基于51单片机的电子秤的设计

基于51单片机的电子秤的设计
基于51单片机的电子秤的设计

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毕业设计

G RADUATE T HESIS

论文题目:基于51单片机的电子秤的设计

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2017年06月12日

第一章功能说明

本设计系统以单片机AT89S52为控制核心,实现电子秤的基本控制功能。在设计系统时,为了更好地采用模块化设计法,分步设计了各个单元功能模块。

系统的硬件部分包括最小系统部分、数据采集部分、人机交互界面和系统电源四大部分。最小系统部分主要包括AT89S52和扩展的外部数据存储器;数据采集部分由称重传感器,信号的前期处理和A/D转换部分组成,包括运算放大器AD620和A/D转换器ICL7135;人机界面部分为键盘输入,四位LED数码显示器,可以直观的显示重量的具体数字以及方便的输入数据,使用方便;系统电源以LM317和LM337为核心设计电路以提供系统正常工作电源。

系统的软件部分应用单片机C语言进行编程,实现了该设计的全部控制功能。该电子秤可以实现基本的称重功能(称重范围为0~9.999Kg,重量误差不大于±0.005Kg),并发挥部分的显示购物清单的功能,可以设置日期和设定十种商品的单价,还具有超量程和欠量程的报警功能。

本系统设计结构简单,使用方便,功能齐全,精度高,具有一定的开发价值。称重传感器原理

即由非电量(质量或重量)转换成电量的转换元件,它是把支承力变换成电的或其它形式的适合于计量求值的信号所用的一种辅助手段。

按照称重传感器的结构型式不同,可以分直接位移传感器(电容式、电感式、电位计式、振弦式、空腔谐振器式等)和应变传感器(电阻应变式、声表面谐振式)或是利用磁弹性、压电和压阻等物理效应的传感器。

对称重传感器的基本要求是:输出电量与输入重量保持单值对应,并有良好的线性关系;有较高的灵敏度;对被称物体的状态的影响要小;能在较差的工作条件下工作;有较好的频响特性;稳定可靠。

传感器下的定义是:“能感受规定的被测量并按照一定的规律转换成可用信号的器件或装置,通常由敏感元件和转换元件组成”。其中敏感元件指传感器中能直接感受被测量的部分,转换元件指传感器中能将敏感元件输出量转换为适于传输和测量的电信号部分。此外传感器是一种检测装置,能感受到被测量的信息,并能将检测感受到的信息,按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出,以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。它是实现自动检测和自动控制的首要环节。

称重传感器在电子秤中占有十分重要的位置,被喻为电子秤的心脏部件,它的性能好坏很大程度上决定了电子秤的精确度和稳定性。通常称重传感器产生的误差约占电子秤整机误差的50%~70%。若在环境恶劣的条件下(如高低温、湿热),传感器所占的误差比例就更大,因此,在人们设计电子秤时,正确地选用称重传感器非常重要。

称重传感器的种类很多,根据工作原理来分常用的有以下几种:电阻应变式、电容式、压磁式、压电式、谐振式等。(本设计采用的是电阻应变式)电阻应变式称重传感器包括两个主要部分,一个是弹性敏感元件:利用它将被测的重量转换为弹性体的应变值;另一个是电阻应变计:它作为传感元件将弹性体的应变,同步地转换为电阻值的变化。电阻应变片所感受的机械应变量一般

为10 - 6~10 - 2,随之而产生的电阻变化率也大约在10 - 6~10 - 2数量级之间。这样小的电阻变化用一般测量电阻的仪表很难测出,必须采用一定形式的测量电路将微小的电阻变化率转变成电压或电流的变化,才能用二次仪表显示出来。在电阻应变式称重传感器中通过桥式电路将电阻的变化转换为电压变化。电阻应变式称重传感器工作原理框图如图2-1所示:

如图2-2电阻应变式称重传感器工作原理框图

当传感器不受载荷时,弹性敏感元件不产生应变,粘贴在其上的应变片不发生变形,阻值不变,电桥平衡,输出电压为零;当传感器受力时,即弹性敏感元件受载荷P 时,应变片就会发生变形,阻值发生变化,电桥失去平衡,有输出电压。

如图2-3 桥式测量电路

R1、R2、R3、R4为4个应变片电阻,组成了桥式测量电路,Rm 为温度补偿电阻,e 为激励电压,V 为输出电压。

若不考虑Rm ,在应变片电阻变化以前,电桥的输出电压为:

V=e R R R R R R ??

? ??+-+434211

由于桥臂的起始电阻全等,即R1 = R2 = R3 = R4 = R ,所以V=0 。

当应变片的电阻R1、R2、R3、R4变成R+△R1、R+△R2、R+△R3、R+△R4时,电桥的输出电压变为:

V=e R R R R R R R R R R R R ??

?

???++?+?+-?++?+?+434211

通过化简,上式则变为: V=

4e ??

?

???-?+?-?R R R R R R R R 4321 也就是说,电桥输出电压的变化与各臂电阻变化率的代数和成正比。

如果四个桥臂应变片的灵敏系数相同,且R

R

? = K ε,则上式又可写成: V=

(4

eK

ε 1 - ε 2 + ε 3 - ε 4 ) 式中K 为应变片灵敏系数,ε为应变量。

上式表明,电桥的输出电压和四个轿臂的应变片所感受的应变量的代数和成正比。在电阻应变式称重传感器中,4个应变片分别贴在弹性梁的4个敏感部位,传感器受力作用后发生变形。在力的作用下,R1、R3被拉伸,阻值增大,△R1、△R3正值,R2、R4被压缩,阻值减小,△R2、△R4为负值。再加之应变片阻值变化的绝对值相同,即

△R1 = △R3 = + △R 或ε 1 = ε 3 = +ε △R2 = △R4= - △R 或ε 2 = ε 4 = - ε

因此,V=4

eK

×4ε = e K ε。若考虑 Rm ,则电桥的输出电压变成:

V=e Rm R R R R R R

R R ???

??+??? ???--?+222

=

e R R Rm R R ?+2 =

Rm

R R

2+ K ε e 令S U = e

V

,则S U =Rm R R 2+ K ε

S U 称为传感器系数或传感器输出灵敏度。 对于一个高精度的应变传感器来说,仅仅靠4个应变片组成桥式测量电路还是远远不够的。由于弹性梁材料金相组织的不均匀性及热处理工艺、应变片性能及粘贴工艺、温度变化等因素的影响,传感器势必产生一定的误差。为了减少传感器随温度变化产生的误差,提高其精度和稳定性,需要在桥路两端和桥臂中串入一些补偿元件。如:初始不平衡值的补偿、零载输出温度补偿、输出灵敏度温度补偿等。

第二章 系统总体设计

2.1 电子秤设计的要求

1) 称重范围:不超过9.999Kg 2) 测量精度:≤ 0.005Kg

3) 显示方式:LCD 显示所称量的物品重量,同时还可显示物品的名称,数

量,单价,金额和所有物品的总金额。 4) 使用操作:键盘输入数据,操作简单方便。

5) 特殊功能:具有去皮功能以及能将金额累加计算;当物品重量超过电子

秤量程,即过载情况或者是物品重量小于A/D 转换器所能转换的最小精

度,即欠量程的时候,具有超重报警功能。

2.2电子秤设计的基本思路

将电子秤大致能划分为三大部分,数据采集模块、控制器模块和人机交互界面模块。其中数据采集模块由压力传感器、信号的前级处理和A/D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。此外添加了一个过载、欠量报警提示的特殊功能。

如图2-1(上图为本系统的设计图)

2.3单片机的选型

AT89S52单片机是AT89S系列中的增强型高档机产品,它片内存储器容量是AT89S51的一倍,即片内8KB的Flash程序存储器和256B的RAM。另外,它还增加了一个功能极强的、具有独特应用的16位定时/计数器2等多种功能。在工程应用中AT89S52有一显著的优势:不需要烧写器,只借助PC 机的并口输出和极为简单的下载电路,便可将程序通过串行方式写入单片机。并且下载电路可设计在系统中,可以随时修改单片机的软件而不对硬件做任何改动。

由此,通过对目前主流型号的比较,我们最终选择了AT89S52通用的普通单片机来实现系统设计。AT89S52是一种兼容MCS51微控制器,工作电压4.0V到5.5V,全静态时钟0 Hz 到33 MHz,三级程序加密,32个可编程I/O口,2/3个16位定时/计数器,6/8个中断源,全双工串行通讯口,低功耗支持Idle和Power-down模式,Power down模式支持中断唤醒, 看门狗定时器,双数据指针,上电复位标志。另外在外扩展了32K数据存储器,以满足系统要求。

