中期约对75%的机械称进行了机电结合式改造。我国的衡器在20世纪40年代以前还全是机械式的，40年代开始发展了机电结合式的衡器。50年代开始出现了以称重传感器为主的电子衡器。80年代以来，我国通过自行研究引进消化吸收和技术改造，已由传统的机械式衡器步入集传感器、微电子技术、计算机技术与一体化的电子衡器发展阶段。今后电子称的发展动向为：小型化、模块化、智能化、集成化；
6、其技术性能趋向于速率高、准确度高、可靠性该高；其应用性趋向综合性、组合性。三、相关技术与研发基础 在本系统的设计中主要应用到压力传感器，其主要原理是压阻效应：即当力作用于硅晶体时，晶体的晶格产生变形，使载流子从一个能谷向另一个能谷散射，引起载流子的迁移率发生变化，扰动了载流子纵向和横向的平均量，从而使硅的电阻率发生变化。这种变化随晶体的取向不同而异，因此硅的压阻效应与晶体的取向有关。硅的压阻效应不同于金属应变计，前者电阻随压力的变化主要取决于电阻率的变化，后者电阻的变化则主要取决于几何尺寸的变化（应变），而且前者的灵敏度比后者大50100倍。 本系统的核心单元是单片机，单片机的品种很多，可更具
7、其各自特点的不同应用于不同场合。STC89C52是STC公司生产的一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有 8K 在系统可编程Flash存储器。STC89C52使用经典的MCS-51内核，但做了很多的改进使得芯片具有传统51单片机不具备的功能。文献综述在单芯片上，拥有灵巧的8 位CPU 和在系统可编程Flash，使得STC89C52为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、超有效的解决方案。此外，STC89C52内部还有32 位I/O 口线、看门狗定时器、内置4KB EEPROM、MAX810复位电路、3个16 位定时器/计数器、4个外部中断、一个7向量4级中断结构（兼容传统51的5向量2级中断
8、结构）、全双工串行口。 另外 STC89C52 可降至0Hz 静态逻辑操作，支持2种软件可选择节电模式。空闲模式下，CPU 停止工作，允许RAM、定时器/计数器、串口、中断继续工作。掉电保护方式下，RAM内容被保存，振荡器被冻结，单片机一切工作停止，直到下一个中断或硬件复位为止。最高运作频率35MHz，6T/12T可选本系统软件设计采用C语言编程，编译环境为keil UV3。keil c51 是美国Keil Software 公司出品的51 系列兼容单片机C 语言软件开发系统，和汇编相比，C 在功能上、结构性、可读性、可维护性上有明显的优势，因而易学易用。Keil c51 软件提供丰富的库函数
9、和功能强大的集成开发调试工具，全Windows 界面。另外重要的一点，只要看一下编译后生成的汇编代码，就能体会到keil c51 生成的目标代码效率非常之高，多数语句生成的汇编代码很紧凑，容易理解。在开发大型软件时更能体现高级语言的优势。Keil C51 可以完成编辑、编译、连接、调试、仿真等整个开发流程。开发人员可用IDE 本身或其它编辑器编辑C 或汇编源文件，然后分别有C51 及A51 编辑器编译连接生成单片机可执行的二进制文件（.HEX），然后通过单片机的烧写软件将HEX 文件烧入单片机内。文献综述四、 主要参考文献01陈钟，刘强C#编程语言程序设计与开发M北京：清华大学出版社，2003
10、02郭天祥51单片机C语言教程M北京：电子工业出版社，200903李建忠单片机原理及应用M西安：西安电子科技大学出版，200204 Donna N.TablerIBM PC Assembly languageJJohn Wiley&Sons.Inc，198505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 06彭伟单片机C语言程序设计实训100例M北京：电子工业出版社，200907窦震中PIC系列单片机原理和程序设计M北京：北京航空航天大学出版社，199808夏继强单片机实验与实践教程M北京：北京航空航天大学出版社，200109马忠梅等单片机的C语言应用程序设计M北京：北
11、京航空航天出版社，199910李佳C51系列处理器应用技术完全手册M北京：人民邮电出版社，199811GUO San-ming，ZHENG Jun-zhong. The development of portable digital balanceTJournal of Jiaozuo Institute of Technology.2001研究内容本系统的主要设计思想是：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压信号。输出电压信号通常很小，需要通过前端信号处理电路进行准确的线性放大。放大后的模拟电压信号经V/F转换电路转换成数字量被送入到主控电路的单片机中，再经过单片机控制译码
12、显示器，从而显示出被测物体的重量。本系统的设计及实现需要三个阶段：硬件系统的设计及实现、软件系统的设计及实现、软硬件系统的联调及测试。一、硬件的设计 按照设计的基本要求，硬件系统可分为三大模块：数据采集模块、控制器模块、人机交互界面模块。其中数据采集模块由压力传感器、信号的前级处理和V/F转换部分组成。转换后的数字信号送给控制器处理，由控制器完成对该数字量的处理，驱动显示模块完成人机间的信息交换。系统的大部分功能都是需要软件来控制。硬件系统框图如图1所示。数据采集AD转换单片机处理LCD显示时钟显示计量显示按键处理信号放大时钟芯片图1 硬件系统框图 二、软件系统的设计系统软件部分采用Keil
13、Uvison3开发平台，用C语言编程进行设计，软件系统分为三大模块，一是初始化系统模块；二是按键检测模块；三是数据采集、数据处理并进行显示模块。这三个方面的操作分别在主程序中来进行。程序采用模块化的结构，这样程序结构清楚，易编程和易读性好，也便于调试和修改。系统的流程图如图2所示。研究内容 图2 软件系统的流程图三、软硬件的联合和调试 电路板实物做完以后，接下来的工作就是联合和调试。这是理论指导实践最重要的一步。调试工作需要耐心与恒心。所以在调试过程中必须保持冷静的头脑，较强的电路分析能力。一个系统的调试需要软硬件结合调试。研究计划第1周2.243.2查阅资料，学习相关知识和技术第2周3.33.9 对系统功能需求进行分析, 功能模块划分第3周3.103.16撰写并提交毕业设计开题报告、英文资料翻译第4周3.173.23进行系统功能模块的详细设计第5周3.243.30进行各功能模块的软、硬件设计及调试第6周3.314.6进行各功能模块的软、硬件设计及调试第7周4.74.13进行各功能模块的软、硬件设计及调试第8周4.144.20进行各功能模块的软、硬件设计及调试第9周4.214.27各模块的改进，进行综合调试运行第10周4.285.4综合调试运行，对运行中发现的问题进行调整第11周5.55.11 对运行中发现的问题进行调整第12周5.125.18系统联调、整理毕业设计文档资料第13
