智能电子秤.docx

摘 要本次设计的目的是设计一款基于STM32的智能电子秤设计，随着科学技术的不断发展，传统的机械秤逐渐被电子秤所取代，相比于计量不精确，费时费力的机械秤，智能电子秤在使用上方便快捷，还可保证结果准确性。该设计使用STM32单片机作为处理器来控制各种传感器和外围设备。LCD12864显示检测到的物品重量，压力传感器应使用用于称重。通过检测物体对传感器造成的压力，通过公式计算得出物体的重量，此外通过16个按键组成矩阵键盘，可以输入数字，并进行加减乘除操作，通过重量和单价计算出总价，语音播报出来。关键词：电子秤；STM32单片机；LCD12864液晶屏；压力传感器；语音模块ABSTRACTThe purpose of this design is to design an electronic scale system based on STM32 single chip microcomputer. With the continuous development of science and technology， the traditional mechanical scale is gradually replaced by electronic scale. Compared with the mechanical scale which is not accurate and time-consuming， the intelligent electronic scale is convenient and fast in use， and can also ensure the accuracy of the results.The design uses STM32 MCU as a processor to control various sensors and peripheral devices.The LCD12864 shows the weight of the detected item and the pressure sensor should be used for weighing.By detecting the pressure of the sensor caused by the object， the weight of the object is calculated through the formula. In addition， the matrix keyboard is composed of 16 keys， the number can be input， and the operation of addition， subtraction， multiplication and division can be carried out. The total price is calculated through the weight and the unit price， and the voice is read out.Key words：electronic scale; STM32 single chip microcomputer; LCD12864 liquid crystal screen; pressure sensor; voice broadcast目 录摘 要1目 录3第1章 引言41.1 设计背景41.2 设计依据41.3 设计目的与主要功能5第2章 设计方案62.1 原件清单62.2 设计思路62.3 系统构成6第3章 硬件电路设计73.1 系统硬件原理图73.2 STM32概述83.3 Cortex-M3概述93.4 STM32的主要优点103.5 矩阵键盘电路113.6 电源电路123.7 重量监测电路133.8 LCD12864液晶显示电路143.9 语音播报电路153.9.1语音模块硬件参数163.9.2 