2.4 A/D转换器介绍

A/D转换器是一种能把输入模拟电压或电流-成与它成正比的数字量,也就是说能把被控对象的各种模拟信息变成计算机可以识别的数字信息。A/D转换器种类较多,从原理上可分为四种:双积分式A/D转换器,逐次逼近式A/D转换器、并行A/D转换器、计数器式A/D转换器及△-∑型A/D转换器。在电子秤的设计中用的比较多的是双积分式A/D转换器和△-∑型A/D转换器。

双积分ADC的基本原理是对输入模拟电压和参考电压分别进行两次积分,将输入电压平均值变成与之成正比的时间间隔,然后利用时钟脉冲和计数器测出此

时间间隔,进而得到相应的数字量输出。如图2-6所示是电子秤中常用的双积分式A/D转换电路,它由积分器、比较器、模拟电子开关,积分电阻、积分电容、自动回零电阻、电容组成。其中VG是模拟地,VFR是基准电压(相对于VG为负值),VX是检测电压。

如图2-6 双积分A/D转换电路

其次双积分型A/D转换器具有很强的抗干扰能力。对正负对称的工频干扰信号积分为零,所以对50HZ的工频干扰抑制能力特强,对高于工频干扰(例如噪声电压)也具有良好的滤波作用。只要干扰电压的平均值为零,对输出就不产生影响。尤其对本系统,缓慢变化的压力信号,很容易受到工频信号的影响。故而采用双积分型A/D转换器可大大降低对滤波电路的要求。

作为电子秤,系统对AD的转换速度要求并不高,精度上14位的AD足以满足要求。另外双积分型A/D转换器较强的抗干扰能力,和精确的差分输入,低廉的价格。最终选择了精度为10Kg/ ±20000= ±0.5g的ICL7135。

2.5键盘输入

键盘输入是人机交互界面中重要的组成部分,它是系统接受用户指令的直接途径。键盘是由若干个按键开关组成,键的多少根据单片机应用系统的用途而定。键盘由许多键组成,每一个键相当于一个机械开关触点,当键按下时,触点闭合,当键松开时,触点断开。单片机接收到按键的触点信号后作相应的功能处理。因此,相对于单片机系统来说键盘接口信号是输入信号。

ZLG7289是周立功单片机公司设计的串行输入输出可编程键盘显示芯片,有强大的键盘显示功能,支持64键控制,可以比较方便地扩展系统。另外ZLG7289内部有译码电路,大大简化了程序。最终选择ZLG7289作为键盘扫描显示芯片。

2.6输出显示

采用可以设置显示单价,金额,中文,购物日期等的LCD,它具有低功耗、可视面大、画面友好及抗干扰能力强等功能,其显示技术已得到广泛应用。LCD 显示器的工作原理:液晶显示器的主要材料是液态晶体。它在特定的温度范围内,既具有液体的流动性,又具有晶体的某些光学特性,其透明度和颜色随电场、磁场、光照度等外界条件变化而变化。因此,用液晶做成显示器件,就可以把上诉外界条件的变化反映出来从而形成现实的效果。

虽然ZLG7289具有控制数码管显示的功能,但考虑到本题目要求中文显示,数码管无法满足,只能考虑用带有中文字库的液晶显示器。由于可以分页显示,无需太大屏幕,最终选择点阵式128×64型LCD—OCM4x8C。

:第三章硬件设计与制作

3.1 AT89S52芯片

AT89S52单片机是ATMEL公司新近推出的高档型AT89S系列单片机中的增强型产品。ATMEL公司是美国20世纪80年代中期成立并发展起来的半导体公司。该公司的技术优势在于推出Flash存储器技术和高质量、高可靠性的生产技术,它率先将独特的Flash存储技术注入于单片机产品中。其推出的AT89系列单片机,在世界电子技术行业中引起了极大的反响,在国内也受到广大用户欢迎。AT89S52是一个低功耗,高性能CMOS 8位单片机,片内含8k Bytes ISP(In-system programmable)的可反复擦写1000次的Flash只读程序存储器。器件采用ATMEL 公司的高密度、非易失性存储技术制造,兼容标准MCS-51指令系统及80C51引脚结构。芯片内集成了通用8位中央处理器和ISP Flash存储单元,功能强大的微型计算机的AT89S52可为许多嵌入式控制应用系统提供高性价比的解决方案。

AT89S52具有如下特点:40个引脚,8k Bytes Flash片内程序存储器,256 bytes的随机存取数据存储器(RAM),32个外部双向输入/输出(I/O)口,5个中断优先级2层中断嵌套中断,3个16位可编程定时计数器,2个全双工串行通信口,看门狗(WDT)电路,片内时钟振荡器。

此外,AT89S52设计和配置了振荡频率可为0Hz,并可通过软件设置省电模式。空闲模式下,CPU暂停工作,而RAM定时计数器、串行口、外中断系统可继续工作,掉电模式冻结振荡器而保存RAM的数据,停止芯片其它功能直至外中断激活或硬件复位。同时该芯片还具有PDIP、TQFP和PLCC等三种封装形式,以适应不同产品的需求。

如表3-1 AT89S52功能

引脚封装如下图所示:

如图3-1 AT89S52的引脚图

3.2主控电路的设计

P1口和P2.0~P2.6口作为地址总线,其中P1口作为低地址线和数据总线复用,P2.0~P2.6口做高地址线。P2.7作为62256的片选控制总线,ALE接锁存器74LS373的使能端。P3.6和P3.7作为外部数据存储器写/读选通信号输出端分别接62256的/WE和/OE端。

主控电路图如下:

如图3-2 主控电路设计图

3.3信号处理电路

以下为滤波放大电路图:

如图3-3 信号滤波放大图

上图中电容C5、C6用来滤除采样信号电压中的高频噪声,选用0.1uF的普通独石电容;电容C7、C84用来滤除采样信号电压中的低频噪声,选用22uF的普通独石电容。电阻R3、R4选用较小的阻值,因为采样信号电压值只有毫伏级,所以其阻值不宜太大,否则导致放大器由于输入电流太小而放大效果不明显。

微弱信号Vi1和Vi2被分别放大后从AD620的第6脚输出。A/D转换器ICL7135的输入电压变化范围是-2V~+2V,传感器的输出电压信号在0~20mv左右,因此放大器的放大倍数在200~300左右,可将R9接成1K的滑动变阻器。由于ICL7135对高频干扰不敏感,所以滤波电路主要针对工频及其低次谐波引入的干扰。因为压力信号变化十分缓慢,所以滤波电路可以把频率做得很低。

图中的LM741的输出端与AD620的地端相连,LM741的2脚与6脚相连构成电压跟随器,R15与正负电源相接,通过改变R15的阻值可使VO与 RET之间的压差变化,从而实现调零、去皮的功能。

ICL7135与单片机的接口

在读取A/D转换后的结果时,选用数据选择器作为数据读取的控制器,这样简化了ICL7135与单片机的接口电路,便于硬件设计与软件编程的实现。

在ICL7135进行A/D转换结束后输出的/STRB负脉冲引起AT89S52中断。同时在第一个/STB负脉冲时由软件将P1.7口置0,因而使S=0,使74LS157的Y

(1Y,2Y,3Y,4Y)=A(4A,3A,2A,1A)。AT89S52读P1.0~P1.3口便读得BCD 码,此时D5=1。此后, D4,D3,D2,D1轮流为“1”,即可读得千位、百位、十位和个位的BCD码。

前端信号处理电路设计如下图:

如图3-4 信号数模转换图

ICL7135的输出时序图:

如图3-5 输出时序图

在A/D转换结束后立即更新输出锁存器并不断地扫描输出BCD码。在A/D转换期间BUSY为低电平,转换完毕后BUSY变为高电平。A/D转换结束后立刻顺序并连续不断地输出位驱动信号D5、D4、D3、D2、D1(均为正脉冲)。当D5为高电平时,B8、B4、B2、B1是万位BCD码。同样当D4为高电平时,B8、B4、B2、B1是千位BCD码。同理D3、D2、D1 为正脉冲时各对应百、十、个位的BCD码。在A/D转换完毕后,还连续输出5个/STB负脉冲,它们分别位于D5、D4、D3、D2、D1正脉冲的中间,脉冲宽度为T/2。

在设计时,还考虑过使用另一种接口电路,它巧妙地运用了ICL7135 地“Busy”端功能,只要一个I/O口和单片机内部的一个定时器就可把ICL7135的数据送人单片机,可以节省大量的单片机资源,减小系统的体积。原理如下:

“Busy”输出端(ICL7135的21脚)高电平的宽度等于积分和反积分时间之和。ICL7135内部规定积分时间固定为10001个时钟脉冲时间,反积分时间长度与被测电压的大小成比例。如果利用单片机内部的计数器对ICL7135的时钟脉冲计数,利用"Busy"作为计数器门控信号,控制计数器只要在Busy为高电平时计数,将这段Busy高电平时间内计数器计的内容减去10001,其余数等于被测电压的数值。

3.3人机交互界面模块设计

3.3.1键盘输入控制电路

如表3-2 ZLG7289引脚说明

SPI串行接口工作方式介绍:

ZLG7289 采用串行方式与微处理器通讯,串行数据从DATA 引脚送入芯片,并由CLK 端同步。当片选信号变为低电平后,DATA 引脚上的数据在CLK 引脚的上升沿被写入ZLG7289 的缓冲寄存器。

ZLG7289 的指令结构有三种类型:

1、不带数据的纯指令,指令的宽度为8 个BIT 即微处理器需发送8个CLK 脉冲;

如图3-6 纯指令时序图

2、带有数据的指令宽度为16 个BIT 即微处理器需发送16 个CLK 脉冲;

如图3-7 带数据指令时序图

3、读取键盘数据指令宽度为16个BIT,前8个为微处理器发送到ZLG7289的指令,后8 个BIT为ZLG7289返回的键盘代码,执行此指令时ZLG7289的DATA端在第9个CLK 脉冲的上升沿变为输出状态并与第16个脉冲的下降沿恢复为输入状态,等待接收下一个指令。

图3-8 读键盘指令时序图

下图为电路图:

图3-9 键盘接口图

图中P1.5口接/CS;P1.6口接CLK;P1.0口接DIO;P3.2口接/KEY,利用中断0通知AT89S52读数。

键盘控制芯片ZLG7289 控制键盘的扫描,当监测到有键按下后ZLG7289 的9脚便产生一个低电平通知单片机,单片机可以采用查询或者中断方式将数据通过P3.0口以串行方式读入。因为查询方式会浪费大量的时间,所以本系统采用的是中断方式。

2、参数选择参考如下

8只下拉电阻和8 只键盘连接位选线DIG0~DIG7 的8 只位选电阻应遵从一定的比例关系,下拉电阻应大于位选电阻的5 倍而小于其50 倍,典型值为10 倍,下拉电阻的取值范围是10K~100K,位选电阻的取值范围是1K~10K。所以取上拉电阻为10K,下拉电阻为100K。

ZLG7289需要一外接晶体振荡电路供系统工作,其典型值分别为F=16MHz C=15pF。实际使用时取F=12MHz,C=15pF。

3.3.2 LCD显示电路

OCM4x8C是具有串/并接口,其内部含有中文字库的图形点阵液晶显示模块。该模块的控制/驱动器采用台湾矽创电子公司的ST7920,因而具有较强的控制显示功能。OCM4x8C的液晶显示屏为128×64点阵,可显示4行、每行8个汉字。为了便于简单、方便地显示汉字,该模块具2Mb的中文字型CGROM,该字型ROM 中含有8192个16×16点阵中文字库;同时,为了便于英文和其它常用字符的显示,具有16Kb的16×8点阵的ASCII字符库;为便于构造用户图形,提供了一个64×256点阵的GDRAM绘图区域,且为了便于构造用户所需字型,提供了4组16×16点阵的造字空间。利用上述功能,OCM4x8C可实现汉字、ASCII码、点阵图形、自造字体的同屏显示。为便于和多种微处理器、单片机接口,模块提供了4位并行、8位并行、2线串行、3线串行多种接口方式。

该模块具有2.7V~5.5V的宽工作电压范围,且具有睡眠、正常及低功耗工作模式,可满足系统各种工作电压及便携式仪器低功耗的要求。液晶模块显示负电压,也由模块提供,从而简化了系统电源设计。模块同时还提供LED背光显示功能。除此之外,模块还提供了画面清除、游标显示/隐藏、游标归位、显示打开/关闭、显示字符闪烁、游标移位、显示移位、垂直画面旋转、反白显示、液晶睡眠/唤醒、关闭显示等操作指令。

如表3-3引脚功能说明

时钟线SCLK接P1.6;RS固定接高电平。此为典型二线串行模式。

字符显示RAM地址与字符显示位置关系:

2/3线串行接口方式:

当模块的PSB脚接低电平时,模块即进入串行接口模式。串行模式使用串行数据线SID与串行时钟线SCLK来传送数据,即构成2线串行模式。

OCM4x8C还允许同时接入多个液晶显示模块以完成多路信息显示功能。此时,要利用片选端“CS”构成3线串行接口方式,当“CS”接高电位时,模块可正常接收并显示数据,否则模块显示将被禁止。通常情况下,当系统仅使用一个液晶显示模块时,“CS”可连接固定的高电平。

模块2线串行工作操作时序如下图所示:

如图3-10 2线串行时序图

由图3.12可以看出,单片机与液晶模块之间传送1字节的数据共需24个时钟脉冲。首先,单片机要给出数据传输起始位,这里是以5个连续的“1”作数据起始位,如模块接收到连续的5个“1”,则内部传输被重置并且串行传输将被同步。紧接着,“RW”位用于选择数据的传输方向(读或写),“RS”位用于选择内部数据寄存器或指令寄存器,最后的第8位固定为“0”。在接收到起始位及“RW”和“RW”的第1个字节后,下一个字节的数据或指令将被分为2个字节来串行传送或接收。数据或指令的高4位,被放在第2个字节串行数据的高4位,其低4位

则置为“0”;数据或指令的低4位被放在第3个字节的高4位,其低4位也置为“0”,如此完成一个字节指令或数据的传送。需要注意的是,当有多个数据或指令要传送时,必须要等到一个指令完成执行完毕后再传送下一个指令或数据,否则,会造成指令或数据的丢失。这是因为液晶模块内部没有发送/接收缓冲区。

3.4报警电路的设计

下图为系统报警电路原理图,用于超载和欠量程提示。系统设计了两个发光二极管作为超载和欠量程指示灯,使系统更加完善。当系统判断为超载或欠量程时,ICL7135给输出一个高电平信号OR(超载)或UR(欠量程),经非门后形成低电平从而驱动发光二极管发光提示。

如图3-11 报警电路原理图

第四章软件设计

软件流程图及程序设计

为了方便程序调试和提高可靠性,程序设计采用自上而下、模块化、结构化的程序设计方法,把总的编程过程逐步细分,分解成一个个功能模块,每个功能模块相互独立,每个模块都能完成一个明确的任务,实现某个具体的功能。本设计按任务模块划分的程序主要有初始化程序、主程序, A/D转换子程序、显示子程序、键盘处理子程序。

4.1初始化程序设计流程图

单片机系统上电后,进入初始化程序,完成单片机片内各模块的设置和A/D 转换器的功能设置初始化,然后进入主程序。

如图 4-1 初始化程序设计流程图

4.2主程序设计流程图

单片机完成初始化程序后进入主程序,主程序主要完成对存储参数的读取,对检测到的数据进行数据处理,键处理,显示处理等。

如图4-2 主程序设计流程图

4.2 主程序设计及其相关程序设计4.2.1程序清单

uint max_weight;//最大称量

uchar dsel;//分度值

uchar dp;//小数点

float beilv;//倍率

ulong zero_save;//传感器零位值

}bdf;

uint code num_ten[4]={1,10,100,1000};

uchar code adcount2[4]={2,4,5};//数据处理进平均次数

uchar code tab_dsel[4]={1,2,5,10};//分度值表

//0 , 1 , 2 , 3 , 4 , 5 , 6 , 7 , 8 , 9

uchar code tab[]={0xB7,0x03,0xD6,0xC7,0x63,0xE5,0xF5,0x83,0xF7,0xE7,

//A , b , C , d , E , F , 暗, - , t , P

0xF3,0x75,0xB4,0x57,0xF4,0xF0,0x00,0x40,0x74,0xF2,

//H , L , o , J , r , n , U, =, - i

0x73,0x34,0x55,0x07,0x50,0x51,0x37,0x44,0x04,0x01};

//显示位码表

//0, 1, 2, 3, 4, 5, 6

uchar code digit[]={0xfe,0xdf,0xef,0xfd,0xfb,0xbf,0xF7};//显示位码表

sbit P_OE =P2^1;//显示控制

sbit P_LE =P2^0;

sbit buz0 =P3^6;//蜂鸣器

sbit buz1 =P3^7;

/******************************************************/

bit b_follow;//启动零位跟踪标记

bit b_serial;//串口发送完标记

bit b_followdelay;//第一次不进行零位跟踪

bit b_steady;//稳定标记

/******************************************************/

void (* data task)(void);//函数指针变量,接受下一步要做的任务

uint idata fendushu;//分度数

uchar weight_led[6] ;//重量窗显示缓存

uchar idata temp_var;

uchar weight_dp;//小数点位数

uchar fu_number;//负号显示位置

uchar wdcount;//稳定计数

uchar adup_count;//异常值计数

uchar addcount3;//累加次数

/******************************************************/

extern void key_scan(void);//按键扫描

extern void weight_disp(void);//重量计算,超载报警

extern void start_set(void);//单片机初始化设置

extern void adc (void);//读取AD值

extern void ad_processor(void);//AD数据滤波处理

extern void fun_weight(void);//正常称重状态

extern void bd_start(void);//重量或电压标定选择

extern void dy_disp(void);//电压显示

extern void led_disp(ulong temp,uchar num);

extern uchar get_jiaoyan(uchar *address,uchar num);//计算校验字extern void neima(void);

void delay60ms(uchar time);//40ms延时

void fendu_val(void);//分度数运算

void check_canshu(void);//读参数,并校验是否正确

void ver_disp(void);//显示版本号

void seg_check(void);//笔画检测

/******************************************/

void main (void)

