基于单片机的电子秤的设计Document serial number【UU89WT-UU98YT-UU8CB-UUUT-UUT108】四川信息职业技术学院毕业设计说明书(论文)设计(论文)题目:基于单片机的电子秤的设计专业: 应用电子技术班级: 应电12-3学号: 1111111姓名: 某某某指导教师: 某某某二〇一四年十一月二十五日四川信息职业技术学院毕业设计（论文）任务书备注：任务书由指导教师填写，一式二份。
其中学生一份，指导教师一份。
目录摘要随着微电子技术的应用，市场上使用的传统称重工具已经满足不了人们的要求。
为了改变传统称重工具在使用上存在的问题，在本设计中将智能化、自动化、人性化用在了电子称重的控制系统中。
本系统主要由单片机来控制，测量物体重量部分由称重传感器及A/D转换器组成，加上显示单元，此电子秤俱备了功能多、性能价格比高、功耗低、系统设计简单、使用方便直观、速度快、测量准确、自动化程度高等特点。
本系统以AT89C51单片机为主控芯片、辅以传感器采集模块、声光报警电路、电源供电模块、显示电路模块、数据转换模块等构成智能称重系统，从而实现自动称重系统的称重功能、声光报警功能。
硬件部分主要由单片机AT89C51、LCD、AD转换器、压力传感器、蜂鸣器等基本外围电子电路组成。
可以说,此设计所完成的电子秤很大程度上满足了应用需求。
此电子秤具备备了功能多、性能价格比高、功耗低、系统设计简单、使用方便直观、速度快、测量准确、自动化程度高等特点。
关键词传感器采集；液晶显示；数模转换；声光报警绪论随着时代科技的迅猛发展，微电子学和计算机等现代电子技术的成就给传统的电子测量与仪器带来了巨大的冲击和革命性的影响。
常规的测试仪器仪表和控制装置被更先进的智能仪器所取代，使得传统的电子测量仪器在远离、功能、精度及自动化水平定方面发生了巨大变化，并相应的出现了各种各样的智能仪器控制系统，使得科学实验和应用工程的自动化程度得以显着提高。
作为重量测量仪器，智能电子秤在各行各业开始显现其测量准确，测量速度快，易于实时测量和监控的巨大优点，并开始逐渐取代传统型的机械杠杆测量称，成为测量领域的主流产品。
本文设计的电子秤以单片机为主要部件，用汇编语言进行软件设计，硬件则以电阻传感器为主,测量0～5Kg电子秤，随时可改变上限阈值，并达到阈值报警的功能。
称重传感器输出的电量是模拟量，数值比较小达不到A/D转换接收的电压范围。
所以送A/D转换之前要对其进行前端放大、整形滤波等处理。
然后，A/D转换的结果才能送单片机进行数据处理并显示。
其数据显示部分采用LCD显示，成本低且能很好地实现所要求的功能。
本次课设完成的电子秤的主要优点是：1、实时测量与监控。
2、阈值修改与重设功能。
3、超值报警功能。
4、测量精度高。
5、显示速度快、准确。
本文设计的电子秤虽然是一个极其简单的智能仪器，但是通过它可以更深入的了解智能仪器的工作原理以及其优异的性能。
第一章方案设计与论证本设计方案采用内部含Flash存储器的单片机AT89C51作为核心部件，并配以时钟电路、复位电路、显示电路、声光报警电路、采集电路、显示电路。
成功实现重量显示，从而达到设计要求。
电子秤的工作原理如下：当物体放在秤盘上时，压力施给传感器，该传感器发生形变，从而使阻抗发生变化，同时使用激励电压发生变化，输出一个变化的模拟信号；再将该信号输出到模拟转换器；转换成便于处理的数字信号输出至单片机；单片机进行处理、运算后将结果送至显示器进行显示。
方案选择在设计系统时，针对要实现的功能来设计电子秤的方案有以下俩种：方案一：本方案由时钟电路、复位电路、数据采集电路、数码管显示电路、单片机以及声光报警电路组成。
是在系统工作原理的基础上进行了扩展，增加外界对单片机内部的数据设定，使电子秤实现称重的功能。
这种方案，硬件部分简单，接口电路易于实现，并且在编程时大大减少了程序量。
设计其方框图如图1-1所示：图1-1 方案一方框图方案二：本方案由时钟电路、复位电路、数据采集电路、LCD显示电路、A/D转换、单片机以及声光报警电路组成。
此方案前端信号处理时，选用信号转换等措施，尤其在显示方面采用具有字符图文显示功能的LCD显示器。
这种方案不仅加强了人机交换的能力，而且显示位数全面。
其方框图如图1-2所示：图1-2方案二方框图方案论证方案一设计的电子秤，可以实现称重功能，但是局限于数码管的功能，在显示时有精度局限。
在显示重量时，如果数码管没有足够的位数，那么称量物体重量的精度必受到限制，此方案需要较多的数码管接入电路中。
这样在处理输入输出接口时需要另行扩展足够多的I/O接口供数码管使用，比较麻烦。
而LCD显示器则大大节省了I/O口的运用。
显示位数更多，精度也更高，满足设计要求。
另一方面，方案一在前端信号处理不够周到，而方案二在前端信号处理时，多了A/D转换措施，能够有效地处理信号，常符合设计要求。
鉴于本电子秤设计的功能要求，所以在具体设计时采用了第二种设计方案。
第二章硬件设计与分析电子秤系统是由单片机最小系统、数据处理电路、数据采集电路、声光报警电路、显示电路和稳压电源等组成，电子秤系统电路原理图见附录1所示。
单片机最小系统电路最小系统由单片机、时钟电路、复位电路组成，它是电路工作的最基本的单元电路，任何单片机基于单片机的设计系统都离不开它。