语音模块引脚说明163.9.3 JQ8900语音芯片特征173.9.4 语音模块连接图18第4章 系统软件设计184.1 软件主程序184.2 LCD12864显示子程序194.3 按键子程序204.4 重量检测子程序21第5章 调试225.1 焊接调试225.2 功能调试22第6章 结语23参考文献23致谢24第1章 引言此部分主要介绍设计背景、设计依据、设计目的与主要功能1.1 设计背景从古至今，称重技术就是人们日常生活测量物体质量的方法，在日常研究实验科学被人们广泛接纳和应用，如工业和农业、运输、国内外贸易等各个领域。它与生产和人民的生活密切相关。近年来由于科学技术的发展以及生产力的提高，传统的机器逐渐被淘汰电子智能产品新兴起来，在以前，人们一般采用的是机械式秤砣来进行货物的承重测量，传统的机械秤，虽然已经能够解决生活中大部分称重问题，给人们生活带来极大的方便，但是由于此方法的实现是以杠杆原理为基础，测量称重的结果不是很准确，容易出现误差，时间久了，秤砣损坏，还会导致数据的误差进一步加大，更有黑心商人靠着投机取巧的手段，依靠机械秤做偷斤少量的买卖，给社会造成了很恶劣的影响。随着智能电子秤的问世，机械秤逐渐淡出了市场，电子秤的种类繁多，从上万吨的大型电子秤到几克的小型电子秤，都是基于电子秤的原理实现的。电子秤的实现原理很简单，将货物放置在称重面上，压力传感器监测货物对其的压力，受到的压力和重量成正比，按照一定的公式，单片机将接收到的压力通过计算得出重量，并显示在液晶屏上进行展示，同时语音芯片进行语音播报。另一个创新点就是电子秤具有计算功能，这一创新功能大大提高了秤的功能性，将计算器和秤结合在一起，通过16个按键组成按键矩阵，进行加减乘除操作，根据重量和单价，很快计算出总价，对于货物的出售带来了极大的方便。为了更好地研究电子秤的工作原理和实现方式，本次设计了一款基于STM32单片机的电子秤系统。1.2 设计依据在面对主控制单片机芯片模块选择的难题时，有很多种方案提供给我们选择，市场上常见的有STC89C52和51的单片机，也有STM32单片机，52单片机有许多的优点及缺点，但它的集成程度不高，性价比也不乐观，晶振时钟也较为落后，放弃了选择STC89C52芯片而选择了STM32芯片。同样是单片机，但其比较与51或是52来讲，集成的程度更高，性价比也更加乐观晶振时钟电路也更加的先进和人性化，功能也随之多种多样。其搭配洞洞板，也具有较为清晰的输入输出I/O口，同时8K BYTES的可反复擦写的只读程序的存储器也是STM32单片机的一大特色，其RAM也就是随机存取数据存储器更是为此芯片锦上添花，这也就是我选择它的最大的理由。然后用压力传感器搭配使用HX711AD模块来实现此次设计的重量检测功能，而压力传感器方面则是选择5KG的，因为只有5KG的合适一些。压力首先由压力传感器控制，取决于压力和四个压力电阻的变化。将物体的压力在内部转换成电流进行输出给到HX711芯片，而HX711AD模块将模拟量转换成数字量，并发数到STM32单片机上。然后考虑到继电器方面，在市场上继电器有多种多样的例如MY4N-GSDC12以及更多，我们这次选用的是5V的继电器，因为它的最高电压不高，相对其他的来言，比较安全，在电路设计方面也比较简单易懂，控制电路通断，通过电阻的线圈，通电产生磁力来控制，没有什么太大的理解难度，而在参考之时，确定好继电器的电阻电压值是很有必要的，那是因为继电器的电阻电压值一般确定为供电电路中的所有的供电电压，例如选择的STM32单片机是5V提供电源，而继电器的电压就要等于或者大于5V，在这其中我们节省了很多资源，它给人们带来了更好、更大的利益，而资源的利用率变得更高了，不也是我们的初心所在吗。在单片机这个选取中，相比照常见的AT89C52芯片，选取用单片机、性能更加庞大的STM32芯片，集成水平更强大，便宜低廉，性能五花八门，由配置在单片机上的输入I/输出O操作。比较简单。