{

start_set(); //单片机初始化

beep_time=3; //开机鸣叫

flash_num=6; //没有闪烁位

spi_sys(); //ad芯片初始化

check_canshu(); //读参数,并校验是否正确

if(bdf.shuduval>2) //若是异常值,用默认值

bdf.shuduval=1;

addcount3=4;

bdf_dp_temp=bdf.dp; //保存小数点(标定修改参数时用)

bdf_dsel_temp=bdf.dsel;//保存分度值(标定修改参数时用)

key_scan(); //标定按键扫描

switch(key_temp) //功能键处理函数

{

case 0xc0:b_biaoding=1;task=bd_start ; break;//

default:

bdf.dp=0;

ver_disp();//显示版本号

seg_check();//笔画检测

fendu_val();//分度数运算

zero_current=ad_steady;//保存当前零位值

task=fun_weight;

break;

}

基于51单片机课程设计

基于51单片机课程设计报告 院系:电子通信工程 团组:电子设计大赛1组 姓名: 指导老师:

目录 一、摘要 (3) 二、系统方案的设计 (3) 三、硬件资源 (5) 四、硬件总体电路搭建 (13) 五、程序流程图 (14) 六、设计感想 (14) 七、参考文献 (16) 附录 (17) 附录 1 程序代码 (17)

一、摘要 本设计以STC89C51单片机为核心的温度控制系统的工作原理和设计方法。温度信号由温度芯片DS18B20采集,并以数字信号的方式传送给单片机。文中介绍了该控制系统的硬件部分,包括:温度检测电路、温度控制电路。单片机通过对信号进行相应处理,从而实现温度控制的目的。文中还着重介绍了软件设计部分,在这里采用模块化结构,主要模块有:数码管显示程序、键盘扫描及按键处理程序、温度信号处理程序、led控制程序、超温报警程序。 关键词:STC89C51单片机 DS18B20温度芯片温度控制 ,LED报警提示. 二、系统方案的设计 1、设计要求 基本功能: 不加热时实时显示时间,并可手动设置时间; 设定加热水温功能。人工设定热水器烧水的温度,范围在20~70度之间,打开开关后,根据设定温度与水温确定是否加热,及何时停止加热,可实时显示温度; 设定加热时间功能。限定烧水时间,加热时间内超过温度上限或低于温度下限报警,并可实时显示温度。 2、系统设计的框架

本课题设计的是一种以STC89C51单片机为主控制单元,以DS18B20为温度传感器的温度控制系统。该控制系统可以实时存储相关的温度数据并记录当前的时间。其主要包括:电源模块、温度测量及调理电路、键盘、数码管显示、指示灯、报警、继电器及单片机最小系统。 图1 系统设计框架 3 工作原理 温度传感器 DS18B20 从设备环境的不同位置采集温度,单片机STC8951获取采集的温度值,经处理后得到当前环境中一个比较稳定的温度值,再根据当前设定的温度上下限值,通过加热和降温对当前温度进行调整。当采集的温度经处理后超过设定温度的上限时,单片机通过三极管驱动继电器开启降温设备(压缩制冷器) ,当采集的温度经处理后低于设定温度的下时 , 单片机通过三极管驱动继电器开启升温设备 (加热器) ,这里采用通过LED1和LED2取代!!! 当由于环境温度变化太剧烈或由于加热或降温设备出现故障,或者温度传感头出现故障导致在一段时间内不能将环境温度调整到规定的温度限内的时候,单片机通过三极管驱动扬声器发出警笛声,这里采用HLLED提示。

基于51单片机的智能密码锁

单片机的电子密码锁 目录 第一章绪论......................................................... . (2) 1.1电子密码锁简介......................................................... .. (2) 1.2电子密码锁设计的背景及意 义............................................................................. . (3) 第2章总体设计............................................................................. . (3) 2.1设计分析............................................................................. (3) 2.2系统结构............................................................................. (4) 第3章硬件电路设计............................................................................. (5) 3.1单片机最小系统设计............................................................................. . (5) 3.1.1时钟电路............................................................................. (5) 3.1.2 复位电 路 ............................................................................ . (6) 3.1.3 最小系 统 ............................................................................

AT89C51单片机简易计算器的设计

AT89C51单片机简易计算器的设计 单片机的出现是计算机制造技术高速发展的产物,它是嵌入式控制系统的核心,如今,它已广泛的应用到我们生活的各个领域,电子、科技、通信、汽车、工业等。本设计是基于51系列单片机来进行的数字计算器系统设计,可以完成计算器的键盘输入,进行加、减、乘、除六位数范围内的基本四则运算,并在LCD上显示相应的结果。设计电路采用AT89C51单片机为主要控制电路,利用MM74C922作为计算器4*4键盘的扫描IC读取键盘上的输入。显示采用字符LCD静态显示。软件方面使用C语言编程,并用PROTUES仿真。 一、总体设计 根据功能和指标要求,本系统选用MCS-51系列单片机为主控机。通过扩展必要的外围接口电路,实现对计算器的设计。具体设计如下:(1)由于要设计的是简单的计算器,可以进行四则运算,为了得到较好的显示效果,采用LCD 显示数据和结果。 (2)另外键盘包括数字键(0~9)、符号键(+、-、×、÷)、清除键和等号键,故只需要16 个按键即可,设计中采用集成的计算键盘。 (3)执行过程:开机显示零,等待键入数值,当键入数字,通过LCD显示出来,当键入+、-、*、/运算符,计算器在内部执行数值转换和存储,并等待再次键入数值,当再键入数值后将显示键入的数

值,按等号就会在LCD上输出运算结果。 (4)错误提示:当计算器执行过程中有错误时,会在LCD上显示相应的提示,如:当输入的数值或计算得到的结果大于计算器的表示范围时,计算器会在LCD上提示溢出;当除数为0时,计算器会在LCD 上提示错误。 系统模块图: 二、硬件设计 (一)、总体硬件设计 本设计选用AT89C51单片机为主控单元。显示部分:采用LCD 静态显示。按键部分:采用4*4键盘;利用MM74C922为4*4的键盘扫描IC,读取输入的键值。 总体设计效果如下图:

本科毕业设计--基于51单片机的电子日历设计

成都电子机械高等专科学校成教院毕业设计(论文) 论文题目:基于51单片机的电子日历设计 教学点:重庆科创职业学院 指导老师:张忠雨职称:讲师 学生姓名:聂燕学号: 2011700558 专业:应用电子技术 成都电子机械高等专科学校成教院制 2012 年 3 月 9 日

成都电子机械高等专科学校成教院毕业设计(论文)任务书 题目:基于51单片机的电子日历设计 任务与要求: 通过单片机设计电子日历数码管正常显示阳历、阴历日期,显示的格式为年-月-日,利用外部按键的操作实现阳历和阴历之间的 转换,实现阴历和阳历显示的暂停、运行等功能。 时间:2011年12月15日至2012 年3月15日共12 周教学点:重庆科创职业学院 学生姓名:聂燕学号:2011700558 专业:应用电子技术 指导单位或教研室: 指导教师:张忠雨职称:讲师 成都电子机械高等专科学校成教院制

毕业设计(论文)进度计划表

摘要 设计以单片机AT89C51为核心部件的电子日历,利用74LS245作为驱动器,74LS138作为译码器使用,六个七段数码管均采用共阴极的方式,P0口作为段选码输出口,P2口作为位选码输出口。 本次设计的题目是基于单片机的电子日历设计,可以正常的显示年、月、日,还可以利用外部按键实现阴历和阳历之间的转换以及暂停等功能。电子日历具有性能稳定、精确度高、成本低、易于产品化,以及方便、实用等特点。适用于家庭、公司、机关等众多场所。为人们的日常生活、出行安排提供了方便,成为人们日常生活中不可缺少的一部分。 本次设计可分为两部分:硬件系统、软件系统。 硬件系统包括:AT89S51单片机、74LS245驱动器、74LS138译码器、RC复位电路、+5V直流电源电路、去抖电路、动态显示扫描电路。 软件系统主要有单片机的编程构成。 关键词:单片机,日历,位码,段码,显示

