数字式电子秤ggua.docx

西华大学课程设计说明书 1前言称重技术术自古以以来就被被人们所所重视，作作为一种种计量手手段，广广泛应用用于工农农业、科科研、交交通、内内外贸易易等各个个领域，与与人民的的生活紧紧密相连连。电子子秤是电电子衡器器中的一一种，衡衡器是国国家法定定计量器器具，是是国计民民生、国国防建设设、科学学研究、内内外贸易易不可缺缺少的计计量设备备，衡器器产品技技术水平平的高低低，将直直接影响响各行各各业的现现代化水水平和社社会经济济效益的的提高。称称重装置置不仅是是提供重重量数据据的单体体仪表，而而且作为为工业控控制系统统和商业业管理系系统的一一个组成成部分，推推进了工工业生产产的自动动化和管管理的现现代化，它它起到了了缩短作作业时间间、改善善操作条条件、降降低能源源和材料料的消耗耗、提高高产品质质量以及及加强企企业管理理、改善善经营管管理等多多方面的的作用。称称重装置置的应用用已遍及及到国民民经济各各领域，取取得了显显著的经经济效益益。因此此，称重重技术的的研究和和衡器工工业的发发展各国国都非常常重视。50年代中期电子技术的渗入推动了衡器制造业的发展。60年代初期出现机电结合式电子衡器以来，经过40多年的不断改进与完善，我国电子衡器从最初的机电结合型发展到现在的全电子型和数字智能型。现今电子衡器制造技术及应用得到了新发展。电子称重技术从静态称重向动态称重发展：计量方法从模拟测量向数字测量发展；测量特点从单参数测量向多参数测量发展，特别是对快速称重和动态称重的研究与应用。通过分析近年来电子衡器产品的发展情况及国内外市场的需求，电子衡器总的发展趋势是小型化、模块化、集成化、智能化；其技术性能趋向是速率高、准确度高、稳定性高、可靠性高；其功能趋向是称重计量的控制信息和非控制信息并重的“智能化”功能；其应用性能趋向于综合性和组合性。2整体方方案设计计2.1方方案设计计本设计整整体思路路：当被称称物体放放置在秤秤体的秤秤台上时时，其重重量便通通过秤体体传递到到称重传传感器，传传感器随随之产生生力电电效应，将将物体的的重量转转换成与与被称物物体重量量成一定定函数关关系(一一般成正正比关系系)的电电信号。然后通过系列转换，输出显示结果方案一：利用单单片机，实实现称重重、显示示、报警警等功能能。传感器 放大电路A/D转换器 单片机显 示键盘报警图2.11方案一一框图方案二：直接使用用放大系系统经AA/D转转换器显显示。传感器放大系统A/D显示切换量程图2.22方案二二框图2.2 方案比比较方案一中中利用电电阻应变变片式传传感器采采集因压压力变化化产生的的电压信信号，经经过电压压放大电电路放大大，滤波波，然后后再经过过模数转转换器转转换为数数字信号号，最后后把数字字信号送送入单片片机，单单片机经经过相应应的处理理后，得得出当前前所称物物品的重重量及总总额，然然后再显显示出来来。方案二中中较为简简单，但但实现功功能较差差，不容容易达到到设计精精度要求求。2.3 方案选选择综上所述述,本课课题的主主要设计计思路是是：利用用电阻应应变片式式传感器器采集因因压力变变化产生生的电压压信号，经经过电压压放大电电路放大大，滤波波，然后后再经过过模数转转换器转转换为数数字信号号，最后后把数字字信号送送入单片片机，单单片机经经过相应应的处理理后，得得出当前前所称物物品的重重量及总总额，然然后再显显示出来来。此外外，还可可通过键键盘设定定所称物物品的价价格。这种高精精度智能能电子秤秤体积小小、计量量准确、携携带方便便,集重重量称量量功能与与价格计计算功能能于一体体,能够够满足商商业贸易易和居民民家庭的的使用需需求，因因此选用用方案一一作为本本设计的的设计方方案。3 系统统方案设设计3.1传传感器的的选择在本设计计中，传传感器是是个十分分重要的的元件，因因此对传传感器的的选择也也显得十十分重要要。不仅仅要注意意其量程程和参数数，还要要考虑与与其相配配置的各各种电路路的设计计的难易易程度和和设计性性价比等等等。3.1.1 称重传传感器的的主要性性能指标标（1）传传感器的的输出灵灵敏度 传感器在在额定载载荷作用用下，供供桥电压压为1V时的输输出电压压，单位位为（mmV/VV）。