重量监测功能采用电子压力传感器和电子秤、HX711AD模块完成，本设计选用5KG电子压力传感器和一个HX711AD转换模块共同组成重量监测，压力首先由压力传感器控制，取决于压力和4个压力电阻的变化。将压力转换成电流进行输出给HX711芯片，HX711AD模块将模拟量转换成数字量，并发数到单片机。继电器设计者一般选用5V继电器的优点为特别安全有保障，相较来说此电路设计比较简单。所以一般设计者常常选用5V继电器。在选择时需要明确5V继电器电阻电压值，电阻电压值常常明确提供电路供电电压，举例：单片机为5V提供电源，继电器电压就要等于或大于5V。这节省了很多资源，它给人们带来了更好、更大的利益。资源的利用率就高，液晶显示器屏幕是选用在显示方面也有很多东西供我们选择，为了填补数据信息量不多等瑕疵，可采纳LCD12864显示器来呈现时下信息，例如市面上较多的LED12864以及LED1602，而本次设计选择的是LED12386液晶显示屏，其为40个引脚的多矩阵显示方式，既能够显示数字还能够显示文字以及字符，显示的方式也比较清晰和准确，而界面也是1602的两倍，在屏幕上显示的时候反应也快，而此次设计中需要用到的重量和价格显示，正是符合了12864的特点，所以此次设计选用了LED12864作为显示模块语音芯片和扬声器组成，该语音芯片采用3V供电，自带循环播放功能，而且控制方式简单，单片机通过I/O线进行操作，将检测到的重量和计算出的结果进行播报。计算器功能则是通过键盘矩阵实现，采用16个按键组成键盘矩阵，包括09共10位数字和加减乘除、小数点和等于功能。1.3 设计目的与主要功能本次设计以STM32单片机为核心，压力传感器用于检测货物的压力，并将其转换为电流，并将其输出到AD芯片上，转换模块HX711将模拟 转换成数字量，并将其传输到单片机。STM32单片机通过公式计算出具体的货物重量，采用按键矩阵对结果进行加减乘除，得出总价或者其他的结果。LCD12864液晶屏上显示检测到的货物重量、单价和总价，并将最后的重量和价格通过语音播放出来。下面是本次设计的主要功能：1.最小系统的硬件设计：（1）上电复位电路。（2）晶体振荡器电路。（3）单片机电源。2.重量监测系统（1）压力传感器监测货物对其的压力，转换成电流变化并输出给hx711芯片（2）HX711AD模块将3. LCD12864液晶显示屏（1）显示检测到的货物重量（2）显示单价和总价4、 按键设置电路（1）设置货物的单价（2）通过重量和单价计算出总价5、语音播报电路（1）通过语音模块，将电子秤的重量及价格语音播报出来第2章 设计方案此部分主要介绍原件清单、设计思路和系统构成。2.1 原件清单表2.1为元件清单表2.1 元件清单名称型号数量单片机STM321压力传感器XFW-HX7111语音模块JQ6500-16P1电位器10K1液晶显示屏LCD128641喇叭1W81电阻103按键K1-K1616开关S11电源接口P112.2 设计思路对于货物所产生的压力，以STM32为中央处理器，借助于压力传感器是完全可以加以准确地监测的。在把模拟量向着数字量转换的情况下，HX711AD芯片还能够将其发送给单片机，从而即时并且非常准确地得到货物当前的重量。在对安检矩阵所设置货物方面单价加以确认的基础上，相关的设备在通过加减乘除操作的前提条件下，算的货物的总价。无论是所计算出来的货物的总价，还是所设置的商品的单价，抑或是货物的具体的重量，都能够通过LCD12864液晶显示屏加以清清楚楚地加以显示；在此基础上，还将重量及价格语音播报出来。 2.3 系统构成本次设计的系统组成部分主要由其硬件系统和软件系统构成，软件模块则是选择是C+语言进行编程，KELL仿真软件进行仿真测试，最后检测编程没问题后生成.hex文件烧录进单片机里面。硬件模块则是涉及到了单片机，传感器，语音的喇叭，电阻的大小选择，显示器，继电器以及电源等多方面的选择。然后进行设计电路，进行焊接完成即可。