基于51单片机的电子称设计.doc

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毕业设计（论文）

基于51单片机的双精度电子称设计

系别

自动化工程系

专业名称

测控技术与仪器

班级学号

5080930

学生姓名

靳姗

指导教师

齐世清

2012年6月15日

基于51单片机的双精度电子称设计

摘要

随着数字化技术的快速发展和应用，电子衡器称重技术同样也得到了广泛的发展和应用，各种数字化智能化的电子衡器逐渐问世，但商用电子称作为电子衡器的重要一部分，在中小型市场的智能化并没有得到普及，依然以杆秤、台秤和简易电子称为主的商用电子秤，存在着精度差、易损坏、难维修等缺陷，尤其是在进行轻微物体如茶叶、药材等的测量时误差更明显。

本文设计的双精度电子称主要以AT89S52单片机为核心，通过Proteus软件和KEIL软件实现了对电子称的功能仿真设计。

主要分为五个模块：

双精度的物体重量采集模块、单片机处理模块、键盘控制模块、数据显示模块以及软件驱动模块。

以不同压力传感器采集压力参数，经过信号处理和A/D转换送给单片机，单片机通过重量参数自动选择12位精度值或8位精度值进行运算处理，最终将键盘输入的单价值和总价值在LCD12864液晶上进行实时显示。

整个电子称系统能够智能化的实现双精度自动测量、自动报警、直观显示等功能，具有操作方便，双精度测量准确，成本低、稳定性可靠性高等特点，可以更好的应用于不同的应用场合，适应了中小型市场的需求。

关键词：

双精度电子称，单片机AT89S52，称重传感器，A/D转换，液晶显示器

Saiddesignbasedon51single-chipdouble-precisionelectronic

Author：

JinShan

Tutor：

QiShiqing

Abstract

Withtherapiddevelopmentandapplicationofdigitaltechnology,electronicweighingtechnologyhasbeendevelopedandappliedextensively.Andavarietyofintelligentdigitalelectronicweighingisemergingprogressively,butinsmallandmiddlemarket,thecommercialelectronics,whichisanimportantpartoftheelectronicweighing,isstilllimitedtothesimpleelectronicssaidsuchassteelyard,platformscalesandsimpleelectronics.Alltheseareknownasthemaincommercialelectronicscales,buttheexistenceofaccuracy,easilydamage,anddifficulttorepairdefectsalsoaffectitself.Especiallyduringweighingsomeminorobjectssuchastea,medicinalherbs,mistakesiseasytoappearancethroughmeasuring.

Thispaper,thedesignofthedouble-precisionelectronicusingmicrocontrollerAT89S52asthecore,achievethesimulationcapabilitiesofelectronicdesignbyusingProteusSoftwareandKEILsoftware.Nowdividingthispaperintofivemainmodules:

howtocollecttheweightoftheobjectwiththisdouble-precisionelectronicsaidmodule,howtodealwiththedatathroughsingle-chipmachine,howtocontrolkeyboardmodule,thedisplaymoduleandhowtodrivesoftwaremodule.Fristly,usedifferentpressuresensortoacquirepressureparameters.SecondlythesignalprocessorandA/Dconversionworkoutthedata,finallygiventotheMCU.ThridlyaccordingtothedataabovetheMCUwillautomaticallyselectwhetherthe12precisionvalues​​or8precisionvaluecomputingprocessor.UltimatelytheinputthroughthekeyboardwillbeshowedontheLCD12864real-timedisplay.Theentireelectronicsystemcanintelligentlyaccomplishdouble-precisionmeasurementautomatically,automaticalarm,visualdisplay,atthesametime,it’seasytooperate,accuratemeasurement,lowcost,stabilityandhighreliability.Basedontheintroductionabove,itcanbeusedindifferentapplicationsoccasions,anditcanadapttotheneedsofsmallandmedium-sizedmarket.