基于51单片机简易电子琴的课程设计

基于51单片机简易电子琴 1 课题背景 单片微型计算机室大规模集成电路技术发展的产物,属于第四代电子计算机它具有高性能、高速度、体积小、价格低廉、稳定可靠、应用广泛的特点。他的应用必定导致传统的控制技术从根本上发生变革。因此,单片机的开发应用已成为高科技和工程领域的一项重大课题。 电子琴是现代电子科技与音乐结合的产物,是一种新型的键盘乐器。它在现代音乐扮演重要的角色,单片机具有强大的控制功能和灵活的编程实现特性,它已经溶入现代人们的生活中,成为不可替代的一部分。本文的主要内容是用AT89S52单片机为核心控制元件,设计一个电子琴。以单片机作为主控核心,与键盘扬声器等模块组成核心主控制模块,在主控模块上设有8个按键,和一个复位按键。 主要对使用单片机设计简易电子琴进行了分析,并介绍了基于单片机电子琴硬件的组成。利用单片机产生不同频率来获得我们要求的音阶,最终可随意弹奏要表达的音符。并且分别从原理图,主要芯片,个模块原理及各莫奎的程序的调试来详细阐述。 一首音乐是许多不同的音阶组成的,而每个音阶对应着不同的频率,这样我们就可以利用不同的频率的组合,构成我们想演奏的那首曲目。当然对于单片机来产生不同的频率非常方便,我们可以利用单片机的定时/计数器T0来产生这样的方波频率信号,因此,我们只要把一首歌曲的音阶对应频率关系编写正确就可以达到我们想要的曲目。 2 任务要求与总体设计方案 2.1 设计任务与要求 利用所给键盘的1,2,3,4,5,6,7,8八个键,能够发出7个不同的音调,而且有一个按键可以自动播放歌曲,要求按键按下时发声,松开延时一小段时间,中间再按别的键则发另外一音调的声音,当系统扫描到键盘按下,则快速检测出是哪一个按键被按下,然后单片机的定时器启动,发出一定频率的脉冲,该频率的脉冲经喇叭驱动电路放大滤波后,就会发出相应的音调。如果在前一个按下的键发声的同时有另一个按键被按下,则启动中断系统。前面的发音停止,转到后按的键的发音程序。发出后按的键的音调。 2.2 设计方案 2.2.1 播放模块 播放模块是由喇叭构成,它几乎不存在噪声,音响效果较好,而且由于所需驱动功率较小,且价格低廉,所以,被广泛应用。 2.2.2 按键控制模块

基于51单片机的智能窗帘控制系统设计与实现

项目编号___201111 ___ 江南大学物联网工程学院 大学生创新训练计划结题报告 项目名称基于51单片机的智能窗帘控制系统设计与实现项目负责人晶 所学专业电气工程及其自动化 所在学院物联网工程学院 (手机) 电子信箱diamond-heartqq. 项目起止年月2011/11-2012/05 第一指导教师肖永松 专业技术职务工程师 (手机) 电子信箱https://www.360docs.net/doc/1d200478.html, 结题日期2012年5月

江南大学物联网工程学院创新训练计划项目结题验收表学院名称:物联网工程学院填写日期:2012 年5 月

大学生创新训练计划 《基于AT89C51单片机的智能窗帘控制系统》成果精粹 江南大学 二○一二年五月

简介 随着物联网概念的发展,智能家居的理念也渐渐渗透到我们的生活中,受此启发,我们想尝试着做一个智能窗帘的控制系统,希望可以通过光强和时间来控制窗帘的开合。恰好我们都进行了电路、模电数电的学习,也曾初步接触了单片机,我们想通过设计这个控制系统来加深我们对所学容的理解和掌握,更加熟悉使用protel等专业软件。 计划设计一个系统可以实现以下功能: 在自动模式下,在设定的时间,如早成6点至晚上8点,晚上8点至早晨6点,时间控制,可以避免室开灯造成窗帘自动拉开。通过光强控制,在设定光照强度围,窗帘拉开,超过设定强度,如夏日中午,为避免房间被光直射造成温度过高,窗帘关闭。在手动模式下,通过按键来调整窗帘的开合状态。 最终设计使用STC89C51单片机,STC89C51有512字节的数据存储空间,是AT89C51的两倍,并且带有4K字节的EEPROM存储空间,可以断电后保存资料,可以直接使用串口下载,而AT89C51需要专用下载器。 控制系统可以实现对光信号的采集、转换、传输,并根据单片机接收到的信号,结合时钟电路的信号,对步进电机进行控制,通过控制步进电机转向及转动圈数,来实现对窗帘的打开及拉合控制。 设计时对硬件进行了模块化分析,以STC89C51作为主控芯片,光信号采集使用光敏模块,数模转换主要使用PCF8591芯片,显示模块采用1602液晶显示器,时钟电路采用DS1302芯片,电机驱动器主要使用ULN2003。

基于AT89C51单片机的多音阶电子琴的设计

重庆三峡学院 单片机课程设计报告书 学院: 年级专业: 学号: 学生姓名: 指导教师: 教师职称: 成绩: 制作日期2012年11月29日

基于AT89C51单片机的多音阶电子琴的设计 重庆三峡学院 摘要 单片机是电子、计算机及机电专业的一门重要的必修课程。要求我们掌握单片机的基本组成和工作原理、会变程序的一般编写方法、常用接口电路的软硬件设计方法,具备基本的单片机系统应用与开发能力。 随着科技的快速发展,单片机的应用日益普遍。单片机具有强大的控制功能和灵活的编程实现特性,它已经溶入现代人们的生活中,成为不可替代的一部分。本单片机系统设计应用单片机控制技术,用AT89C51单片机为核心控制元件根据本学期所学的单片机知识结合设计了一套单片机控制的电子琴系统。电子琴是现代电子科技与音乐结合的产物,是一种新型的键盘乐器,它在现代音乐扮演着重要的角色。 本次设计首先对单片机设计简易电子琴仔细分析,接着制作硬件电路和编写软件的程序,最后进行软硬件的调试运行。并且从原理图,主要芯片,各模块的原理和各个模块的程序调试来阐述。利用单片机产生不同频率来获得我们要求的音阶,实现高、中、低共21个音符的发音和显示和音乐播放时的控制显示,并且能自动播放程序中编排的音乐。系统运行稳定,其优点是硬件电路简单,软件功能完善,控制系统可靠,性价比高等,具有一定的使用和参考价值。 关键词:单片机、电子琴、AT89C51、独立键盘、

目录 第 1 章引言......................................................................................................................... 1. 1. 1 设计背景 (1) 1.2 设计任务 (1) 1.3 设计目的 (1) 1.4 设计思路 (1) 第 2 章方案论证 (1) 2.1 方案论证 (1) 第 3 章硬件系统设计 (2) 3.1时钟电路 (2) 3.2 复位电路 (3) 3.3 原理框图 (3) 3. 4 显示部分设计 (3) 3.5 按键部分设计 (4) 3.6 发音部分设计 (5) 第 4 章软件系统设计 (5) 4.1 系统分析 (5) 4.2 参数计算 (7) 4.3 程序设计 (8) 第 5 章实验结果 (10) 5.1硬件调试 (10) 5.2 软件调试 (10) 5.3 仿真结果 (10) 5.4 结果分析 (11) 第 6 章总结 (11) 附录一:系统整体电路图 (12) 附录二:元器件清单 (12) 附录三:源程序代码 (13) 参考文献 (19)

基于51单片机-数字秒毕业设计

物理与电子工程学院 《数字式秒表》 课程设计报告书 设计题目:数字式秒表 专业:自动化 班级:xxx 接本 学生姓名: xxxx 学号:201xx343xxx 指导教师:xxxxx 2015年6 月14 日

物理与电子工程学院课程设计任务书

摘要 数字式秒表是一种用数字电路技术实现时、分、秒计时的装置,无机械装置,具有较长的使用寿命,因此得到了广泛的使用。数字式秒表从原理上讲是一种典型的数字电路,其中包括了组合逻辑电路和时序电路。本次实验所做数字式秒表由信号发生系统和计时系统构成。由于需要比较稳定的信号,所以信号发生系统555定时器与电阻和电容组成的多谐振荡器构成,信号频率为100HZ。计时系统由计数器、译码器、显示器组成。计数器由74 LS160构成,由十进制计数器组成了一百进制和六十进制计数器,采用异步进位方式。译码器由74LS48构成,显示器由数码管构成。具体过程为:由晶体震荡器产生100HZ脉冲信号,传入计数系统,先进入计数器,然后传入译码器,将4位信号转化为数码管可显示的7位信号,结果以“秒”、“毫秒”依次在数码管显示出来。该秒表最大计时值为9.9秒。 关键词:数字式秒表;计时;精度;计数器;显示器

目录 1 设计目的 (1) 1.1 设计目的 (1) 1.2 设计内容和要求 (1) 1.3 设计思路 (1) 2 设计原理分析 (1) 2.1 十秒秒表系统设计 (1) 2.2 十秒秒表系统的功能要求 (1) 2.3 十秒秒表系统的基本构成及原理 (2) 3 系统硬件电路的设计 (4) 3.1 系统硬件总电路构成及原理 (4) 3.2 主控制部分――AT89C51单片机简介 (4) 3.3 其它器件 (6) 3.4 十秒秒表系统原理图 (7) 3.5 运行步骤 (7) 4 系统软件程序的简单设计 (8) 4.1 程序框图 (8) 4.2仿真结果图 (9) 总结 (11) 参考文献 (12) 附录 (13)