在硬件方面作为整个设计核心的控制处理器STM32单片机，其整体分为了检测部分，显示输出部分，计算部分和语音传输部分，然后AD转换模块和压力传感器共同组成了检测部分，HD711AD芯片接收到的是压力传感器将接收到的压力内部转换为电流，然后单片机接收到的是AD模块将模拟量转换为的数字量，最后计算出重量和金额，显示在液晶显示器当中。计算部分按键用于对重量结果进行计算，设置单价，计算出总价。语音播报部分使用了集成的语音模块，将计算结果转化为语音源，语音模块将其转化为语音。在软件方面则是选择C+语言，C语言虽然经典，但其赋值及递归调用复杂麻烦，而VB虽然可以过程可视化，程序窗体话，但其代码编程过程较为C+麻烦晦涩而且近些年不主流，所以选择C+作为编程语言。整个环节用到的是KELL仿真模拟软件来进行编程，KELL可以使我们看得更加清晰直观，搭配上集成，编译器，宏组装和管理库及仿真调试。显示部分选取LCD12864液晶显示屏，将收集到的物体重量与计划好的单价以及计算出的总价。计算部分按键用于对重量结果进行计算，设置单价，计算出总价。语音播报部分使用了集成的语音模块，将计算结果转化为语音源，语音模块将其转化为语音。第3章 硬件电路设计此部分主要介绍系统硬件原理图、STM32、矩阵键盘电路、电源电路、重量监测电路、LCD12864液晶显示电路、语音播报电路。3.1系统硬件原理图本次设计采用LED12864液晶显示器显示采集到的重量、单价和总价，单片机型号为STM32单片机，压力传感器和HX711AD芯片组成重量监测部分，将压力转换成数字并发送给单片机进行计算。16个按键组成按键矩阵，通过引脚进行并联，扫描矩阵，设置单价并计算出总价。最后单片机将测量结果转换为语音信息，通过语音模块播报出来。本次单片机系统采用5V直流电源进行供电，图3.1是其硬件电路原理图。图3.1 其硬件电路原理图3.2 STM32概述对于使用者来说，电压较低和功耗特别低以及具有实时和性能高等方面突出优势的STM32单片机能够将以更广和更大为基本特征的自由的空间予以提供出来的。而在开发的优势和高水平的集成方面，实际上也是得以得到保持的。也就是说，STM32单片机拥有丰富的外设，可为我们实现功能提供极大的方便、高性价比的价格，在市场上得到高度认可，成为我们设计电路板的第一选择。 对于以对下述这样一些要求加以满足的嵌入式范畴，也就是作为一种32位的闪存微控制器的STM32而言，是能够依照性能的各不相同而分为两个系列的：一是性能较为高；二是功耗非常低；三是可以实时地应用；四是具有较强竞争力的价格。这之中，既有STM32F101基本型系列，也有STM32F101基本型的系列。STM32F103是一个改进的系列，工作在72MHz与一个实时芯片内存和广泛的外围设备。STM32F103具有最佳的32位闪存单片机功能，在全部信号解决部分比DSP解决部分更完整，拥有较高的控制性和连接性，是低压/低功率应用的理想选择。STM32F101是一个基本的系列，运行在36MHz， 32位功能，16位处理器价格。STM32系列是入门级产品，输入电平非常适合低压/低功率应用。这两个产品系列在芯片上有相同的flash选项，在软件和管脚包装方面是兼容的。可用于显示与声音包括存储和高级控制;它具有较弱的功能和多种节能工作方式，可以优化工业设备、资产控制设备、医疗设施和计算机外围设备的性能。Cortex-M3核心的高性能外围设备提供了两套完整的软件开发和支持工具，彼此完全兼容。它的优点包括适用于所有设计应用程序的可扩展体系结构、给用户的相同外观、相同感受，统一的软件和开发投资。3.3 STM32的主要优点选择原因：首先，在将两个方面的优势加以保持的情况下，STM32的出现将自由空间提供给了用户：一是易于开发；二是高集成度。其次，在将全新的32位产品选项予以提供了的情况下，其丰富的外设为我们实现功能提供极大的方便、高性价比的价格；第三，这样的产品在市场上得到高度认可。因此，STM32成为我们设计电路板的第一选择。在对ARM方面这样的架构Cortex-M3内核处理器加以使用的情况下，在集成整合方面做到了极大限度：一是最前沿的；二是最新的。