在在任一载载荷下，传传感器的的输出电电压 =所加载载荷 * 供桥桥电压 * 输输出灵敏敏度/额定载载荷。（2）非非线性传感器承承受载荷荷与其相相应输出出电压之之间并非非成完全全的线性性关系，由由此而造造成的误误差称为为传感器器的非线线性误差差。（3）不不重复性性在同一环环境条件件下，对对传感器器反复施施加某载载荷时，其其每次输输出的电电压值不不尽相同同，这种种现象称称为传感感器的不不重复性性。（4）零零点不平平衡输出出在传感器器不受任任何载荷荷条件下下，传感感器输入入端以额额定的供供桥电压压时的输输出电压压，称为为零点不不平衡输输出。3.1.2 称称重传感感器的选选择主要要从以下下几个方方面考虑虑（1）要要考虑传传感器所所处的实实际工作作环境情情况传感器所所处的工工作环境境情况对对如何选选用传感感器是至至关重要要的，它它关系到到传感器器能否正正常的工工作，关关系到传传感器的的安全和和使用寿寿命，乃乃至关系系到整个个电子秤秤的可靠靠性和安安全性。（2）对对传感器器数量和和量程的的选择传感器数数量的选选择是根根据电子子秤的用用途、秤秤体需要要支撑的的点数（支支撑点数数应根据据使秤体体几何重重心和实实际重心心重合的的原则而而确定）而而定。一一般来说说，秤体体有几个个支撑点点就选用用几只传传感器。（3）传传感器准准确度等等级的选选择传感器的的准确度度等级概概括了传传感器的的非线性性、蠕变变、蠕变变恢复、滞滞后、重重复性、灵灵敏度等技术术指标。称称重传感感器已按按准确度度等级划划分，且且已考虑虑了0.7倍误误差因子子，非自自动衡器器称重传传感器的的准确度度等级要要选择与与电子秤秤相对应应的准确确度等级级。称重重传感器器按综合合性能分分为A、B、C、D四个准准确度等等级，分分别对应应于衡器器、四个准准确度等等级。 综合考考虑,本本设计采采用电阻阻应变式式传感器器,其最最大量程程为5 Kg.称重传传感器由由组合式式S型悬悬梁结构构及金属属箔式应应变计构构成，具具有过载载保护装装置。由由于惠斯斯登电桥桥具诸如如抑制温温度变化化的影响响，抑制制干扰，补补偿方便便等优点点，所以以该传感感器测量量精度高高、温度度特性好好、工作作稳定等等优点，广广泛用于于各种结结构的动动、静态态测量。该该称重传传感器主主要由弹弹性体、电电阻应变变片电缆缆线等组组成。电阻应变变式传感感器是一一种利用用电阻应应变效应应，把电电阻应变变片粘贴贴在弹性性敏感元元件上，以以适当方方式组成成的将力力转换成成电信号号的传感感器。电电阻应变变效应，即即金属丝丝在受到到应力作作用时，其其电阻随随着所发发生机械械变形(拉伸或或压缩)的大小小而发生生相应的的变化。电电阻应变变效应的的理论公公式如下下:R=LL/S （式式3.11.1）式中：为电阻阻率，LL为金属属丝的长长度，SS金属丝丝的截面面积由上式可可知，金金属丝在在承受应应力而发发生机械械变形的的过程中中，、LL、S三三者都要要发生变变化，从从而必然然会引起起金属丝丝电阻值值的变化化。当受受外力伸伸张时，长长度增加加，截面面积减小小，电阻阻值增加加；当受压压力缩短短时，长长度减小小，截面面积增大大，电阻阻值减小小。因此此，只要要能测出出电阻值值的变化化，便可可知金属丝丝的应变变情况。这这种转换换关系为为： R/R=KK（式式3.11.2）式中:R/RR为金属丝丝电阻值值的变化化量，K为金属材材料的应应变灵敏敏系数,它主要要由试验验方法确确定,且且在弹性性极限内内基本为为常数值值，为金属材材料的轴轴向应变变值,即即=L/LL,因此此又称为长度度应变值值,对金金属丝而而言。在实际应应用中，将将金属电电阻应变变片粘贴贴在传感感器弹性性元件或或被测机机械零件件的表面面。当传传感器中中的弹性性元件或或被测机机械零件件受作用用力产生生应变时时，粘贴贴在其上上的应变变片也随随之发生生相同的的机械变变形，引引起应变变片电阻阻发生相相应的变变化。电阻应变变片式传传感器主主要有两两部分组组成：弹弹性敏感感元件，利利用它将将被测的的重量转转换为弹弹性体的的应变值值；另一一个是电电阻应变变片，它它作为传传感器元元件将弹弹性体应应变同步步的转换换成电阻阻值的变变化。电电阻应变变片是电电阻应变变式传感感器的核核心元件件，其工工作原理理是基于于材料的的电阻应应变效应应，电阻阻应变片片即可单单独作为为传感器器使用，又又能作为为敏感元元件结合合弹性元元件构成成力学量量传感器器。