電氣設(shè)計(jì)自動(dòng)化論文-高速收費(fèi)站電子稱(chēng)重系統(tǒng)的設(shè)計(jì)論文

學(xué)號(hào)：本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 高速收費(fèi)站電子稱(chēng)重系統(tǒng)的設(shè)計(jì)院 系 電子信息工程學(xué)院 專(zhuān) 業(yè) 電氣工程及其自動(dòng)化 姓 名 指導(dǎo)教師 年5月IV摘 要高速公路收費(fèi)站電子秤是通過(guò)查超載地磅，檢查超載情況。此稱(chēng)重系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于公路上檢查汽車(chē)超載超限運(yùn)輸，對(duì)于安全行車(chē)，保護(hù)道路及橋梁至關(guān)重要。本設(shè)計(jì)系統(tǒng)是基于單片機(jī)的電子秤設(shè)計(jì)，本系統(tǒng)分為幾大模塊，數(shù)據(jù)采集模塊、最小系統(tǒng)模塊，超重報(bào)警模塊、鍵盤(pán)和顯示模塊。其中數(shù)據(jù)采集模塊包括稱(chēng)重傳感器和A/D轉(zhuǎn)換電路，最小系統(tǒng)由51單片機(jī)及其外圍電路組成；鍵盤(pán)由矩陣鍵盤(pán)組成，可以控制顯示物體的重量信息；顯示部分采用LCD1602液晶顯示。軟件部分由C語(yǔ)言編程，實(shí)現(xiàn)對(duì)各部分的控制。本設(shè)計(jì)增加了一個(gè)超重報(bào)警提示。電子秤是一種新型的稱(chēng)量工具。它易于實(shí)現(xiàn)重量顯示數(shù)字化，易于與計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。其中數(shù)據(jù)采集模塊由壓力傳感器、A/D轉(zhuǎn)換部分組成。轉(zhuǎn)換后的數(shù)字信號(hào)送給控制器處理，由控制器完成對(duì)該數(shù)字量的處理，驅(qū)動(dòng)顯示模塊完成人機(jī)間的信息交換。此部分對(duì)軟件的設(shè)計(jì)要求比較高，系統(tǒng)的大部分功能都需要軟件來(lái)控制。關(guān)鍵詞：STC89C52；LCD1602；A/D轉(zhuǎn)換電路；YZC傳感器；鍵盤(pán)；AbstractHighway toll station electronic scale is by checking the overload loadometer，check the situation of overload.The weighing system is widely used in the highway inspection of automobile overload transportation，for safe driving，vital protection of road and bridge.This design system is a single-chip electronic said based design，the system is divided into several modules，data acquisition module，the minimum system module，the minimum system module，overweight alarm module，keyboard and display module. The data acquisition module comprises a weighing sensor and A/Dconverter circuit ，the minimum system is composed of 51 singlechip and its peripheral circuit，the keyboard is composed of the keyboard keyboard matrix composition，can control the display of the weight of the object information，some use LCD1602 display.The part of software is programmed by C language，to achieve control of the various parts of the.this design adds an overweight alarm. Said electronic weighing instrument is a new technology，easy to achieve weight digital display,easy and computer network,the realization of the production process automation,improve labor productivity.The data collection module is composed of a pressure sensor,and A/D conversion parts. The converted digital signal processing to the controller of the digital processing, drive the display module to complete information between the. This part of the software design is relatively high, the majority of functions of the system need software to control.Keywords: STC89C52; LCD1602; The A/D conversion;The YZC sensor；Keyboard；目 錄摘 要IAbstractII目 錄IV1 緒論11.1 研究背景11.