这样，产品在便于开发的情况下快速地进入到市场之中。 3.4 矩阵键盘电路就按键而言，在键盘上面键数很大的情况下往往都是以矩阵的形式进行排列的。借助于员工键，在矩阵键盘当中的这样两个方面就能够得以彼此连接起来：一是每一条垂直线；二是每一条平行线。如此一来，一个端口就能够为4*4=16个键盘所组成。这样的数量实际上为一个独立键盘的两倍之多。特别值得一提的是，差异的显著程度是跟线条的数量成正相关的。 图3.2 矩阵键盘电路原理图此设备单片机的键盘电路由4行与4列16个矩阵并联微动开关组成。密钥的一节被连接到输入I/输出O端口和双向MCU，另一端是接在地上。就输入/输出引脚而言，当开关打开状态下，输入I/输出O引脚与地面断开，实际上为高电平的状态。而就输入I/输出O引脚而言，在按键按下情况下为接地的。高电平在这样的情况下就会定义低电平。而低信号则会返回至单片机。在对按键函数的准备注重，一定要将一个额外的函数予以编写从而提供抖动来提高精度。这些按键分别表示0-9共10位数字、加减乘除功能、小数点和等于。图2为矩阵键盘电路原理图：3.5 电源电路跟外部电源插座连接在一起，是单片机电源所具备的主要功能。对于单片机电路来说，其全部开关状态实际上是为电源开关所控制的。电源总部的每个引脚的功能是：正在接地管脚2、3管脚只是起到了固定的作用。无论是4和6口管脚，还是1和3管脚开关，全部为用在正极输出来源方面。开关的2号管脚和5号管脚用于使用相对选择作为单片机与地相接的引脚。一样可以选择1 与 3管脚输出也可以选择5号管脚作为与地相接的引脚。4和6 管脚可选输出端口2号管脚可以作为与地相接的引脚。就这种设计单片机和电压传感器而言，其无线传输芯片通常情况下在5V内是完全能够得以满足的。下面的图3.3所表示的即为这样的设计电路： 图3.3 电源电路3.6 重量监测电路对于电阻式应变片的选择，通常情况下都是称重传感器部分所做到的。在直流测量方面，所需要的电流通常情况下为对转换电路的使用所得到的。直流双臂电桥的特点为电流信号不受制于导线和元器件的分布并且不受电容、电感的干扰，稳定性强，简单操作电桥调节平衡电路，直流电源系统（+5V）在系统里方便便捷，直流桥输出信号较低，需要进行放大处理。 压力传感器与HX711AD模块组成此设计的重量检测部分，压力传感器测量范围为05KG，压力传感器的测量原理是采用监测的电阻。压力传感器的测量阻值，在受到压强的情况下会随之而变大。在对下述的两个方面线性比加以监测的情况下，按照一定的计算公式，监测重量：一是压力；二是电流。实际上，将货物放置在压力传感器上面即可显示结果。将模拟量转换成数字量部分是由HX711AD模块压力传感器输出引脚来完成后发送到单片机部分通过公式计算被测物重量。具备多方面优点的HX711AD芯片实际上是专为24位的高精度称重方面传感器而设计出来的一款优质的芯片：一是具备的抗干扰能力是超强的；二是响应的效率特别高；三是比较高的集成度。在这样两个方面大幅度提升的情况下，设计智能电子秤方面整机的成本是下降的：一是可靠性；二是性能。在这种芯片的末端，存在着MCU芯片两个方面都较为简单的现象：一是编程；二是接口。全部的控制信号实际上是为引脚所驱动的。就系统板而言，对于模拟电源，是不需要予以额外地添加的。就芯片而言，其时钟振荡器实际上是不需要外部的组件的。对于启动的过程，自动重启的功能予以了有效地简化。下面的图3.4是重量监测电路： 图3.4 重量监测电路图3.7 LCD12864液晶显示电路就LCD12864液晶显示电路所拥有的多种接口模式而言，其内部所包含的，既有国标一级和国标二级的简体，也有中文字的库点阵图形方面的液晶显示器；在对上述模式的这样两个方面加以使用的情况下，是能够将一个较为完整的人机交互的中文的图形的界面予以构成的：一是以实用和简单为基本特征的便捷的操作说明；二是较为灵活的连接模式。在能够将图形的现时予以完成的同时，这样的器件是能够对这样两个方面加以运用的：一是16×16点矩阵；二是8×4行。