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1、福建电力职业技术学院课 程 设 计课程名称： 智能仪器 题目： 基于SCT89C52的电子称设计 专业班次： 姓 名： 学 号： 指导教师： 学 期： 2011-2012学年 第2学期 日 期： 2012.3 目录1. 引言.11.1 本设计意义.21.2本设计任务和主要内容.22. 硬件设计.22.1 系统组成框图.32.2 STC89C52单片机最小系统.42.3采集电路设计.52.4 LCD显示电路设计.53. 软件设计.63.1 ADC0832时序图.73.2 LCD12864时序图.83.3 程序流程图.94. 总结.10参考文献.11附录1引言1.1本设计意义在我们生活中经常需要测
2、量物体的重量，于是就用到称，但是随着社会的进步、科学的发展，我们对其要求操作方便、易于识别。随着计量技术和电子技术的发展，传统纯机械结构的杆秤、台秤、磅秤等称量装置逐步被淘汰，电子称量装置电子称、电子天平等以其准确、快速、方便、显示直观等诸多优点而受到人们的青睐。电子称向提高精度和降低成本方向发展趋势引起了对低成本、高性能模拟信号处理器件需求增加。称重装置的应用已遍及国民经济各领域，取得了显著地经济效益。电子称是称重技术中的一种新型仪表，广泛应用于各种场合。电子称与机械称比较体积小、重量轻、结构简单、价格低、实用价值强、维护方便等，可在各种环境工作，重量信号可远传，易于实现重量数字化，易于与计
3、算机联网，实现生产过程自动化，提高劳动生产率。我们本次的设计控制器是STC89C52单片机，采用ADC0832来进行数字转换，用LCD12864来实现重量的显示。它可以准确的测量重量和重量的显示且符合上面的各种特点，但是本次的测量范围较小。1.2本设计任务和主要内容本设计的任务要求是通过STC89C52单片机和ADC0832数字转换器及LCD12864显示器来实现对重量的测量和重量显示。其中STC89C52的P1口和P2口接LCD12864，P0接和ADC0832。利用学过的C语言进行程序的编写和调试，最后实现模拟量转化为数字量并在液晶上显示出来，同时也实现人机交互。通过查阅文献和所学知识的运
4、用，了解LCD12864的显示原理和工作原理及ADC0832的工作原理。1) 先理清头绪将系统框架流程图画出来，再将各个部分的硬件画出来，如：最小系统、LCD显示电路及AD转换器，并将相关联的电路图进行连接。2) 基于了解各个部分工作原理的基础上，开始进行软件设计画出时序图，进行分析。对数据进行编码，并进行编码的编译调试。利用Excel对重量、AD、电压的关系进行计算。3) 基于C语言知识进行程序的编写，编写完后进行调试，然后把调试完无误的程序烧到硬件中，直到达到原先预计的功能实现为止。4) 基于C语言知识进行程序的编写，编写完后进行调试，然后把调试完无误的程序烧到硬件中，直到达到原先预计的功
5、能实现为止。2硬件设计2.1 系统组成框图 本系统由SCT89C52、LCD12864液晶显示及ADC0832模拟转换电路组成。其中还包括被测量的采集，信号处理电路。系统框图如下图所示： 图 2.1 系统框图本次设计选择的是采用单片机方案，目前单片机技术比较成熟，功能比较强大，被测信号经大整形后送入单片机，由单片机对测量信号进行处理并根据相应的数据关系译码显示出被测物体的重量。单片机控制适于功能比较简单的控制系统，而且其具有成本低，功耗低，体积小算术运算功能强，技术成熟等优点。2.2 STC89C52单片机及其最小系统 STC89C52单片机是最早期也是最典型的产品，低功耗、高性能、采用CHM
6、OS工艺的8位单片机。它在硬件资源和功能、软件指令及编程上都较为方便。在应用中可直接替换。在STC89C52内部有FLASH程序存储器，即可用常规的编程器编程，也可用在线使之处于编程状态对其编程。编程速度很快，擦除时也无需紫外线，非常方便。SCT89C52具有以下标准功能：8K字节Flash,256字节RAM，32位I/O口线，看门狗定时器，2个数据指针，三个16位定时器/计数器，一个6向量2级中断结构，全双工串口，片内晶振及时钟电路。另外，SCT89C52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
7、模式方式下，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。其引脚电路如2.2所示，SCT89C52主要性能有以下几点：（1）与MCS-51单片机产品兼容。(2)8K字节在系统可编程Flash存储器。（3）1000次擦写周期。（4）全静态操作：0Hz-33Hz。（5）三级加密程序存储器。（6）32个可编程I/O口线。（7）三个16位定时器/计数器。（8）八个中断源全双工UART串行通道。（9）低功耗空闲和掉电模式。（10）掉电后中断可唤醒。图2.2 最小系统 单片机最小系统是指用最少的元器件组成的单片机可以工作的系统。即如图2.2所示。单片机的最小系统包括电源
8、（接地），晶振电路（本设计使用11.0592MHz晶振），复位电路。有了以上部分组成的最小系统，单片机就能够正常进行简单工作了，值得注意的一点是，EA（31脚）要接高电平，使单片机不使用片外存储器，这样单片机系统才会正确执行用C语言编程所烧写进单片机的程序。电源电路：其主要目的是给单片机最小系统提供电源，一般可用5V直流电进行供电，常直接用USB接口对最小系统输送电能，本次设计主要采用220V交流电经过变压处理以供给单片机5V直流电，从而能正常运行。复位电路：复位电路可使CPU和系统中其他部件处于一个确定的初始状态，并从在这个状态开始运行。由电容串联电阻构成，如图并从“电容电压不能突变”的性质
9、可知，当系统一上电，RST脚将会出现高电平，当这个高电平持续两个机器周期以上就将复位。晶振电路：单片机片内有一个用于构成振荡器的高正增益反向放大器，引脚XTAL1和XTAL2分别是此放大器的输入和输出端。在它们两端接晶振构成稳定的自激振荡器，其发出的脉冲直接送入内部时钟电路。外接晶振时通常安装两个30pF电容能保证振荡器稳定和可靠工作时，对频率起微调作用。本次设计晶振取11.0592MHz晶振的单片机，将产生精确的us级时歇，方便定时操作。2.3 采集电路设计2.3.1 重量采集原理首先是被测量的采集，然后是电阻应变片感应到被测量的变化，使其电阻值也发生相应的变化，再来是信号处理电路将有用的信
10、号放大和把没用的信号滤除，最后是AD转换器将摸拟信号转换为数字信号。其中应变片是采用全桥式接法，其全桥的四个电阻值相等即R1=R2=R3=R4，它的灵敏度是单臂电桥的四倍。UO=(R1R4-R2R3)U/(R1+R2)(R3+R4)电阻应变片全桥电路如图2.3所示：图2.3 全桥电路2.3.2 A/D转换器介绍及其接口A/D转换器又叫模/数转换器,即是将模拟信号(电压或是电流的形式)转换成数字信号。这种数字信号可让仪表,计算机外设接口或是微处理机来加以操作或胜作使用。A/D 转换器 (ADC)的型式有很多种，方式的不同会影响测量后的精准度。A/D 转换器的功能是把模拟量变换成数字量。由于实现这种转换的工作原理和采用工艺技术不同，因此生产出种类繁多的A/D 转换芯片。A/D 转换器按分辨率分为4 位、6 位、8 位、10 位、14 位、16 位和BCD码的31/2 位、51/2 位等。按照转换速度可分为超高速（转换时间=330ns），次超高速（3303.3S），高速（转换时间3.3333S），低速（转换时间
