电子信息工程毕业论文 基于STC12C5A32S2单片机的电子计价秤设计Word格式文档下载.docx

电子信息工程毕业论文 基于STC12C5A32S2单片机的电子计价秤设计Word格式文档下载.docx

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ElectronicCashierScaleBasedonSTC12C5A32S2

Abstract:

Thescaleisaancienttoolforweighing,itwasdevelopedcontinuouslywiththesociety’sdevelopinginthepastthousandyears.Innowadays,thetraditionalscalecan’tsatisfiedwithpeoplebecausepeople’shighrequest.Theelectronicscaledevelopedbecauseofthetechnicaldevelopinthepastdecadesandappliedwidlysuchassaling,industry,dailylifeandsoon.Asscaleissimpleandsmallinstrument,itwasusedwidlyforweighing.ThiselectronicpricecomputingscaleisbasedonSTC12C5A32S2,changethevoltagesignalwhichcomefromthesensoramplifiedbythePre-signalamplificationcircuittothedigitalsignalusingit’sinner10-bithighspeedA/Dcounter.ThedigitalsignalwillbedealtbytheprogramintheMCU,thendisplayedtheweightoftheobjectonthe1602LCD.Therangeofweighingbetween0to3Kg.After1602LCDdisplaytheobject’sweight,usercaninputthepriceoftheobjectthroughkeyboard,thenthevalueoftheobjectwillbecalculatedanddisplayed.Andinthekeyboard,thereare3keyswhichcanoperatetomemory3priceusedfrequently,ifuserwanttoinputtheseprices,theycanpresstheshortcuts,itcansavemuchtimeinsteadofinputthepriceonekeybyonekey.

Keyword:

electronicpricecomputingscale,STC12C5A32S2,differentialamplifier

目录

第一章绪论1

第二章系统概述3

2.1设计内容与要求3

2.2系统硬件分析3

第三章系统硬件设计5

3.1系统总体设计5

3.2单片机应用5

3.2.1单片机选型5

3.2.2STC12C5A32S2单片机简介6

3.2.3单片机电路设计7

3.3HL-8型称重传感器简介7

3.4前置信号放大电路8

3.4.1放大电路方案选择8

3.4.2LM358芯片简介9

3.5显示部分10

3.5.1显示方案选择10

3.5.21602液晶简介10

3.6键盘输入11

3.6.1键盘方案选择11

3.6.2矩阵按键工作原理12

3.6.3矩阵按键电路设计12

3.7电源电路12

3.7.1电源方案选择13

3.7.27805稳压芯片简介13

3.7.3电源电路设计13

第四章系统软件设计14

4.1系统软件总体设计14

4.2A/D转换部分14

4.3按键处理15

4.41602液晶显示17

4.5E2PROM操作17

第五章系统调试19

5.1硬件调试19

5.2软件调试19

第六章结束语20

参考文献21

致谢22

第一章绪论

在各类以未来为题材的小说与电影当中，很多作者为我们展现了种种高度智能化的未来科技，而在我们当代生活中，已经出现了许多自动化或者智能化的生活用品，给我们的生活带来了巨大的便利，他们有一个共同点：

都是基于各类微处理器开发出来的产品。

单片机是运用最为广泛的一种微处理器。

自20世纪70年代末诞生以来，已经历了SCM（SingleChipMicrocomputer单片微型计算机）、MCU（MicroControllerUnit微控制器）、SoC（SystemonChip片上系统）三个阶段。

自从单片机出现之后，原本需要用74系列或者CD4000系列搭建的庞大硬件逻辑电路才能实现的功能，现在只需编写相应的程序，烧写入单片机内部，就可以以一块芯片来实现，无论是从体积、质量，或者开发成本上来说，都是一个很大的进步。

而且，单片机使用汇编语言或者高级的程序语言编写，使用者无需精通复杂的数字电路，即可编写出自己意向当中的程序，控制单片机的运行，且单片机可以反复擦写，对使用者来说，具有极大的灵活性。

由于单片机的诸多优点，其在现代社会的很多领域都有运用，比如：

智能仪表、工业控制、家用电器、医疗器械、通信、汽车电子以及军事上也有很大运用。

现代社会的高速发展，让高效工作的观念深入人心，人们追求各种各样的提高工作效率的方式，在这其中，各种高科技的生产生活工具应运而生，以其高效可靠，为人们的生产生活提供了极大的便利[1]。

在电子衡器产生以前，人们普遍用天平、杆秤等称重工具来衡量一个物体的质量。

这样的称量，每次只能称量一件物品的质量，且在达到平衡的时候，需花费较多的时间等待或者调整平衡，以求称量的精准，这样的操作过程，无疑耗费了很多时间，对于生活节奏很快的现代人来说，显然是无法接受的。