无论是功耗低，还是电压的不高，都是其重要的优势体现。跟同一点阵图形的液晶模拟器相比，该模块不但在售价方面略低，而且在显示的程序和硬件电路结构方面都显得更加简单便捷。 LCD12864需要注意的地方为：在LCD12846初始化过程中，需注意功能设置寄存器的配置需要写两次。因此，在具体的操作之中，需要在每一次读写LCD12864前检测完成信号，不能是在读写完之后。对于相关的I/O口，在读写出忙信号之前所必须做到的为设置为：输入模式是上拉型电阻使能。而以忙信号的读出为标志，要将其所对应I/O在下一次写操作之前改回输出的模式。需要注意LCD12864的第一行到第四行的地址依次分别为：0×80，0×90，0×88，0×98；你可以把LCD12864看做是每一行都可显示出16个16*16点阵图形共有两行LCD，区别只是它将每行都平均的截成两段，且第一行截断之后分别成为新四行的第二、第四行。所以新的四行与第一、第三行的地址是相互连接的，第二四行也是相互连接的。8位中文与16个半宽的字体显示在LCD12864的每一行。但是，在基本指示状态下，设计的起始地址只能是以半宽单元为定义。即设计者无法写开始设计地址为这样的两种：一是“第三个半宽位置”；二是“第一个半宽位置”。在必须在某个半宽位置开始显示的情况下，所能够做到的仅仅为以空格代替半宽字符而予以实现。作为工业字符型液晶显示器之中的一种，LCD12864液晶显示屏为本设计的输出显示器。从名称得知：这样的液晶显示器具有4行输出每一行具有8个汉字，8*4即32位汉字可以同一时间显示出来。液晶屏幕显示，利用液晶的特殊性质，改变控制区域显示是通过改变电压来完成，最后将所需图形或数字显示在液晶屏上，不仅能显示数字还可显示字母与符号。下面的图3.5所表示的是接口的连接图。对于数据方面显示功能予以完成，是显示模块所要做到的。就用户所变的显示程序而言，一定要以初始化为工作的前提。不然的话，模块就没有办法正常地显示。第一，单片机在模块对指令予以接受之前，一定要对模块内部处在非忙碌的状态加以确认；第二，在依据所接收到的指令的情况下，将显示方面相关的样式显示于屏幕之上。本设计无论是写数学或是写命令可通过RS来确定，写数据是指需要显示哪些内容。无论是就液晶屏的具体的显示位置和屏幕是不是一定要移动，还是光标是不是显示，都要在命令的编写方面加以包含。就低电平是读写控制端的而言，在将其设置作写模式情况下就可以了。在把设计模式的命令以及数据向着数据线传输的基础上，以抢七发送给E高脉冲为前提，就能够把数据送至液晶控制器。这样，写操作就能够得以完成了。 图3.5接口连接图3.8 语音播报电路语音传播电路主要选用专业语音方面传播的模块，也就是JQ8900。借助于对硬解码方法的使用，使得系统的音效和稳定性得到确切的保证。对于SPI- Flash方面语音的内容，芯片是能够加以灵活地替换的在。在直接模拟了一个同样容易复制的USB密钥的情况下，SPI操作简单便捷。而产品的生产和开发方面的既简单而又使用就在这样的情况下得到了确保。在控制模式方面，不管是RX232串行的，还是单行串行的，都是有效的选项。3.8.1语音模块硬件参数表3.1为语音模块参数表3.1 语音模块参数3.8.2 语音模块引脚说明在对SOC方案加以采用的情况下，JQ8900-16P语音模块的小尺寸对嵌入式其他产品方面需求显得特别适合。语音模块JQ8900-16P包括配置工具、串行调试软件和MP3转换器，可下载使用。图3.6为语音模块引脚说明 图3.6 语音模块引脚说明3.8.3 JQ8900语音芯片特征支持MP3/WAW硬件解码支持FAT文件系统支持采样率（KHz）：8/11.025/12/16/22.05/24/32/44.1/48在解码方面，程序的内部在24位DAC输出情况下所选用的为DSP硬件解码器。多控制的模块、两线串接口模式、一线串接口控制和ADKEY等对SPIFLASH和TF卡以及U盘等的三种模式是完全支持的。