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀11.3 研究目的與意義11.4 本章小結(jié)22 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)22.1 設(shè)計(jì)要求22.2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案22.2.1控制模塊32.2.2稱(chēng)重模塊42.2.3 顯示模塊62.2.4按鍵模塊82.2.5報(bào)警電路92.3本章總結(jié)93 系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)93.1 硬件電路總體設(shè)計(jì)思路93.2外圍電路設(shè)計(jì)103.2.1 稱(chēng)重轉(zhuǎn)換芯片103.2.2 復(fù)位電路103.2.3 報(bào)警電路103.2.4 顯示電路113.3本章小結(jié)114 軟件部分的設(shè)計(jì)124.1 主程序124.2 稱(chēng)重部分子程序134.3 顯示部分子程序134.4 報(bào)警部分子程序144.5本章小結(jié)145 聯(lián)機(jī)與調(diào)試145.1硬件調(diào)試145.2軟件調(diào)試155.3系統(tǒng)調(diào)試155.4本章小結(jié)18結(jié)論與展望18致 謝1參考文獻(xiàn)1附錄A：系統(tǒng)原理圖1附錄B：系統(tǒng)PCB圖1附錄C：系統(tǒng)源程序11 緒論1.1 研究背景隨著微電子技術(shù)的應(yīng)用，人們對(duì)稱(chēng)重系統(tǒng)的要求越來(lái)越高。高速收費(fèi)站電子秤是通過(guò)稱(chēng)重檢查超載情況。對(duì)保護(hù)道路及橋梁至關(guān)重要。該設(shè)計(jì)系統(tǒng)其實(shí)是基于51單片機(jī)的電子秤的設(shè)計(jì)，該系統(tǒng)分可以分成幾大模塊，數(shù)據(jù)采集模塊、最小系統(tǒng)模塊，超重報(bào)警模塊、鍵盤(pán)以及顯示模塊。其中數(shù)據(jù)采集模塊包括稱(chēng)重傳感器和A/D轉(zhuǎn)換電路，最小系統(tǒng)由51單片機(jī)及其外圍電路組成；鍵盤(pán)由矩陣鍵盤(pán)組成，可以控制顯示物體的信息；顯示部分采用液晶顯示。軟件部分則是由C語(yǔ)言完成，實(shí)現(xiàn)對(duì)各部分的控制。該設(shè)計(jì)的方案增加了一個(gè)超重報(bào)警提示。系統(tǒng)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，使用方便等特點(diǎn)。由此研究新的稱(chēng)重方法有著重要的意義。1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀 1）、國(guó)際發(fā)展研究方向在電子秤的稱(chēng)重傳感器方面，國(guó)外的稱(chēng)技術(shù)起步較早，且投入資金雄厚，發(fā)展非常迅速,迄今為止，外國(guó)的許多的公司已經(jīng)研發(fā)出了很多的功能很齊全的，自動(dòng)化的功能十分完善的智能電子秤。然而一國(guó)的先進(jìn)的自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展水平直接是衡量一個(gè)國(guó)家的標(biāo)準(zhǔn)。目前，世界上許多國(guó)家已經(jīng)將目光轉(zhuǎn)向信息技術(shù)的前端。稱(chēng)重傳感器也越來(lái)越被人們所重視。在單片機(jī)20世紀(jì)70年代問(wèn)世以來(lái)，對(duì)人類(lèi)社會(huì)已經(jīng)產(chǎn)生了巨大的影響。尤其是美國(guó)它產(chǎn)生的MCS-51一系列的單片機(jī)，由于它具有集成度很高、處理功能特強(qiáng)、可靠性很高、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單易于使用等等的優(yōu)點(diǎn)。在工業(yè)控制、智能儀器儀表、辦公室自動(dòng)化、家用電器等諸多領(lǐng)域都得到了廣泛地應(yīng)用。2）、國(guó)內(nèi)發(fā)展研究方向在我國(guó)，稱(chēng)重傳感器的研制開(kāi)發(fā)技術(shù)比較落后，各個(gè)基礎(chǔ)行業(yè)的資金投人不協(xié)調(diào)，導(dǎo)致了相關(guān)配套領(lǐng)域發(fā)展遲緩，這使得我國(guó)的稱(chēng)重方法遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于其它發(fā)達(dá)國(guó)家。稱(chēng)重系統(tǒng)的自動(dòng)化程度不是很高，精度的可靠性和功能等很多方面都不如國(guó)外的同類(lèi)型的產(chǎn)品。我國(guó)政府也高度重視我國(guó)儀器儀表產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，當(dāng)前，我國(guó)儀器科學(xué)技術(shù)的研究取得了重大進(jìn)展，在先進(jìn)儀器的微型化，自能化等方面的方向上能緊跟著先進(jìn)國(guó)家的水平，并且加大了先進(jìn)的儀器的研究力度。在整個(gè)稱(chēng)重傳感器研究還有很大的提高9。1.3研究目的與意義本文目的是基于單片機(jī)研究稱(chēng)重傳感器，即用51單片機(jī)來(lái)控制物體的重量，把傳感器測(cè)的模擬信號(hào)由A/D轉(zhuǎn)化電路轉(zhuǎn)化成數(shù)字信號(hào)并由單片機(jī)轉(zhuǎn)化由LED顯示出來(lái)，如果超過(guò)的重量的量程可以由報(bào)警系統(tǒng)來(lái)完成。研究的意義在于把傳感器的技術(shù)與單片機(jī)技術(shù)聯(lián)系起來(lái)，完成一個(gè)更加完整的稱(chēng)重系統(tǒng)。