芯片介绍AT89C51单片机包含中央处理器、程序存储器(ROM)、数据存储器(RAM)、定时/计数器、并行接口、串行接口和中断系统等几大单元及数据总线、地址总线和控制总线等三大总线。
中央处理器：中央处理器(CPU)是整个单片机的控制核心部件，完成运算和控制功能。
CPU有运算器和控制器组成。
它是8位数据宽度的处理器，能处理8位二进制数据或代码，CPU负责控制、指挥和调度整个单元系统协调的工作，完成运算和控制输入输出功能等操作。
内部数据存储器(RAM)：8051内部共有256个RAM单元，其中有128个8位用户数据存储单元和128个专用寄存器单元，它们是统一编址的，专用寄存器只能用于存放控制指令数据，用户只能访问，而不能用于存放用户数据，所以，用户能使用的RAM只有128个，可存放读写的数据，运算的中间结果或用户定义的字型表。
内部程序存储器(ROM)：89C51共有4096个8位掩膜ROM，用于存放用户程序，原始数据或表格。
定时/计数器：89C51有两个16位的可编程定时/计数器，以实现定时或计数产生中断用于控制程序转向。
并行输入输出(I/O)口89C51共有4组8位I/O口(P0、 P1、P2或P3)，用于对外部数据的传输。
全双工串行口：89C51内置一个全双工串行通信口，用于与其它设备间的串行数据传送，该串行口既可以用作异步通信收发器，也可以当同步移位器使用。
中断系统：89C51具备较完善的中断功能，有两个外中断、两个定时/计数器中断和一个串行中断，可满足不同的控制要求，并具有2级的优先级别选择。
时钟电路：89C51内置最高频率达12MHz的时钟电路，用于产生整个单片机运行的脉冲时序，但89C51单片机需外置振荡电容。
单片机的引脚说明：89C51系列单片机采用40Pin封装的双列直接DIP结构，下图是它们的引脚配置，40个引脚中，正电源和地线两根，外置石英振荡器的时钟线两根，4组8位共32个I/O口，中断口线与P3口线复用。
其引脚排列如图2-1所示：图2-1 单片机引脚排列图控制引脚介绍：（1）ALE：系统扩展时，P0口是八位数据线和低八位地址先复用引脚，ALE 用于把P0口输出的低八位地址锁存起来，以实现低八位地址和数据的隔离。
（2）PSEN：低电平有效时，可实现对外部ROM单元的读操作。
（3）EA：当EA信号为低电平时，对ROM的读操作限制在外部程序存储器；而挡EA为高电平时，对ROM的读操作是从内部程序存储器开始的，并可延至外部程序存储器。
（4）RST：当输入的复位信号延续两个机器周期以上的高电平时即为有效，用以完成单片机的复位初始化操作。
（5）XTAL1和XTAL2：外接晶振引线端。
并行I/O端口介绍：P0端口[ P0是一个8位漏极开路型双向I/O端口，端口置1（对端口写1）时作高阻抗输入端。
作为输出口时能驱动8个TTL。
P1端口[－] P1是一个带有内部上拉电阻的8位双向I/0端口。
输出时可驱动4个TTL。
端口置1时，内部上拉电阻将端口拉到高电平，作输入用。
对内部Flash程序存储器编程时，接收低8位地址信息。
P2端口[－] P2是一个带有内部上拉电阻的8位双向I/0端口。
输出时可驱动4个TTL。
端口置1时，内部上拉电阻将端口拉到高电平，作输入用。
对内部Flash程序存储器编程时，接收高8位地址和控制信息。
在访问外部程序和16位外部数据存储器时，P2口送出高8位地址。
而在访问8位地址的外部数据存储器时其引脚上的内容在此期间不会改变。
P3端口[－] P3是一个带有内部上拉电阻的8位双向I/0端口。
输出时可驱动4个TTL。
端口置1时，内部上拉电阻将端口拉到高电平，作输入用。
除此之外P3端口还用于一些专门功能，如表2-1所示：表2-1 P3引脚的第二功能说明外部中断1申请（INT1）定时器/计数器0的外部输入(T0)定时器/计数器1的外部输入(T1)外部数据存储器写选通WR外部数据存储器读选通RD时钟电路设计单片机是一个复杂的同步时序电路，为了保证同步工作方式的实现，电路应在唯一的时钟信号控制下严格的按时序进行工作。
时钟电路用于产生单片机的工作的所修要的时钟信号。
时钟可以由内部方式或外部方式产生。
89C51内部方式时钟电路，是在XTAL1和XTAL2引脚上外接定时元件，就能构成自激振荡电路。
定时元件通常采用石英晶体和电容组成的并联谐振电路。
电容器C1和C2主要起频率微调作用，电容值可选取为30pF左右或40pF左右。
89C51外部方式时钟电路是XTAL1接外部振荡器，XTAL2悬空。
对外部振荡信号无特殊要求，只要保证脉冲宽度，一般采用频率低于12MHz的方波信号。
而此设计采用石英晶体内部时钟电路。
如图2-2所示。
XTAL1是片内振荡器的反相放大器输入端，XTAL2则是输出端，使用外部振荡器时，外部振荡信号应直接加到XTAL1，而XTAL2悬空。
内部方式时，时钟发生器对振荡脉冲二分频，如晶振为12MHz，时钟频率就为6MHz。
晶振的频率可以在1MHz-12MHz内选择。
电容取30pF左右。
系统的时钟电图2-2 时钟电路路设计是采用的内部方式，即利用芯片内部的振荡电路。
AT89C51单片机内部有一个用于构成振荡器的高增益反相放大器。
引脚XTAL1和XTAL2分别是此放大器的输入端和输出端。
这个放大器与作为反馈元件的片外晶体谐振器一起构成一个自激振荡器。