电阻应变变片把机机械应变变信号转转换为R/RR后，由由于应变变量及相相应电阻阻变化一一般都很很微小，常规的电阻应变片K值很小，约为2，机械应变度约为0.0000010.001，所以，电阻应变片的电阻变化范围为0.00050.1欧姆。所以测量电路应当能精确测量出很小的电阻变化，在电阻应变传感器中做常用的是桥式测量电路。桥式测量电路有四个电阻，其中任何一个都可以是电阻应变片电阻，电桥的一个对角线接入工作电压e，另一个对角线为输出电压V。其特点是：当四个桥臂电阻达到相应的关系时，电桥输出为零，否则就有电压输出，可利用灵敏检流计来测量，所以电桥能够精确地测量微小的电阻变化。图 3.1 电电阻应变变式传感感器图3.22 电阻阻式应变变称重传传感器结结构图图 3.3 桥式式测量电电路如图3.3 RR3、RR5、RR6、RR7为4个应变变片电阻阻，组成成了桥式式测量电电路，RR3,RR4为温温度补偿偿电阻，e为激励电压，V为输出电压。若不考虑R3,R4，在应变片电阻变化以前，电桥的输出电压为：V=RR1/(R1+R2)-R44/(RR3+RR4)e（式式3.11.3）由于桥臂臂的起始始电阻全全等，即即R3=R5=R6=R7=R,所所以V=0。当当应变片片的电阻阻变成RR+R3、RR+R5、RR+R6、RR+R7时，电电桥的输输出电压压为:V=(R+RR3)/(R+R3+R+R6)-(RR+R5)/(RR+R5+R+R7)e（式式3.11.4）也就是说说，电桥桥的输出出电压与与每个桥桥臂电阻阻变化率率的代数数和成正正比。如如果四个个桥臂应应变片的的灵敏系系数相同同，且R/RR=K，则上上式又可可写为：V=eKK/4（3 5 +66 7） （式式3.11.5）上式表明明，电桥桥的输出出电压和和四个轿轿臂的应应变片所所感受的的应变量量的代数数和成正正比。在在电阻应应变式称称重传感感器中，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，R3、R6被拉伸，阻值增大，R3、R6正值，R5、R7被压缩，阻值减小，R5、R7为负值。再加之应变片阻值变化的绝对值相同。因此，VV=（EEk/44）*44=eeK。若若考虑RR3，则则电桥的的输出电电压为：V=（RR+R）/2R-(R-R)/2R R/(R+22R3) ee=R/（R+2R33）（R/R）e =RR/(RR+2RR3)( R/RR )ee =RR/(RR+2RR3)Kee令Su=V/ee，则Su=R/(R+22R3)K（式33.1.6）Su称为为传感器器系数或或传感器器输出灵灵敏度。电阻应变变片也会会有误差差，产生生的因素素很多，所所以测量量时我们们一定要要注意，其其中温度度的影响响最重要要，环境境温度影影响电阻阻值变化化的原因因主要是是：A. 电电阻丝温温度系数数引起的的。B. 电电阻丝与与被测元元件材料料的线膨膨胀系数数的不同同引起的的。对于于因温度度变化对对桥接零零点和输输出，灵灵敏度的的影响，即即使采用用同一批批应变片片，也会会因应变变片之间间稍有温温度特性性之差而而引起误误差，所所以对要要求精度度较高的的传感器器，必须须进行温温度补偿偿，解决决的方法法是在被被粘贴的的基片上上采用适适当温度度系数的的自动补补偿电阻阻，并从从外部对对它加以以适当的的补偿。非非线性误误差是传传感器特特性中最最重要的的一点。产产生非线线性误差差的原因因很多，一一般来说说主要是是由结构构设计决决定，通通过线性性补偿，也也可得到到改善。 滞后和和蠕变是是关于应应变片及及粘合剂剂的误差差。由于于粘合剂剂为高分分子材料料，其特特性随温温度变化化较大，所所以称重重传感器器必须在在规定的的温度范范围内使使用。3.2放放大电路路的选择择经由传感感器转换换后输出出的信号号一般电电平较低低；经由由电桥等等电路变变换后的的信号亦亦难以直直接用来来显示、记记录、控控制或进进行信号号转换。为为此，测测量电路路中常设设有模拟拟放大环环节。这这一环节节目前主主要依靠靠放大器器来完成成。放大器的的输入信信号一般般是由传传感器输输出的。