電子稱(chēng)重技術(shù)從靜態(tài)稱(chēng)重向動(dòng)態(tài)稱(chēng)重發(fā)展；計(jì)量方法從模擬測(cè)量向數(shù)字測(cè)量發(fā)展；測(cè)量特點(diǎn)從單參數(shù)測(cè)量向多參數(shù)測(cè)量發(fā)展。傳統(tǒng)的稱(chēng)重測(cè)量工具不能滿(mǎn)足現(xiàn)代化發(fā)展的需要，智能化的稱(chēng)重測(cè)量工具將取代其過(guò)程10。1.4 本章小結(jié)本章是通過(guò)對(duì)稱(chēng)重系統(tǒng)研究的背景以及國(guó)內(nèi)外研究的情況大致了解，對(duì)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)有了大致要求和總體的方向。所以在做系統(tǒng)之前的準(zhǔn)備的工作還是十分有必要的。2 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)2.1 設(shè)計(jì)要求 該設(shè)計(jì)系統(tǒng)是基于51單片機(jī)的電子稱(chēng)設(shè)計(jì)，該系統(tǒng)分為幾大模塊，即數(shù)據(jù)采集模塊、最小系統(tǒng)模塊，超重報(bào)警模塊、鍵盤(pán)和顯示模塊。其中數(shù)據(jù)采集模塊包括稱(chēng)重傳感器和A/D轉(zhuǎn)換電路，最小系統(tǒng)由51單片機(jī)5及其外圍電路組成；鍵盤(pán)由矩陣鍵盤(pán)組成，可以顯示物體的重量信息；顯示部分則采用液晶顯示。軟件部分由C語(yǔ)言編程來(lái)完成，以便實(shí)現(xiàn)對(duì)各部分的控制。利用AT89C52單片機(jī)設(shè)計(jì)一個(gè)稱(chēng)重系統(tǒng)。具體如下：1）、具有檢測(cè)功能：能實(shí)時(shí)檢測(cè)物體重量，并顯示；2）、具有報(bào)警功能：能對(duì)超過(guò)量程物體實(shí)現(xiàn)報(bào)警；3）、具有轉(zhuǎn)化功能：能根據(jù)傳感器的到的模擬量轉(zhuǎn)換成數(shù)字量。設(shè)計(jì)硬件電路，完成相應(yīng)程序的編寫(xiě)，最后完成整體調(diào)試。2.2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案 方案：系統(tǒng)分為數(shù)據(jù)采集模塊，最小系統(tǒng)模塊，超重報(bào)警模塊、鍵盤(pán)和顯示模塊。軟件部分由C語(yǔ)言編程。實(shí)現(xiàn)對(duì)各個(gè)部分的控制。 其中硬件部分可以分為數(shù)據(jù)采集與數(shù)據(jù)處理兩個(gè)部分整體硬件框圖如下圖2-1所示 稱(chēng)重傳感器電路A/D轉(zhuǎn)化電路報(bào)警器鍵盤(pán)液晶顯示單 片 機(jī)單 片 機(jī)圖2-12.2.1控制模塊STC89C524是STC公司生產(chǎn)的一種低功耗、高性能CMOS8位微控制器。STC89C52使用經(jīng)典的MCS-51內(nèi)核，但做了很多的改進(jìn)使得芯片具有傳統(tǒng)。STC89C52 具有以下功能： 8k字節(jié)Flash，512字節(jié)RAM， 32 位I/O 口線(xiàn)。芯片管腳圖如下圖2-3 圖2-1圖2-31. 增強(qiáng)型8051 單片機(jī)2. 工作時(shí)候的電壓：5.5V3.3V（5V 單片機(jī)）/3.8V2.0V（3V 單片機(jī)）3. 工作頻率：040MHz，實(shí)際工作時(shí)候的頻率可達(dá)48MHz4. 用戶(hù)空間為8K 字節(jié)5. 片上集成512 字節(jié)RAM6. 通用I/O 口（32 個(gè)）7. 具有EEPROM 功能8. 共3 個(gè)16 位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器。9. 外部中斷4 路10. 工作時(shí)候的溫度6范圍：-40+85（工業(yè)級(jí)）/075（商業(yè)級(jí)）2.2.2稱(chēng)重模塊傳感器：廣測(cè)稱(chēng)重的傳感器YZC-133電子稱(chēng)微型傳感器重量傳感器3實(shí)際上是一種將質(zhì)量信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)榭蓽y(cè)量的電信號(hào)輸出的裝置。用傳感器首先要考慮傳感器所處的實(shí)際工作環(huán)境，這點(diǎn)對(duì)正確選用重量傳感器至關(guān)重要，它關(guān)系到傳感器能否正常工作以及它的安全和使用壽命，乃至整個(gè)衡器的可靠性和安全性。稱(chēng)重傳感器的選擇取決于稱(chēng)重的類(lèi)型和安裝空間，不僅稱(chēng)重安裝合適，安全可靠；而且要考慮廠(chǎng)家的建議。稱(chēng)重傳感器主要應(yīng)用在各種電子衡器、工業(yè)控制領(lǐng)域、在線(xiàn)控制、安全過(guò)載報(bào)警、材料試驗(yàn)機(jī)等領(lǐng)域。如電子汽車(chē)衡、電子臺(tái)秤、電子叉車(chē)、動(dòng)態(tài)軸重秤、電子吊鉤秤、電子計(jì)價(jià)秤、電子鋼材秤、電子軌道衡、料斗秤、配料秤、罐裝秤等。稱(chēng)重傳感器7使用環(huán)境實(shí)際上是一種將質(zhì)量信號(hào)轉(zhuǎn)換成可測(cè)量的電信號(hào)輸出裝置。用傳感器首先要考慮傳感器所處的實(shí)際工作環(huán)境。YZC傳感器是美國(guó)YZC有限公司在美國(guó)成立的一個(gè)應(yīng)變式稱(chēng)重傳感器。數(shù)字指標(biāo)，吊秤稱(chēng)重系統(tǒng)。自成立以來(lái)，美國(guó)YZC的產(chǎn)品遠(yuǎn)銷(xiāo)38個(gè)國(guó)家。稱(chēng)重傳感器8YZC-133是廚房秤稱(chēng)重傳感器，四引線(xiàn)、使用簡(jiǎn)單。加5-10V驅(qū)動(dòng)電壓。