对HID控制和读卡器以及USB声卡模式都是支持的。在对SPIFLASH支持的情况下枚举成U盘的模式。对于诸如“选曲”、“停止”、和“暂停”以及“播放”等功能控制，跟“下一首”和“上一首”一样，是完全予以支持的。对于目录总曲目和总曲目以及播放曲目序号的获取，都是支持的。表3.2为JQ8900语音芯片各引脚功能描述表3.2 JQ8900语音芯片引脚描述3.8.4 语音模块连接图此设计采用了双线串口通讯模式，简单便捷，并可直接驱动无源喇叭，图3.7为语音模块连接图。图3.7 语音模块连接图第4章 系统软件设计聚焦于重量检测子程序和LCD12864显示子程序以及软件主程序，这个部分进行了详细的阐述。4.1 软件主程序每一个硬件在整个系统运行的情况下开始初始。这之后，硬件就能够进入到主显示界面之中。具体的启动步骤是这样的：一是串行端口和LCD12864以及定时器的初始化；二是压力传感器开始检测货物对其压力；三是HX711A/D转换模块把压力模拟量向着数字量不断地转换。这样，单片机在计算的基础上得出货物重量。四是在对按键矩阵扫描的基础上将货物总价计算出来。五是LCD12864显示器将物品重量和单价以及总价显示出来。同时，单片机通过引脚控制.语音芯片通过扬声器播报检测到的重量和总价。主程序流程图如图4.1所示： 4.1 主程序流程图4.2 LCD12864显示子程序LCD12864液晶显示屏通电后，第一步先是进行初始化操作，屏幕清为零后，内部存储状态清空完成。后与设备单片机双向沟通单片机能够对显示器的屏幕亮度加以控制。这样，液晶屏幕在延时时间后会将商品单价和计算出商品总价显示出来。单片机对写入引脚显示命令的内容加以控制，然后将执行指令显示出来，最后，将相关的内容显示出来。显示流程图如图4.2所示：图4.2 LCD12864显示流程图4.3 按键子程序此设计按键电路的功能不多，功能主要包括0-9共10个数字和加减乘除功能、小数点和等于功能。单片机按键的4个管脚，同一侧的管脚是相连的，有16个按键且所有按键并联在一起，只需把相同的管脚相互连接于一起。单片机在检测到密钥方面低电平信号情况下就会发生信号的中断的现象从而自然而然地进入密钥的子程序。16个按钮可以分别表示数字的选择、小数点的选择、加法、减法、乘法和除法的计算，等于这几种功能。16个函数分别执行不同的操作，包括注意进行延时操作时，防止操作时产生的误差。判断所按按键是否按下if(K1=0)while(K1=0)去延时，数值可选择1;if(K2=0)delay_key()延迟，然后判断while(K2=0);是否按下按键，如果按下，则数选择2。if(K3=0)while(K3=0)数值选择3，如果按下，程序操作则设置成功。按键操作可以用来设置物品的单价，并物品重量进行计算后得出总价。流程图如4.3所示：图4.3 按键子程序流程图4.4 重量检测子程序电路当单片机上电后，各部分传感器开始工作后单片机给压力传感器发送操作指令，然后进入重量监测子程序，首先进行传感器初始化，然后设置引脚输出，通过压力传感器监侧货物对其造成的压力并转换成电流模拟量发送给HX711a/d转换模块，HX711将模拟量通过相应的公式转换成数字量，并发送给单片机进行处理。其流程图如图4.4所示：图4.4 重量检测子程序流程图第5章 调试此部分主要介绍的是焊接调试与功能调试。5.1 焊接调试设计电路硬件之间的连接步骤，应先对此设计所有元器件实行检测，保证所有元器件的完整性与可实现性，后在万用板上按照单片机的最低应用系统安装原理图设计PCB电路图，实施振荡电路、复位电路、电源电路、外围电路、单片机芯片的布局时要松散合适，最后依据PCB电路图，先焊接振荡电路，再焊接外围电路，复位电路，电源电路，焊接的时候要注意晶振电路应合理离单片机芯片近一点，使用性能会更加稳定。在将所设计的电路板原理图作为依据的情况下，首先要准备所有的安装工具，如尖嘴钳、剥线钳、螺丝刀和电烙铁等，首先将需要焊接的元器件排版好位置插入的电路板中，然后焊接晶体振荡器和最小单片机系统方面复位的电路。