基于51单片机的电子琴设计课程设计

目录 前言 (2) 第1章基于51单片机的电子琴设计 (3) 1.1 电子琴的设计要求 (3) 1.2 电子琴设计所用设备及软件 (3) 1.3 总体设计方案 (3) 第2章系统硬件设计 (5) 2.1 琴键控制电路 (5) 2.2 音频功放电路 (6) 2.3 时钟-复位电路 (6) 2.4 LED显示电路 (6) 2.5 整体电路 (6) 第3章电子琴系统软件设计 (7) 3.1 系统硬件接口定义 (7) 3.2 主函数 (8) 3.2.1 主函数程序 (8) 3.3 按键扫描及LED显示函数 (9) 3.3.1 键盘去抖及LED显示子程序 (10) 3.4 中断函数 (11) 3.4.1 中断程序 (12) 第4章电子琴和调试 (12) 4.1 调试工具 (12) 4.2 调试结果 (13) 4.3 电子琴设计中的问题及解决方法 (14) 第5章电子琴设计总结 (15) 参考文献 (16) 附录 (17)

前言 音乐教育是学校美育的主要途径和最重要内容,它在陶冶情操、提高素养、开发智力,特别是在培养学生创新精神和实践能力方面发挥着独特的作用。近年来,我国音乐教育在理论与实践上都取得了有目共睹的成绩,探索并形成了具有中国特色的、较为完整的音乐教育教学体系。但我国音乐教育的改革力度离素质教育发展的要求还存在一定距离。如今,电子琴作为电子时代的新产物以其独特的功能和巨大的兼容性被人们广泛的接受和推崇。而在课堂教学方面,它拥有其它乐器无法比拟的两个瞬间:瞬间多元素思维的特殊的弹奏方法;瞬间多声部(包括多音色)展示的乐队音响效果的特点。结合电子琴自身强大的功能及独特的优点来进行音乐教育的实施,这样就应该大力推广电子琴进入音乐教室,让电子琴教学在音乐教育中发挥巨大的作用。现代乐器中,电子琴是高新科技在音乐领域的一个代表,体现了人类电子技术和艺术的完美结合。电子琴自动伴奏的稳定性、准确性,以及鲜明的强弱规律、随人设置的速度要求,都更便于人们由易到难、深入浅出的准确掌握歌曲节奏和乐曲风格,对其节奏的稳定性和准确性训练能起到非常大的作用。电子琴所包含的巨量的音乐信息和强大的音乐表现力可以帮助音乐教学更好地贯彻和落实素质教育,更有效地提高人们的音乐素质和能力。目前,市场上的电子琴可谓琳琅满目,功能也是越来越完备。以单片机作为主控核心,设计并制作的电子琴系统运行稳定,其优点是硬件电路简单、软件功能完善、控制系统可靠、性价比较高等,具有一定的实用与参考价值。这就为电子琴的普及提供了方便。 二、电子琴设计要求本设计主要是用AT89C51单片机为核心控制元件,设计一台电子琴。以单片机作为主控核心,与键盘、扬声器等模块组成核心主控制模块,在主控模块上设有7个按键和1个复位按键。本系统主要是完成2大功能:音乐自动播放、电子琴弹奏。关于声音的处理,使用单片机C语言,利用定时器来控制频率,而每个音符的符号只是存在自定义的表中。

基于51单片机的电子秤的设计

学号: 毕业设计 G RADUATE T HESIS 论文题目:基于51单片机的电子秤的设计 学生姓名: 专业班级: 学院: 指导教师: 2017年06月12日

第一章功能说明 本设计系统以单片机AT89S52为控制核心,实现电子秤的基本控制功能。在设计系统时,为了更好地采用模块化设计法,分步设计了各个单元功能模块。 系统的硬件部分包括最小系统部分、数据采集部分、人机交互界面和系统电源四大部分。最小系统部分主要包括AT89S52和扩展的外部数据存储器;数据采集部分由称重传感器,信号的前期处理和A/D转换部分组成,包括运算放大器AD620和A/D转换器ICL7135;人机界面部分为键盘输入,四位LED数码显示器,可以直观的显示重量的具体数字以及方便的输入数据,使用方便;系统电源以LM317和LM337为核心设计电路以提供系统正常工作电源。 系统的软件部分应用单片机C语言进行编程,实现了该设计的全部控制功能。该电子秤可以实现基本的称重功能(称重范围为0~9.999Kg,重量误差不大于±0.005Kg),并发挥部分的显示购物清单的功能,可以设置日期和设定十种商品的单价,还具有超量程和欠量程的报警功能。 本系统设计结构简单,使用方便,功能齐全,精度高,具有一定的开发价值。称重传感器原理 即由非电量(质量或重量)转换成电量的转换元件,它是把支承力变换成电的或其它形式的适合于计量求值的信号所用的一种辅助手段。 按照称重传感器的结构型式不同,可以分直接位移传感器(电容式、电感式、电位计式、振弦式、空腔谐振器式等)和应变传感器(电阻应变式、声表面谐振式)或是利用磁弹性、压电和压阻等物理效应的传感器。 对称重传感器的基本要求是:输出电量与输入重量保持单值对应,并有良好的线性关系;有较高的灵敏度;对被称物体的状态的影响要小;能在较差的工作条件下工作;有较好的频响特性;稳定可靠。 传感器下的定义是:“能感受规定的被测量并按照一定的规律转换成可用信号的器件或装置,通常由敏感元件和转换元件组成”。其中敏感元件指传感器中能直接感受被测量的部分,转换元件指传感器中能将敏感元件输出量转换为适于传输和测量的电信号部分。此外传感器是一种检测装置,能感受到被测量的信息,并能将检测感受到的信息,按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出,以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。它是实现自动检测和自动控制的首要环节。 称重传感器在电子秤中占有十分重要的位置,被喻为电子秤的心脏部件,它的性能好坏很大程度上决定了电子秤的精确度和稳定性。通常称重传感器产生的误差约占电子秤整机误差的50%~70%。若在环境恶劣的条件下(如高低温、湿热),传感器所占的误差比例就更大,因此,在人们设计电子秤时,正确地选用称重传感器非常重要。 称重传感器的种类很多,根据工作原理来分常用的有以下几种:电阻应变式、电容式、压磁式、压电式、谐振式等。(本设计采用的是电阻应变式)电阻应变式称重传感器包括两个主要部分,一个是弹性敏感元件:利用它将被测的重量转换为弹性体的应变值;另一个是电阻应变计:它作为传感元件将弹性体的应变,同步地转换为电阻值的变化。电阻应变片所感受的机械应变量一般

基于51单片机的智能交通灯课程设计

简易智能交通灯设计 1、设计背景 自从1886两个德国人发明了第一辆汽车交通灯改变了交通路况,交通问题也渐渐被人们所重视。从英国伦敦街头的第一个以燃煤气为光源的红,蓝两色的机械扳手式信号灯,到现在以电为光源的红黄绿三色交通灯,不知不觉中交通信号灯在人们日常生活中占据了重要地位。随着人们社会活动日益增加,经济发展,汽车数量急剧增加,城市道路日渐拥挤,交通灯更加显示出了它的功能,使得交通得到有效管制,对于交通疏导,提高道路导通能力,减少交通事故有显著的效果。 近年来,随着科技的飞速发展,电子器件也随之广泛应用,其中单片机也不断深入人民的生活当中。本次课程设计以模拟交通灯系统利用单片机AT89C51作为核心元件,实现了通过信号灯对路面状况的智能控制。在一定程度上解决了交通路口堵塞、车辆停车,特殊情况的交通灯等待时间不合理、急车强通等问题。在该次的设计系统具有结构简单、可靠性高、成本低、实时性好、安装维护方便等优点,有广泛的应用前景。 本模拟系统由单片机软件系统,两位8段数码管和LED灯显示系统。和复位电路控制电路等组成,较好的模拟了对交通路面的控制。 1.1 设计思路 (1)分析目前交通路口的基本控制技术以及各种通行方案,并以此为基础提出自己的交通控制的初步方案。 (2)确定系统交通控制的总体设计,包括,十字路口具体的通行禁行方案设计以及系统应拥有的各项功能,在这里,本设计除了有信号灯状态控制能实现基本的交通功能,还增加了倒计时显示提示,并基于实际情况,又增加了紧急状况处理和通行时间可调这两项特特殊功能。 (3)进行倒计时显示电路,灯状态电路,特殊情况按键电路的设计和对各器件的选择及连接,大体分配各个器件及模块的基本功能要求。 (4)进行软件系统的设计和仿真中,程序在KEIL软件中用单片机c语言编写,电路的搭建和仿真实现是在proteus软件中实现的。在本次课程设计中通过对单片机内部结构和工作情况做了一定的研究,充分了解定时器,中断以及延时原理,为本次智能交通灯的设计提供了理论基础。