受力變化直接直接輸出為電壓信號(hào)。尺寸 12.7MM*12.7MM*80MM.傳感器一端通過(guò)螺絲孔固定。另外一端保持懸空狀態(tài)。按標(biāo)簽指示方向施加重力。特別要注意，一定不要直接按壓白色覆膠部分。以免破壞本傳感器。如圖2-4 圖2-4 HX711是一款專(zhuān)門(mén)為高精度稱(chēng)重傳感器而設(shè)計(jì)的24位A/D轉(zhuǎn)換器的芯片。與其它的同類(lèi)型芯片相比，該芯片則集成了穩(wěn)壓電源、片內(nèi)時(shí)鐘振蕩器等同類(lèi)型芯片所需要的外圍電路，有集成度高、響應(yīng)很快、抗干擾性強(qiáng)的特點(diǎn)。降低電子秤的成本，提高了它的性能和可靠性。該芯片與后端MCU芯片接口和編程非常簡(jiǎn)單，控制信號(hào)由管腳驅(qū)動(dòng)，無(wú)需對(duì)芯片內(nèi)部寄存器編程。輸入選擇開(kāi)關(guān)可隨便選取通道A或通道B，與其內(nèi)部低噪聲可編程放大器相連。通道A可編程增益為128或64，對(duì)應(yīng)滿(mǎn)額度差分輸入信號(hào)幅值分別為20mV或40mV。通道B則為固定32增益，用于系統(tǒng)參數(shù)的檢測(cè)。芯片內(nèi)提供穩(wěn)壓電源可以直接向外部傳感器和芯片內(nèi)的A/D轉(zhuǎn)換器提供電源，系統(tǒng)板上無(wú)需另外模擬電源。芯片內(nèi)時(shí)鐘振蕩器不需要任何外接器件。上電自動(dòng)復(fù)位功能則簡(jiǎn)化了開(kāi)機(jī)的初始化過(guò)程?？蛇x擇的兩路差分輸入低噪聲的放大器，可選增益是64 和128穩(wěn)壓電路可直接向外部傳感器與芯片A/D 轉(zhuǎn)換器供相應(yīng)電源時(shí)鐘振蕩器則無(wú)需外接器件，必要時(shí)使用外接晶振或時(shí)鐘上電能夠自動(dòng)復(fù)位簡(jiǎn)單數(shù)字控制與串口通訊：所有的控制由管腳輸入，芯片內(nèi)部寄存器不需編程可以選擇10Hz 或80Hz 輸出數(shù)據(jù)速率同步抑制50Hz 和60Hz 電源干擾耗電量：工作電流：1.7mA, 斷電時(shí)的電流：1A工作時(shí)電壓范圍：2.5 5.5V工作時(shí)溫度范圍：-20 +85 2.2.3 顯示模塊3）Lcd1602液晶顯示部分：LCD產(chǎn)品制造涉很多的領(lǐng)域包括光學(xué)、半導(dǎo)體、電機(jī)、化工、材料學(xué)等等。1602LCD是指顯示內(nèi)容為1602,也就是可以顯示兩行，每一行16個(gè)字符的液晶模塊（顯示出字符和數(shù)字）。如下圖2-5 圖2-5 工業(yè)字符型液晶，能夠同時(shí)顯示16x02即32個(gè)字符。（16列2行）1表示高電平，0表示低電平1602液晶也可以叫做1602字符型的液晶，這是一種專(zhuān)門(mén)用來(lái)顯示字母、數(shù)字、符號(hào)等等點(diǎn)陣型模塊。由若干個(gè)點(diǎn)陣字符位相互組成，而且一個(gè)點(diǎn)陣字符位可以顯示一個(gè)字符，每位之間有一個(gè)點(diǎn)距間隔，每行間也有間隔，起到了字符間距和行間距作用。管腳功能1602用16腳接口功能，如下：第1腳：VSS是電源地第2腳：VCC接5V電源正極第3腳：對(duì)比度調(diào)整端第4腳：RS是寄存器選擇第5腳：RW是讀寫(xiě)信號(hào)線(xiàn)第6腳：E端是使能端,高電平時(shí)讀取信息，負(fù)跳變時(shí)執(zhí)行指令。第7和14腳：D0到D7是8位的雙向數(shù)據(jù)端第15和16腳：空腳和背燈的電源。15腳是背光的正極，16腳是背光的負(fù)極 2.2.4按鍵模塊4*4矩陣鍵盤(pán)的工作原理如下：鍵盤(pán)為行線(xiàn)4條I/O線(xiàn)列組成的鍵盤(pán)。因?yàn)樾芯€(xiàn)和列線(xiàn)的每一個(gè)交叉點(diǎn)上，都會(huì)設(shè)置一個(gè)按鍵。所以這樣的話(huà)鍵盤(pán)中按鍵的個(gè)數(shù)將是是4*4個(gè)。并且這樣的行列式鍵盤(pán)結(jié)構(gòu)能夠很有效的提高系統(tǒng)中I/O口的利用率。其原理圖如下圖2-6 圖2-6在單片機(jī)的整個(gè)系統(tǒng)中非編碼鍵盤(pán)由CPU通過(guò)鍵盤(pán)處理程序完成整個(gè)工作過(guò)程，非編碼鍵盤(pán)的工作方式又分為程序掃描方式和中斷掃描方式。2.2.5報(bào)警電路該設(shè)計(jì)采用較簡(jiǎn)單的蜂鳴器報(bào)警電路。如果稱(chēng)的重量超過(guò)了設(shè)定的值，那么蜂鳴器會(huì)報(bào)警。蜂鳴器如下圖2-7 圖2-72.3本章總結(jié)本章講述了各個(gè)硬件，以及它們的用途，為了接下去更好的設(shè)計(jì)程序和電路圖提供的很大的必要的條件。這個(gè)過(guò)程主要的是對(duì)資料的收集，以及對(duì)資料的信息的選取。同時(shí)也很感謝周?chē)瑢W(xué)的很大的幫助。3 系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)3.1 硬件電路總體設(shè)計(jì)思路最小系統(tǒng)由單片機(jī)組成，由單片機(jī)和外圍電路構(gòu)成。主要通過(guò)單片機(jī)把采集的數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)A/D轉(zhuǎn)換數(shù)字量然后用液晶顯示器顯示出來(lái)。系統(tǒng)可分為三大模塊，數(shù)據(jù)采集模塊、控制器模塊、液晶顯示界面模塊。其中數(shù)據(jù)采集模塊由壓力傳感器、信號(hào)的前級(jí)處理和數(shù)模轉(zhuǎn)換部分組成。轉(zhuǎn)換后的數(shù)字信號(hào)送給控制器處理，由控制器完成對(duì)該數(shù)字量的處理，驅(qū)動(dòng)顯示模塊完成信息交換。此部分對(duì)軟件的設(shè)計(jì)要求比較高，系統(tǒng)的大部分功能都需要軟件來(lái)控制。