以把电路电阻焊接至P/0端口为重要的基础，经由导线将显示器连接起来。最后，在借助于导线的情况下，将每个模块连接起来。就STM32单片机而言，在使用烧录器的情况下，将编译完整的软件代码予以烧入和录入。在电流的提供方面，是使用了5V的直流电源的。以按下开关为前提，对LCD12864显示器是不是正常地工作加以查看。在存在问题的情况下，对问题的具体部分要加以寻找，从而将这样的一些问题加以逐一地解决。5.2 功能调试焊接测试后的单片机设计运行正常后，就能够对功能调试的步骤加以严格地执行。在此基础上，还要对软件是不是正确地连接加以检查。第一步是去打包单片机焊接测试的测试无误并且在此基础上对相关的操作功能进行调试。以将电流重新输入单片机注重起步，接着实施LCD12864液晶显示器操作的初始化操作。对于第一个初始操作，LCD12864液晶显示器应显示文字“欢迎使用语音电子秤”，这一步正常运行完成，然后测试每个传感器功能。输入电流后，进入首页，首页分为两行，顶部为货物的实测重量，底部为显示按键矩阵确定的物品单价和计算后的总价。通过将所测物品放置于压力传感器上，就能够嫁给你物品的重量直观地在LCD12864屏幕上看到。而无论是商品的单价，还是重量，都能够在矩阵按钮按下的情况下，得以在LCD12864液晶屏上显示出来。这里还可以使用键矩阵计算商品总价并显示。同时，语音芯片控制扬声器播报此时的货物重量和总价。至此，所有功能测试完成。第6章 总结经过这几个月的努力，毕业设计终于完成了。根据平时学习的经验，一个小型的硬件开销都需要一个相对复杂的软件来弥补，这是因为压力传感器和微处理器单元之间传输数据，必须在规划中，在对压力传感器进行操作程序编码中，需要严格掌握时间序列进行阅读和写作。否则，它将无法读取物品重量的结果。在这个毕业项目中，老师的建议与指导对我来说非常重要。从论文的选择到总体思路，从硬件的购买到电路的设计，从硬件的焊接到软件的编写，这些都超出了我的预期，我可以顺利地进行下去。在此，我要感谢张老师的指导。本文介绍描述了STM32单片机智能电子秤的系统功能、思路，以及各种芯片相关方法的使用。在这次毕业设计里，有非常多对关连相对学科知识掌握的必要，可解决在设计里对系统的调配与电路硬件的选择和各类硬件各个管脚的作用、使用的益处与弊处、硬件的挑选设计和各电路之间的衔接、编码等。设计完成后不仅对专业学科知识点提升了不少更是对不同知识点有了更加丰富领会。关于这次毕业设计的流程，让我不仅把学校课堂上的理论基础知识运用到实践，使所学的知识更加深刻，利用起来。也为自己在之后工作接触单片机等领域打下了坚实的基础，还有在这次设计中，锻炼了我的动手能力和独立解决问题的能力，培养了我的团队精神，这次设计，我受益匪浅。针对基于STM32单片机的电子秤系统的现状和所要研究问题的分析，本文介绍了一种使用压力传感器与矩阵键盘，并使用STM32作为系统控制芯片的电子秤系统。然后从STM32单片机的设计结构和设计原理分析。聚焦于这样传感器系统几个方面，在熟悉STM32单片机工作原理和操作流程之后，实施了这样几个方面的使用方法方面细致分析：一是检测的原理；二是工作的原理；三是结构。以此为基础，对语音传输的工作原理加以了简要地介绍。通过对相关方面信息的广泛查阅，在相关的过程之中全部的分析内容完全地得到了整合。这样，功能方面可操作的现实性得以在仿真的基础上确定了。相关的实物也是在这样的情况下得以设计并且制作出来了。在学习的基础上，笔者在亲自动手制作和焊接的同时强化了大学之中所学习的基本技能的训练，从而使得下述两个方面得以有机地结合在了一起：一是实际的状况；二是理论知识。而团队合作的乐趣，正是在跟同学们的交流和沟通的过程之中得以充分地体会到的。最后，经过最后的调试，系统成功的实现了设计功能，由于时间有限和本身知识水平的欠缺，所以本系统可能还有需要改进和提高的地方。 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