AT89C51单片机设计的音乐倒数计数器解析

塔里木大学《单片机原理与外围电路》课程论文基于单片机设计的音乐倒数计数器 姓名:古再丽努尔·阿卜来提 学号: 5021212125 班级:通信工程16-1

摘要:单片机技术是一门不可或缺的技术,对我们将来的工作以及生活和学习都有很密切的联系。近年来,随着电子技术和微机计算机的迅速发展,单片机的档次不断提高,其应用领域也在不断的扩大,已在工业控制、尖端科学、智能仪器仪表、日用家电、汽车电子系统、办公自动化设备、个人信息终端及通信产品中得到了广泛的应用,成为现代电子系统中最重要的智能化的核心部件。 单片机由CPU、一定容量的RAM和ROM构成,定时、计数和多种接口于一体的微控制器。它体积小,成本低,功能强,广泛应用于智能产业和工业自动化上。而51系列单片机是各单片机中最为典型和最有代表性的一种。这次课程设计通过对它的学习、应用,从而达到学习、设计、开发软、硬的能力。 本设计利用AT89C51单片机结合字符型LCD显示器设计一个简易的倒数计数器。用4个按键操作来设置当前想要倒计数的时间。做一小段时间倒计数,当倒计数为0时,则发出一段音乐声响,通知倒计数终了,该做应当做的事。应用Proteus的ISIS软件和Keil uVision3来实现该计数器的设计与仿真。该方法仿真效果真实、准确,节省了硬件资源。 该多功能计数器可以应用于一般的生活和工作中,也可以通过改装,提高性能,增加新功能,从而给人们的生活和工作带来更多的方便。 关键词:AT89C51,计数器,键盘控制,LCD显示,protues,Keil 。

目录 1绪论 (4) 1.1课题背景及研究意义 (4) 1.2国内外现状 (4) 1.3课题的设计目的 (4) 1.4课题的主要工作 (4) 2系统概述 (5) 2.1方案论证 (5) 2.2系统设计原理 (5) 3系统硬件设计 (5) 3.1主控电路设计 (5) 3.2LCD液晶显示器接口电路设计 (6) 4系统软件设计 (6) 4.1主程序设计 (6) 4.2硬件调试 (8) 4.3仿真结果 (16) 结论 (16) 参考文献 (17) 系统整体电路.......................................................................................... 错误!未定义书签。全部程序清单. (8) - III -

51单片机毕业设计论文

1.1核心芯片8051单片机 (2) 1.2 ADC0809转换芯片 (5) 1.2.1 ADC0809的逻辑结构 (5) 1.2.2 ADC0809 的通道选择 (6) 1.2.3 ADC0809的引脚图及各引脚作用 (6) 1.3 MC14499芯片 (8) 1.3.1.MC14499的结构及功能介绍 (8) 1.3.2 MC14499在单片机中的应用 (10) 1.4 74LS373芯片 (13) 1.5 LED数码管 (15) 1.5.1 LED数码管显示器的结构 (15) 1.5.2 LED数码管显示器的显示段码 (17) 1.5.3 LED显示器的参数 (18) 1.6 X25045 (18) 2 系统硬件设计 (20) 2.1系统设计原理和系统框图 (21) 2.1.1设计原理 (21) 2.1.2系统框图 (21) 2.2液位传感器设计 (22) 2.2.1 传感器原理 (22) 2.2.2 传感器的组成 (22) 2.2.3 测量原理 (23) 2.2.4 将电容转化成电信号部分 (24) 2.2.5 电信号放大电路设计 (25) 2.3 A/D0809模数转换 (25) 2.4 显示电路的设计 (27) 2.5 键盘电路 (29) 2.5.1矩阵式键盘的工作原理 (30) 2.5.2 硬件电路设计及电路图 (30) 2.6 继电器控制水泵加水电路 (31) 2.7 报警电路 (32) 2.8 电源电路 (33) 2.8.1 直流电源电路 (33) 2.8.2 备用电源切换电路 (34) 2.9看门狗电路 (35) 3 系统软件的设计 (38) 3.1 软件设计流程图 (38) 3.2矩阵键盘程序设计 (40) 3.2.1 程序设计内容 (40) 3.2.2系统程序 (40) 3.3 ADC0809模数转换流程图 (42) 4 结论 (45) 附录A (46)

单片机课程设计——基于51单片机的温度监控系统设计

单片机课程设计报告 题目:温度监控系统设计 学院:能源与动力工程学院 专业:测控技术与仪器专业 班级: 2班 成员:魏振杰 二〇一五年十二月

一、引言 温度是工业控制中主要的被控参数之一,特别是在冶金、化工、建材、食品、机械、石油等工业中,具有举足重轻的作用。对于不同场所、不同工艺、所需温度高低范围不同、精度不同,则采用的测温元件、测方法以及对温度的控制方法也将不同;产品工艺不同、控制温度的精度不同、时效不同,则对数据采集的精度和采用的控制算法也不同,因而,对温度的测控方法多种多样。 随着电子技术和微型计算机的迅速发展,微机测量和控制技术也得到了迅速的发展和广泛的应用。利用微机对温度进行测控的技术,也便随之而生,并得到日益发展和完善,越来越显示出其优越性。 作为获取信息的手段——传感器技术得到了显著的进步,其应用领域较广泛。传感器技术已成为衡量一个国家科学技术发展水平的重要标志之一。因此,了解并掌握各类传感器的基本结构、工作原理及特性是非常重要的。 为了提高对传感器的认识和了解,尤其是对温度传感器的深入研究以及其用法与用途,基于实用、广泛和典型的原则而设计了本系统。本系统利用传感器与单片机相结合,应用性比较强,本系统可以作为仓库温度监控系统,如果稍微改装可以做热水器温度调节系统、实验室温度监控系统,以及构成智能电饭煲等等。课题主要任务是完成环境温度监测,利用单片机实现温度监测并通过报警信号提示温度异常。本设计具有操作方便,控制灵活等优点。 本设计系统包括单片机,温度采集模块,显示模块,按键控制模块,报警和指示模块五个部分。文中对每个部分功能、实现过程作了详细介绍。整个系统的核心是进行温度监控,完成了课题所有要求。 二、实验目的和要求 2.1学习DS18B20温度传感芯片的结构和工作原理。 2.2掌握LED数码管显示的原理及编程方法。 2.3掌握独立式键盘的原理及使用方法。 2.4掌握51系列单片机数据采集及处理的方法。 三、方案设计

基于51单片机电子秤设计

摘要 电子秤是日常生活中常用的称重设备,广泛应用于超市、大中型商场、物流配送中心。电子秤在结构和原理上取代了以杠杆平衡为原理的传统机械式称量工具。相比传统的机械式称量工具,电子秤具有称量精度高、装机体积小、应用范围广、易于操作使用等优点,在外形布局、工作原理、结构和材料上都是全新的计量衡器。 微电子技术的发展为电子秤提出了改进的空间。电子秤向着简单、便宜发展,智能化、精确的电子秤成为了人们的追求。本简易电子秤以常见的AT89C51为核心,以电阻应变片采集应变数据,通过HX711放大并进行AD转换供单片机处理,用LCD1602显示所测量的重量,同时本电子秤系统还提供单价设置进行求价格的计算以及去皮功能,通过一些简单低成本的元器件就完成了一个功能齐全的电子秤的制作,将传统电子秤的成本进行了缩减。 关键词:电阻应变片 AT89C51 HX711 电子秤

第一章方案与论证 一、方案类型 (一)方案一 通过单片机为主控芯片,用应变片采集应变数据,通过专用仪表放大器INA128对采集到的信号进行放大,在配上模数转换芯片对放大了的模拟信号转化为数字信号,传入单片机中进行数据处理,找出函数关系并转化关系。通过数字信号转化为重量值显示在LDC1602上,同时通过键盘进行数据输入,输入单价、去皮等功能。通过蜂鸣器和二极管实现超额报警功能。 (二)方案二 以单片机为主控芯片,应变片采集应变数据,将放大和模数转换用HX711芯片来同时进行实现,将模拟量传入主控芯片单片机中进行数据转换,通过函数关系转换为重量显示到LED 上或者LCD1602上,同时通过键盘按键进行数据输入,输入单价、去皮等功能,并通过蜂鸣器进行数据处理。 (三)方案三 运用PLC作为主控制器,PLC运用广泛,它具有接线简单,通用性好,编程简单,使用方便,可连接为控制网络系统,易于安装,便于维护等优点。 二、方案论证与选定 运用51单片机作为主控芯片,AT89C51是一种高效微控制器。它为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。但方案一中,放大和AD转换模块为独立模块,它们的独立设计费事费力且还会存在误差较大的情况。相比于方案一,方案二一HX711作为放大和AD 转换芯片,简化了电路结构。HX711是一款专为高精度电子秤设计的24位AD转换器芯片。与同类型其他芯片相比,该芯片集成了包括文雅电源、片内时钟振荡器等其它同类型芯片所需要的外围电路,具有集成度高、响应速度快、抗干扰性强等优点。精度方面很好的满足了题目中的要求,相比于方案一,方案二根据可行性。 方案三采用PLC作为主控芯片,但其价格昂贵,违背了我们制作电子秤的简单、便捷、便宜的原则,所以我们并没考虑选用PLC作为主控芯片。 综合考虑后,我们决定选择方案二来进行本简易电子秤系统的设计与制作。通过精度、价格、简单程度出发考虑,方案二是最合适的。