系統(tǒng)主控電路由AT89C52單片機(jī)及晶振電路和復(fù)位電路組成，該電路作為整個(gè)系統(tǒng)功能實(shí)現(xiàn)的核心單元。3.2外圍電路設(shè)計(jì) 外圍電路由數(shù)據(jù)采集的A/D轉(zhuǎn)換電路，把測(cè)的重力模擬量轉(zhuǎn)化成數(shù)字量。然后把數(shù)字量傳到單片機(jī)然后由軟件把數(shù)字量在液晶顯示器上顯示出來(lái)。3.2.1 稱(chēng)重轉(zhuǎn)換芯片稱(chēng)重傳感器專(zhuān)用的模擬/數(shù)字（A/D）轉(zhuǎn)換器芯片。HX711AD模塊接口電路圖如下圖3-1圖3-13.2.2 復(fù)位電路系統(tǒng)主控電路由AT89C52單片機(jī)及晶振電路和復(fù)位電路組成，該電路作為整個(gè)系統(tǒng)功能實(shí)現(xiàn)的核心單元。電路圖如下3-2圖3-23.2.3 報(bào)警電路報(bào)警電路采用的是蜂鳴器報(bào)警。如果測(cè)量的重量超過(guò)了軟件部分設(shè)置的重量，蜂鳴器就會(huì)自動(dòng)的報(bào)警。報(bào)警電路如下圖3-3 圖3-33.2.4 顯示電路經(jīng)過(guò)單片機(jī)最小系統(tǒng)將模擬量轉(zhuǎn)換成數(shù)字量在液晶顯示器LED上顯示出來(lái)。顯示電路如下圖3-4圖3-43.3本章小結(jié)本章主要是簡(jiǎn)述系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)的方案，說(shuō)明了該系統(tǒng)分為幾個(gè)部分。很好的把設(shè)計(jì)的硬件的原理和設(shè)計(jì)的方案給總結(jié)了出來(lái)。該過(guò)程雖然過(guò)程有些辛苦，但是憑著自己的查找的資料和同學(xué)和老師的幫助，把設(shè)計(jì)的電路圖和設(shè)計(jì)的總體的方向給準(zhǔn)備的十分的充分。自己也把理論和實(shí)際很好的結(jié)合起來(lái)了。對(duì)于如何使用單片機(jī)有了很好的了解，實(shí)現(xiàn)了老師們說(shuō)的學(xué)以致用。在這個(gè)過(guò)程的當(dāng)中自己也增加了自己的知識(shí)面和應(yīng)用的經(jīng)驗(yàn)。提高了自己解決問(wèn)題的能力。該過(guò)程對(duì)于單片機(jī)的使用也有很好的學(xué)習(xí)和探索。4軟件部分的設(shè)計(jì)4.1 主程序在該設(shè)計(jì)的過(guò)程中，編寫(xiě)的程序要合理的對(duì)各種部分完成一個(gè)完整的系統(tǒng)控制。該稱(chēng)重電子稱(chēng)設(shè)計(jì)是采用C語(yǔ)言編程，編譯的環(huán)境是keil UV3。keil c51 和匯編相比，C 在功能上、結(jié)構(gòu)性、可讀性、可維護(hù)性上有明顯的優(yōu)勢(shì)，因而易學(xué)易用。在主程序中主要是分三個(gè)方面：一是初始化系統(tǒng)；二是數(shù)據(jù)采集；三是數(shù)據(jù)處理并顯示。統(tǒng)軟件部分主程序流程圖如下圖4-1開(kāi)始初始化稱(chēng)重?cái)?shù)據(jù)處理顯示顯示重量并報(bào)警顯示重量不報(bào)警看重量是否超過(guò)設(shè)定值啟動(dòng)A/D轉(zhuǎn)換否是圖4-1 系統(tǒng)總流程圖4.2 稱(chēng)重部分子程序本程序設(shè)計(jì)過(guò)程就是用于傳感器的稱(chēng)重的過(guò)程。數(shù)據(jù)的采集的過(guò)程。然后進(jìn)行數(shù)模轉(zhuǎn)換。主要用到了壓力傳感器。流程圖如下4-2開(kāi)始HX711AD轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)處理獲取被測(cè)物體重量顯示被測(cè)物體重量圖4-2 稱(chēng)重流程圖4.3 顯示部分子程序本節(jié)是把模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)然后在LED上顯示出來(lái)。主要是顯示出結(jié)果。流程圖如下圖4-3被測(cè)的模擬量經(jīng)過(guò)單片機(jī)數(shù)模轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)化成數(shù)字量液晶顯示輸出結(jié)果圖4-3 顯示部分流程圖4.4 報(bào)警部分子程序本節(jié)主要根據(jù)超過(guò)量程部分進(jìn)行報(bào)警，完成超重部分的測(cè)量。通過(guò)蜂鳴器進(jìn)行報(bào)警。流程圖如下圖4-4被測(cè)物體重量是否超過(guò)設(shè)定值完成報(bào)警直接顯示不報(bào)警是否圖4-44.5本章小結(jié)本章通過(guò)軟件的設(shè)計(jì)把幾個(gè)軟件連接起來(lái)。把整個(gè)模塊合成一個(gè)完整的系統(tǒng)。在該設(shè)計(jì)的過(guò)程當(dāng)中，自己把以前學(xué)習(xí)的C語(yǔ)言知識(shí)和單片機(jī)的知識(shí)很好的聯(lián)系起來(lái)，發(fā)現(xiàn)軟件這一塊還是很有實(shí)用的價(jià)值。自己知道自己還有很多的知識(shí)和技能需要去學(xué)習(xí)。所以在今后的生活當(dāng)中我會(huì)不斷的提高自己的自學(xué)的能力，爭(zhēng)取把軟件學(xué)好。在這過(guò)程當(dāng)中謝謝周?chē)瑢W(xué)和老師的幫助。5 聯(lián)機(jī)與調(diào)試5.1硬件調(diào)試1、在該設(shè)計(jì)的過(guò)程當(dāng)中有些因素考慮的不是十分的完善，多虧了周?chē)耐瑢W(xué)的幫助。2、系統(tǒng)設(shè)計(jì)不夠優(yōu)化，有待改善。