KeyWords:

Double-precisionelectronic,AT89S52,Loadsensor,A/Dconverter,LCDdisplay

目录

1绪论 3

1.1课题研究背景 3

1.2电子衡器的研究现状 4

1.2.1国内外发展情况 4

1.2.2电子称的发展方向 5

1.3课题的研究意义 5

1.4本文的设计思路 5

2系统方案论证与硬件选型 8

2.1系统总体设计方案的比较与论证 8

2.2硬件方案设计与论证 10

2.2.1CPU的选择方案 10

2.2.2传感器的选择 11

2.2.3放大电路的选择方案 13

2.2.4A/D转换器的选择 15

2.5键盘处理部分方案的论证 18

2.6显示器部分的选择 20

2.7超量程报警部分的选择 20

3硬件电路设计 21

3.1AT89S52单片机介绍 21

3.1.1AT89S52单片机综述 21

3.1.2AT89S52的最小系统电路构成 22

3.2A/D转换器与AT89S52单片机接口电路 23

3.3显示电路与AT89S52单片机的接口电路 26

3.3.1 12864点阵型LCD简介 26

3.3.2点阵LCD的显示原理 27

3.3.1 12864LCD指令系统 28

3.4键盘电路与AT89S52的接口电路设计 30

4系统软件设计 33

4.1主程序设计 33

4.1.1C语言在单片机中的应用 33

4.1.2电子称的软件设计与实现 34

4.2系统主程序流程图 34

4.3系统子程序设计 35

4.3.1A/D转换启动及数据读取程序设计 35

4.3.2显示程序设计 37

4.3.3键盘输入控制程序设计 38

5系统调试 40

5.1软件调试 40

5.2故障分析与解决方案 40

5.2.1故障出现情况 40

5.2.2解决方案 41

5.3功能测试 41

结论 42

致谢 43

参考文献 44

附录 45

附录A 45

附录B 52

附录C 53

1绪论

1.1课题研究背景

电子衡器称重技术是现代称重技术和控制系统工程的重要基础之一，自50年代中期电子技术渗入到衡器的辅助测量装置，60年代初期出现机电结合式电子衡器以来，经过40多年的不断改进和完善，从最初的机电结合型发展到现在全电子型和数字化智能型，电子衡器称重技术经历了长远的发展，其便于与电子计算机结合而实现称重计量与过程控制自动化的特点，在工商贸易、能源交通、冶金矿山、轻工食品、医药卫生、航天航空等部门得到了广泛的应用。

而衡器作为国家法定计量器具，自古以来就被人们所重视，作为一种计量手段，广泛应用于工农业、科研、交通、内外贸易等各个领域，与人民的生活紧密相连，是国计民生、国防建设、科学研究、内外贸易不可缺少的计量设备。

电子衡器作为工业控制系统和商业管理系统的一个组成部分，不仅是提供重量数据的单体仪表，而且推进了工业生产的自动化和管理的现代化，它起到了缩短作业时间、改善操作条件、降低能源和材料的消耗、提高产品质量以及加强企业管理、改善经营管理等多方面的作用。

因此衡器产品技术水平的高低，将直接影响各行各业的现代化水平和社会经济效益的提高。

商用电子称作为电子衡器产品的一部分，随着电子衡器技术的发展，也同样在技术装备和检测试验手段上达到了国际90年代中期的水平，从机械称到机电称再到电子称在称重装置智能化的道路上取得长足的进步，但就总体而言，我国商用电子称产品的数量和质量与工业发达国家相比还有较大差距，其主要差距是技术与工艺不够先进、工艺装备与测试仪表老化、开发能力不足、产品的品种规格较少、功能不全、价格昂贵、稳定性和可靠性较差等。

这些缺陷在中小市场上尤显不足，因此大部分产品还都是相对比较简易的杆秤或是操作简便的电子秤，这些称重仪器在进行粗精度测量时还可以满足要求，但要进行高精度的称量，比如药材、茶叶等微量商品时，往往无法满足要求，因此研发一种多精度简易的电子商用称将具有很大的研究意义和研究价值。

1.2电子衡器的研究现状

1.2.1国内外发展情况

从国际上看，随着二十世纪战后的经济繁华，为了把称重技术引入到生产工艺过程中去，对称重技术提出了新的要求，希望称重过程自动化，为此电子技术渗入衡器制造业。

在1954年使用了带新式打印机的倾斜式称，其输出信号能控制商用结算器，并且用电磁铁机构与人工操作的按键与办公机器联用。

在1960年开发出了与衡器相联的专门称重值打印机。

当时带电子装置的衡器其称重工作是机械式的，但与称重有关的显示、记录、远传式控制器等功能是电子方式的。

电子称的发展过程与其他事物一样，也经历了由简单到复杂、由粗