基于51单片机智能控制仪表简单设计

智能控制仪表简单设计 龙岩学院电子信息工程 学号:200402208 姓名:邓晶晶指导老师:吴春富 【摘要】:随着传感器技术、微电子技术、单片机技术的不断发展,为智能控制仪表测控功能的完善、 测控精度的提高和抗干扰能力的增强等提供了条件。本设计介绍了一种用变送器现场采集的温、湿度等信号再经A/D 转换送单片机进行处理,最后通过数码显示器,键盘等硬件设计实现了工作过程的自动化。一般的单片机系统在工业现场等恶劣的环境下容易死机,所以在本文中外加监视电路对系统起保护作 用。 关键词】:AT89C52 单片机;HD7279A; 看门狗;

第1章引言 仪器仪表是人类认识世界的工具,人们借助于各种仪器仪表对各种物理量进行度量,反映其大小与变化规律.随着人类认识能力的提高与科学技术不断进步,仪器仪表技术得到了飞速发展.50年代以前, 仪器仪表多为指针式,其理论基础是机电学?从50年代起,电子技术特别是数字技术的发展,给仪表行业带来了生机,各种数字式仪表相继问世,许多传统的指针式仪表相继被淘汰,数字仪表使仪表外观耳目 一新,数据表达能力与总体性能都大幅提高? 70年代中期,随着微处理器的出现以及单片机的兴起与应 用,设计者将计算机特有的许多优点引入仪表设计,随之产生了一代崭新的智能仪表,使仪表逐渐由数字型向智能化发展,其功能也由单一显示功能转变为具有信息处理、传输、存贮、显示、控制等功能,使仪 表性能产生了质的飞跃.,品种繁多?目前,我国仪器仪表有13大类,1 300多个产品.其中自动化仪表及控制系统是和国民经济各产业部门关系最为密切的一类产品,其传感变送单元与主控装置及I/O接口 均正朝智能化方向发展?在本设计中采用以单片机作为仪表核心控制器件,可以利用A/D转换芯片对标 准信号进行采集、转换,将输入的模拟量转换成单片机能够检测的数字量进行分析和监测控制,同时可 以利用键盘显示电路将相关数据进行显示。与此同时通过所查阅的资料我还了解到随着测量技术的发展 和微处理器的广泛应用,单片机系统的电路越来越复杂,而系统的可靠性问题也越来越突出,一般的单 片机系统在工业现场等恶劣的环境下容易死机,因此系统在这些场合要保证能够稳定的工作就必须外加 监视电路,在设计中采用了美国集把关定时器、电压监控和串行EEPRO三项功能于一体的专用集成芯 片X5045。该芯片的应用将有利于简化单片机系统的结构,增强功能、降低系统的成本,尤其是大大的增加了系统的可靠性。X5045中的看门狗对系统提供了保护功能。当系统发生故障而超过设置时间时,电路中的看门狗将通过RESET言号向CPU作出反应。X5045提供了三个时间值供用户选择使用。它所具 有的电压临控功能还可以保护系统免受低电压的影响,当电源电压降到允许范围以下时,系统将复位,直到电源电压返回到稳定值为止。本次毕业设计旨在掌握智能控制仪表的设计方法,同时掌握在开发系 统下实现部分软件的仿真方法。 第2章控制系统的硬件设计 硬件组成智能仪表的硬件方框图如图 2.1 图2.1 智能控制仪表的原理框图 2

基于89C51单片机的秒表课程设计讲解

《单片机技术》 课程设计报告 题目:基于MCU-51单片机的秒表设计班级: 学号: 姓名: 同组人员: 指导教师:王瑞瑛、汪淳 2014年6月17日

目录 1课程设计的目的 (3) 2 课程设计题目描述和要求 (3) 2.1实验题目 (3) 2.2设计指标 (3) 2.3设计要求 (4) 2.4增加功能 (4) 2.5课程设计的难点 (4) 2.6课程设计内容提要 (4) 3 课程设计报告内容 (4) 3.1设计思路 (4) 3.2设计过程 (5) 3.3 程序流程及实验效果 (6) 3.4 实验效果 (13) 4 心得体会 (14)

基于 MCS-51单片机的秒表设计 摘要:单片机控制秒表是集于单片机技术、模拟电子技术、数字技术为一体的机电一体化高科技产品,具有功耗低,安全性高,使用方便等优点。本次设计内容为以 8051 单片机为核心的秒表,它采用键盘输入,单片机技术控制。设计内容以硬件电路设计,软件设计和 PCB 板制作三部分来设计。利用单片机的定时器/计数器定时和计数的原理,用集成电路芯片、LED 数码管以及按键来设计计时器。将软、硬件有机地结合起来,使他拥有正确的计时、暂停、清零、并同时可以用数码管显示,在现实生中应用广泛。 关键词:秒表;8051;定时器;计数器 1 课程设计的目的 《单片机应用基础》课程设计是学好本门课程的又一重要实践性教学环节,课程设计的目的就是配合本课程的教学和平时实验,以达到巩固消化课程的内容,进一步加强综合应用能力及单片机应用系统开发和设计能力的训练,启发创新思维,使之具有独立单片机产品和科研的基本技能,是以培养学生综合运用所学知识的过程,是知识转化为能力和能力转化为工程素质的重要阶段。 2 课程设计题目描述和要求 2.1实验题目 开始时,显示“00.0”,第一次按下按钮后开始从0-99.9s计时,显示精度为0.1s;对用有4个功能按键,第1个按键复位00.0,第2个按键正计时开始按钮,第3个按键复位99.9,第4个按钮倒计时开始。 2.2设计指标 了解8051芯片的的工作原理和工作方式,使用该芯片对 LED 数码管进行显示控制,实现用单片机的端口控制数码管,显示分、秒,并能用按钮实现秒表起

(完整版)基于51单片机简易计算器的设计毕业设计

本科毕业论文 题目:基于51单片机简易计算器的设计 院(系):物理与电子工程学院 专业:应用物理学 学生姓名:王彬 指导教师:王强 职称:

2014年11月5日 目录 摘要 (1) 关键字 (1) 引言 (1) 1、单片机及其应用 (2) 1.1 单片机介绍 (2) 1.2 单片机应用 (2) 1.3 AT89C51单片机 (3) 2、LCD1602和74LS08的工作理 (7) 2.1 选取LCD1602 ……………………………………………………… 2.2 LCD1602的功能和指令现………………………………………………… 2.3 74LS08的功能………………………………………… 3、系统实现模块框 架…………………………………………………………… 3.1 硬件设计电路框 图……………………………………………………… 3.2 实现原理框

图…………………………………………………………… 4、硬件设计及仿真…………………………………………………………… 4.1 晶振、复位电路的设 计………………………………………………… 4.2 按键电路的设计……………………………………………… 4.3 LCD1602显示电路的设计………………………………………… 5、软件设计…………………………………………………………… 6、总结…………………………………………………………… 7、参考文献…………………………………………………………… 8、附件…………………………………………………………… 摘要:简易计算器在人们的生活中应用极为广泛,由于它主要进行一些简单的运算,适用性强,并且方便携带,所以在许多的地方都必不可缺,比如在办公,交易等等。本系统主要介绍计算器实现简易计算的这个详细的过程,它的电路是以AT89C51单片机作为核心器件的,并且它的功耗低,能再3V的低压下工作,有时也可按照要求提升一定的电压。它的硬件部分主要由AT89C51单片机、按键、LCD1602显示屏、指示灯系统等部分构成。软件部分,是在Keil平台用C语言编写程序,包括运算、复位、延时、计算等。其次电路的设计会再proteus上面进行仿真,以保障硬件电路的正确。 关键字:AT89C51单片机;LCD1602显示屏;74LS08;按键;C语言。引言:计算器是日常学习和生活中的好帮手,比如对工科的学生来说,常常要用到基本的 +,-,* ,/ 运算,备有一个科学计算器在手边,可以把繁琐的计算迅速解决,对学习事半功倍。单片机是一种集成的电路芯片,它是采用超大规模集成电路技术把具有数据处理能力的中央处理器

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