比如系統(tǒng)的超量程信號(hào)直接由單片機(jī)送入報(bào)警電路，沒(méi)有設(shè)計(jì)保護(hù)電路再入單片機(jī)處理后送入報(bào)警電路。3、對(duì)于各個(gè)原件的價(jià)格不是十分的了解，選擇上沒(méi)有最優(yōu)化，像傳感器的價(jià)格就是比較昂貴。這些經(jīng)驗(yàn)都會(huì)對(duì)自己以后的學(xué)習(xí)和工作有著很好的借鑒作用。5.2軟件調(diào)試電路板實(shí)物做完以后，接下來(lái)的工作就是調(diào)試。這是理論指導(dǎo)實(shí)踐最重要的一步。在這個(gè)過(guò)程當(dāng)中最主要的就是靜下心來(lái)慢慢的調(diào)試。不能太著急，這樣的話(huà)才能最終完成實(shí)物的完成。這部分的工作對(duì)軟件的要求還是挺高的。自己把大一學(xué)的C語(yǔ)言重新復(fù)習(xí)了，然后加上周?chē)瑢W(xué)的幫助和老師的指導(dǎo)自己也完成了調(diào)試的過(guò)程。5.3系統(tǒng)調(diào)試運(yùn)用Protel99SE繪制原理圖1和PCB以及調(diào)試的整體過(guò)程的步驟如下：建立系統(tǒng)所需原件庫(kù)2；1. 加載所建原件庫(kù)到工程項(xiàng)目中；2. 畫(huà)出原理圖；3. 建立原件封裝庫(kù)并加載到工程文件中；4. 繪制好電路后進(jìn)行ERC電氣檢測(cè)，并生成網(wǎng)絡(luò)表；5. 在工程中建立PCB文件，導(dǎo)入生成的網(wǎng)絡(luò)表；6. 按照網(wǎng)絡(luò)飛線(xiàn)提示繪制PCB，完成DRC檢測(cè)。7. 焊接好實(shí)物，并測(cè)試。測(cè)試結(jié)果如下初始狀態(tài)如下：測(cè)試結(jié)果如下：5.4本章小結(jié)本章是通過(guò)硬件和軟件的調(diào)試使這個(gè)設(shè)計(jì)的過(guò)程更加的完善。在整個(gè)的過(guò)程當(dāng)中，雖然也遇到過(guò)很多的小問(wèn)題，但是在同學(xué)的幫助下，自己也將調(diào)試的工作做得十分的好。這個(gè)過(guò)程還是很有成就感的。只有自己去認(rèn)真的研究了硬件和軟件的調(diào)試才能夠知道自己的不足，以便以后自己在工作中更好的將理論的知識(shí)和實(shí)際的內(nèi)容聯(lián)系起來(lái)。更好的解決實(shí)際中的問(wèn)題。結(jié)論與展望本文就是通過(guò)51單片機(jī)對(duì)稱(chēng)重系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，完成報(bào)警。從而使得稱(chēng)重系統(tǒng)更加的完善。在此過(guò)程當(dāng)中，的確遇到過(guò)很多的困難。好在周?chē)瑢W(xué)的大力的鼓勵(lì)和幫助。使我有足夠的信心把這次設(shè)計(jì)給完成。通過(guò)這次的高速收費(fèi)站電子稱(chēng)的設(shè)計(jì)，使我把傳感器的知識(shí)和單片機(jī)的知識(shí)聯(lián)系起來(lái)。雖然說(shuō)這過(guò)程中很多的地方都不是十分的順暢，但是憑著周?chē)笥押屠蠋煹膸椭掳堰@次設(shè)計(jì)給完成了。自己的自信心還是提高了不少?？傮w來(lái)說(shuō)我知道了大學(xué)學(xué)的知識(shí)點(diǎn)可以串連起來(lái)的。設(shè)計(jì)過(guò)程中不僅有數(shù)模轉(zhuǎn)換部分，還有電路的知識(shí)，以及大學(xué)三年級(jí)學(xué)的傳感器知識(shí)和大學(xué)二年級(jí)的單片機(jī)知識(shí)。軟件過(guò)程中計(jì)算機(jī)的語(yǔ)言也是自己大一學(xué)的知識(shí)?，F(xiàn)在的自己對(duì)電子稱(chēng)重系統(tǒng)有了更多的認(rèn)識(shí)，以前只是覺(jué)得稱(chēng)重就是顯示物體的重量，后來(lái)發(fā)現(xiàn)不僅如此，還有對(duì)超重部分的報(bào)警?？傊芨兄x這一次的畢業(yè)設(shè)計(jì)，使我在明天的求職道路上更加的有信心。高速收費(fèi)站的電子秤的系統(tǒng)肯定也會(huì)越來(lái)越加的完善。作為這次的設(shè)計(jì)主要是對(duì)電子秤的靜態(tài)設(shè)計(jì)。對(duì)于整個(gè)過(guò)程來(lái)說(shuō)，還是滿(mǎn)有成就感的。讓自己把所學(xué)的知識(shí)用在了實(shí)際上。也希望自己能夠在以后的學(xué)習(xí)工作中不斷的進(jìn)步不斷的超越自己。能夠在沒(méi)有學(xué)校的地方繼續(xù)自己的學(xué)業(yè)和自己的事業(yè)。大學(xué)的目的就是能夠讓學(xué)生自己來(lái)教育自己。而不是說(shuō)大學(xué)結(jié)束了，學(xué)習(xí)就結(jié)束了。本次的設(shè)計(jì)只是對(duì)于自己大學(xué)所學(xué)的知識(shí)一個(gè)小小的檢驗(yàn)。還有很多知識(shí)和很多的個(gè)性需要我自己去磨練。設(shè)計(jì)的過(guò)程中，我就發(fā)現(xiàn)自己的知識(shí)一直不夠用，發(fā)現(xiàn)自己學(xué)的知識(shí)點(diǎn)還是那么的少，突然有種書(shū)到用時(shí)方恨少的感覺(jué)。自己發(fā)現(xiàn)自己四年看的書(shū)還是很少的。還有很多的書(shū)需要自己去看。在學(xué)校讀的書(shū)有專(zhuān)業(yè)課的，也有非專(zhuān)業(yè)課的。雖然說(shuō)專(zhuān)業(yè)課的知識(shí)很重要，但是我想多看些雜書(shū)也是很有必要的。自己發(fā)現(xiàn)知識(shí)越學(xué)越少，有的時(shí)候覺(jué)得學(xué)習(xí)還是蠻好的。也不知道以后自己還有沒(méi)有機(jī)會(huì)像大學(xué)一樣的去看自己想看的書(shū)和做自己喜歡的事。