除此之外，传统衡器由于制造工艺差别，使用耗损等原因，存在着精度不准的问题，这有悖于公平交易的经济准则。

电子科技的发展，使得衡器的发展发生了里程碑式的变化，电子衡器一般是指装有电子装置的衡器。

因其种类繁多，且涉及到贸易结算和保护广大消费者的利益，所以为世界各国政府普遍关注和重视，并被确定为国家强制管理的法制计量器具[2]。

电子衡器是自动化称重控制和贸易计量的重要手段，对加强企业管理、严格生产、贸易结算、交通运输、港口计量和科学研究都起到了重要作用。

电子衡器具有反应速度快，测量范围广、应用面广、结构简单、使用操作方便、信号远传、便于计算机控制等特点。

被广泛应用于煤炭、石油、化工、电力、轻工、冶金、矿山、交通运输、港口、建筑、机械制造和国防等各个领域[3]，现今，传统衡器已慢慢淡出人们的日常生活。

本设计是基于STC单片机的电子计价秤。

以单片机为主控核心，承担电子计价秤工作过程当中的信息处理工作：

将传感器应变而来的电压信号，前级放大后，通过单片机自带的模拟数字信号转换器，将模拟的电压信号，转换成相应的数字信号，方便单片机的处理。

单片机接收到称重信号后，即可将称量的结果显示在液晶屏上面。

此过程快捷、精准，免去了以往杆秤等传统衡器需要慢慢调整的过程，在社会节奏明显加快的当代社会，显得尤为重要。

当代的社会又是一个正在加紧建设和谐社会的社会，因此市场经济当中的诚信也显得十分重要，一些奸商在电子秤上做手脚，以达到坑害消费者，以不正当手段获取利益的目的。

由此可见，电子秤的准确性关系到整个社会的安定因素。

本设计采用STC12C5A32S2单片机，具有对程序的高度加密性防止程序被窜改而引起缺斤短两的问题。

本设计严格地控制了成本，采取了诸如在精度允许地范围内合理地选择了称重传感器，选择带模数转换器的低功耗低价格单片机等措施，使电子秤的成本大大降低，而精度上的指标却未受影响。

市场上的电子秤，大都有输入单价，进而进行总价计算的功能。

本设计也有总价计算的功能，具有输入直观的特性，对于一些经常需要输入的单价，本系统设计有常用单价存储与快捷调用功能，更加方便了用户的使用。

第二章系统概述

本系统是以STC12C5A32S2单片机作为信息处理核心的智能电子称重及计价装置，适用于商场商店等称量交易场所。

本系统的核心部件STC12C5A32S2单片机，接收和处理来自传感器与前级运放电路的电压信号，利用单片机内部自带的模拟数字信号转换器，将模拟电压信号转换成数字信号，通过程序的执行，在液晶显示屏上显示称量结果。

系统具有总价计算功能，输入物品的单价，按下“确认”按键之后，能计算出被称量物品的价格，在液晶屏上显示。

再者，系统具有超限报警，当被称量物品超过称量范围最大值时，发出报警。

系统还具有单价预设功能，将常用物品的单价存入电子计价秤，需要输入该物品单价时，只需按下相应的快捷按键，即可计算得被称量物品的价格。

电子计价秤的电源，采用干电池，或220V50Hz交流电供电。

系统原理框图如图2-1所示。

图2-1系统原理框图

2.1设计内容与要求

以STC12C5A32S2单片机作为信息处理核心的智能电子称重及计价装置。

本系统的设计要求有：

将被称量物品放在一个能将质量信号转换为电信号的称重传感器上，传感器输出的信号经单片机处理后，能在1602液晶屏上直观地显示。

本系统采用以5V直流电压驱动的桥式应变电阻称重传感器，最大量程为3Kg，精度为最大量程的1%。

系统设有键盘，通过按键可以输入物品单价、结算、存储常用单价、快捷调用等功能。

系统设计力求使用方便，以人为本的人性化设计[4]。

2.2系统硬件分析

模拟部分电路分析：

当被称量物体放在电子秤称量台上时，称重传感器因物体向下的重力而产生形变，贴合在称重传感器上下两侧的电阻应变片同时产生形变。

由于电阻应变片的应变效应，电阻的阻值发生变化，此时分配在电阻上的电压也发生变化，就此将质量信号被转换为与之相应的电压信号。

由于称重时传感器的形变是微弱的，电阻应变片的阻值变化也相对微弱，电阻两端的电压变化同样微弱，不容易被分辨。

为了解决这个问题，在选择称重传感器的时候，选择由四个电阻应变片的桥式应变称重传感器，可以加大称量时传感器的输出电压。

尽管桥式应变传感器可放大称量是传感器