年少的自己還是希望自己能夠跟自己的希望前進(jìn)，跟著激情前進(jìn)。自己也知道現(xiàn)在中國(guó)的就業(yè)率不是很好。自己的學(xué)歷也沒(méi)有什么過(guò)人之處，但是我想勤能補(bǔ)拙，比別人慢些就多花一些時(shí)間。也希望自己年少的時(shí)候能夠博覽群書(shū)，不斷地豐富和沉淀自己；大學(xué)賦予自己的東西還是很多的，在大學(xué)里自己交了幾個(gè)很好的朋友；在大學(xué)里也學(xué)了一些與人交往的能力；大學(xué)里我也敢于去夢(mèng)想和行動(dòng)。我也不太清楚明天的自己會(huì)在哪里落腳，但是我想自己一定會(huì)虛心學(xué)習(xí)自己不懂的，自己不會(huì)的努力把自己本分的事情做好，也會(huì)把自己的那份責(zé)任扛在自己的肩上。最后，這次的設(shè)計(jì)讓我感到自己的進(jìn)步和自己的成長(zhǎng)，高速公路收費(fèi)站電子稱(chēng)重系統(tǒng)會(huì)越來(lái)越完善。在本設(shè)計(jì)的過(guò)程中有stc89c52單片機(jī)的資料的查詢(xún)工作和軟件設(shè)計(jì)部分也花了很大一部分的時(shí)間。雖然很困難，但是在自己的堅(jiān)持和他人的幫助下也把這件事做的很好。也通過(guò)自己所學(xué)的知識(shí)理論聯(lián)系了實(shí)際，把自己所學(xué)的知識(shí)用在了實(shí)際的應(yīng)用上。學(xué)習(xí)的過(guò)程當(dāng)中不能僅僅立足于自己所學(xué)的書(shū)本。而是要把自己已經(jīng)有的知識(shí)用到需要的地方。希望自己以后的學(xué)習(xí)也要帶著這樣的心態(tài)去學(xué)，把實(shí)際的問(wèn)題給解決了，這樣才能夠?qū)W有所用。以后生活中自己要學(xué)習(xí)的東西還有很多，希望自己能把所學(xué)的東西用在現(xiàn)實(shí)的生活中，更夠解決更多的問(wèn)題。本次論文的設(shè)計(jì)自己的收獲還是挺大的，謝謝這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)，讓我感到了大學(xué)學(xué)的知識(shí)還是能夠與實(shí)際的應(yīng)用聯(lián)系起來(lái)的。9致 謝在畢業(yè)論文設(shè)計(jì)的時(shí)候十分的感謝王老師和申老師的指導(dǎo)，以及周?chē)瑢W(xué)的幫助。其中尤其感謝馬定健和沈顯順。他們?cè)谖易鲈撓到y(tǒng)硬件和系統(tǒng)軟件的時(shí)候給了我大力的幫助和支持。如果沒(méi)有他們給我很大的精神的鼓勵(lì)，我一個(gè)人的力量是很難將這件事情做好的。明白了團(tuán)結(jié)的力量是十分強(qiáng)大的。在此很感謝他們。感謝大學(xué)四年讓我學(xué)會(huì)了獨(dú)立自主，學(xué)會(huì)了行動(dòng)精神，夢(mèng)想精神，和自學(xué)精神。感謝我的室友他們和我一起見(jiàn)證了成長(zhǎng)，見(jiàn)證了自己的青春。感謝大學(xué)里所有的老師對(duì)我的敦敦教誨。以后不管在哪里我都會(huì)虛心、勤苦。 作者：陳朝祥 2015年 5 月 11 日 參考文獻(xiàn)1 汪少華.Protel99 SE電子電路CAD實(shí)用技術(shù)M.合肥:中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)出版社,2008.2 王雅芳.Protel99 SE電路設(shè)計(jì)與制版從入門(mén)到提高M(jìn).北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2011.3 祝詩(shī)平.傳感器與檢測(cè)技術(shù)M.北京:中國(guó)林業(yè)出版社,北京大學(xué)出版社，2006.4 張毅剛.MSC-51單片機(jī)應(yīng)用設(shè)計(jì)M.哈爾濱:哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社,1997.5 王毅.單片機(jī)器件應(yīng)用手冊(cè)M.北京:人民郵電出版社,1995.6 胡漢才.單片機(jī)原理及其接口技術(shù)M.北京:清華大學(xué)出版社,1996.7 強(qiáng)錫富.傳感器M.北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2004. 8 方彥軍，程繼紅.檢測(cè)技術(shù)與系統(tǒng)M.北京:中國(guó)電力出版社,2006：218-220.9 張洪潤(rùn) 電子線(xiàn)路與電子技術(shù)M.清華大學(xué)出版社，200510 張迎新等.單片微型計(jì)算機(jī)原理應(yīng)用及接口技術(shù),北京,國(guó)防工業(yè)出版社,2004.1.附錄A：系統(tǒng)原理圖附錄B：系統(tǒng)PCB圖附錄C：系統(tǒng)源程序#include /調(diào)用單片機(jī)頭文件#define uchar unsigned char /無(wú)符號(hào)字符型 宏定義變量范圍0255#define uint unsigned int /無(wú)符號(hào)整型 宏定義變量范圍065535#define ulong unsigned long#includeuchar code table_num=0123456789abcdefg;sbit rs=P10; /寄存器選擇信號(hào) H:數(shù)據(jù)寄存器 L:指令寄存器sbit rw=P11; /寄存器選擇信號(hào) H:數(shù)據(jù)寄存器 L:指令寄存器sbit e =P12; /片選信號(hào) 下降沿觸發(fā)sbit hx711_dout=P21; sbit hx711_sck=P20; sbit beep = P13; /蜂鳴器long weight;uint temp,qi_weight;bit chaozhong_flag;bit leiji_flag;bit flag_300ms ;ulong price,z_price; /單價(jià) 總價(jià)uchar flag_p;/*刪除鍵去皮價(jià)格清零*/*1ms延時(shí)函數(shù)*12M晶振*/void delay_1ms(uint q)uint i,j;for(i=0;iq;i+)for(j=0;j120;j+);/* 名稱(chēng) : delay_uint()* 功能 : 小延時(shí)。* 輸入 : 無(wú)* 輸出 : 無(wú)*/void delay_uint(uint q)while(q-);/* 名稱(chēng) : write_com(uchar com)* 功能 : 1602命令函數(shù)* 輸入 : 輸入的命令值* 輸出 : 無(wú)*/void write_com(uchar com)e=0;rs=0;rw=0;P0=com;delay_uint(3);e=1;delay_uint(25);e=0;/* 名稱(chēng) : write_data(uchar dat)* 功能 : 1602寫(xiě)數(shù)據(jù)函數(shù)* 輸入 : 需要寫(xiě)入1602的數(shù)據(jù)* 輸出 : 無(wú)*/void write_data(uchar dat)e=0;rs=1;rw=0;P0=dat;delay_uint(3);e=1;delay_uint(25);e=0;/*lcd1602上顯示這字符函數(shù)*/void write_string(uchar hang,uchar add,uchar *p)if(hang=1) write_com(0x80+add);elsewrite_com(0x80+0x40+add);while(1) if(*p = 0) break;write_data(*p);p+;/*lcd1602初始化設(shè)置*/void init_1602() /lcd1602初始化設(shè)置write_com(0x38);/write_com(0x0c);write_com(0x06);delay_uint(1000);/在指定位置顯示指定字符/void write_zifu(uchar hang,uchar add,uchar dat)if(hang=1) write_com(0x80+add);elsewrite_com(0x80+0x40+add);write_data(dat);/* 名稱(chēng) : write_sfm4_price(uchar hang,uchar add,uchar date)* 功能 : 顯示價(jià)格* 輸入 : 行，列，需要輸入1602的數(shù)據(jù)* 輸出 : 無(wú)*/void write_sfm4_price(uchar hang,uchar add,uint date)if(hang=1) write_com(0x80+add);elsewrite_com(0x80+0x40+add);write_data(0x30+date/1000%10);write_data(0x30+date/100%10);write_data(.);write_data(0x30+date/10%10);write_data(0x30+date%10);/*開(kāi)機(jī)液晶顯示函數(shù) 初始化液晶的內(nèi)容*/void init_1602_dis_csf() /初始化液晶 write_string(1,0, W:0.000kg );write_string(2,0,P:00.00 Z:00.00);write_zifu(2,7,0x5c);/￥/write_zifu(2,15,0x5c);/￥/*壓力顯示程序*/void write_1602_yl(uchar hang,uchar add,uint date)if(hang=1) write_com(0x80+add);elsewrite_com(0x80+0x40+add);write_data(0x30+date/1000%10);write_data(.);write_data(0x30+date/100%10);write_data(0x30+date/10%10);write_data(0x30+date%10);void Delay_hx711_us(void)_nop_();_nop_();ulong ReadCount(void)/增益128ulong count,value = 0; uchar i; hx711_dout=1; Delay_hx711_us(); hx711_sck=0; count=0; while(hx711_dout) ; for(i=0;i24;i+) hx711_sck=1; count=counttemp)a=ReadCount();aa=(uint)(a/100)-temp;weight=(uint)(float)aa/4.9+0.05);/重量轉(zhuǎn)換函數(shù)，傳感器型號(hào)不同此函數(shù)要適當(dāng)修改/*/* 由于稱(chēng)重傳感器線(xiàn)性度參數(shù)的不同，而對(duì)獲得的重量數(shù)據(jù)處理，此處可能會(huì)根據(jù)不同稱(chēng)重傳感器，程序的代碼會(huì)有所不同 */*/*定時(shí)器0初始化程序*/void time_init() EA = 1; /開(kāi)總中斷TMOD = 0X01; /定時(shí)器0、定時(shí)器1工作方式1ET0 = 1; /開(kāi)定時(shí)器0中斷 TR0 = 1; /允許定時(shí)器0定時(shí)/*獨(dú)立按鍵程序*/uchar key_can; /按鍵值void key() /獨(dú)立按鍵程序static uchar key_new = 0, key_l;key_can = 20; /按鍵值還原P3 = 0x0f;if(P3 & 0x0f) != 0x0f)/按鍵按下delay_1ms(1); /按鍵消抖動(dòng)if(P3 & 0x0f) != 0x0f) & (key_new = 1)/確認(rèn)是按鍵按下key_new = 0;key_l = P3 | 0xf0; /矩陣鍵盤(pán)掃描P3 = key_l;switch(P3)case 0xee: key_can = 1; break;