传传感器的的输出信信号不仅仅电平低低，内阻阻高，还还常伴有有较高的的共模电电压。因因此，一一般对放放大器有有如下一一些要求求：1、输入入阻抗应应远大于于信号源源内阻。否否则，放放大器的的负载效效应会使使所测电电压造成成偏差。2、抗共共模电压压干扰能能力强。3、在预预定的频频带宽度度内有稳稳定准确确的增益益、良好好的线性性，输入入漂移和和噪声应应足够小小以保证证要求的的信噪比比。从而而保证放放大器输输出性能能稳定。4、能附附加一些些适应特特定要求求的电路路。如放放大器增增益的外外接电阻阻调整、方方便准确确的量程程切换、极极性自动动变换等等。3.3 A/DD转换电电路的选选择 在实际际的测量量和控制制系统中中检测到到的常是是时间、数数值都连连续变化化的物理理量，这这种连续续变化的的物理量量称之为为模拟量量，与此此对应的的电信号号是模拟拟电信号号。模拟拟量要输输入到单单片机中中进行处处理，首首先要经经过模拟拟量到数数字量的的转换，单单片机才才能接收收、处理理。实现现模/数转换换的部件件称A/D转换换器。随着大规规模集成成电路技技术的飞飞速发展展和电子子计算机机技术在在工程领领域的广广泛应用用，为满满足各种种不同的的检测及及控制任任务的需需要，大大量结构构不同、性性能各异异的A/D转换换电路不不断产生生。目前前世界上上有多种种类型的的ADCC，有传传统的积积分型、并并行、逐逐次逼近近型ADDC，压压频变换换型ADDC，也也有近年年来发展展起来的的型和流流水线型型。多种种类型的的ADCC各有其其优缺点点并能满满足不同同的具体体要求。3.3.1ADDC集成成电路几几种类型型（1）并并行比较较A/DD转换器器：如AADC008088、 ADDC08809等等 。并并行比较较ADCC是现今今速度最最快的模模/数转转换器，采采样速率率在1GGSPSS以上，通通常称为为“闪烁式式”ADCC。它由由电阻分分压器、比比较器、缓缓冲器及及编码器器四种分分组成。这这种结构构的ADDC所有有位的转转换同时时完成，其其转换时时间主取取决于比比较器的的开关速速度、编编码器的的传输时时间延迟迟等。缺缺点是：并行比比较式AA/D转转换的抗抗干扰能能力差，由由于工艺艺限制，其其分辨率率一般不不高于88位，因因此并行行比较式式A/DD只适合合于数字字示波器器等转换换速度较较快的仪仪器中，不不适合本本系统。(2） 逐次逼逼近型AA/D转转换器：如：AADS778055、ADSS78004、ADCC08332等。逐逐次逼近近型ADDC是应应用非常常广泛的的模/数数转换方方法，这这一类型型ADCC的优点点：高速速，采样样速率可可达 11MSPPS；与与其它AADC相相比，功功耗相当当低；在在分辨率率低于112位时时，价格格较低。缺缺点：在在高于114位分分辨率情情况下，价价格较高高；传感感器产生生的信号号在进行行模/数数转换之之前需要要进行调调理，包包括增益益级和滤滤波，这这样会明明显增加加成本。(3）积积分型AA/D转转换器：如：IICL771355、ICLL71009、ICL115499、MC1144333等。积积分型AADC又又称为双双斜率或或多斜率率ADCC，是应应用比较较广泛的的一类转转换器。它它的基本本原理是是通过两两次积分分将输入入的模拟拟电压转转换成与与其平均均值成正正比的时时间间隔隔。与此此同时，在在此时间间间隔内内利用计计数器对对时钟脉脉冲进行行计数，从从而实现现A/DD转换。积积分型AADC两两次积分分的时间间都是利利用同一一个时钟钟发生器器和计数数器来确确定，因因此所得得到的表表达式与与时钟频频率无关关，其转转换精度度只取决决于参考考电压VVR。此此外，由由于输入入端采用用了积分分器，所所以对交交流噪声声的干扰扰有很强强的抑制制能力。若若把积分分器定时时积分的的时间取取为工频频信号的的整数倍倍，可把把由工频频噪声引引起的误误差减小小到最小小，从而而有效地地抑制电电网的工工频干扰扰。这类类ADCC主要应应用于低低速、精精密测量量等领域域，如数数字电压压表。其其优点是是：分辨辨率高，可可达222位；功功耗低、成成本低。缺缺点是：转换速速率低，转转换速率率在122位时为为10003000SPSS。 （4）压压频变换换型ADDC：其其优点是是：精度度高、价价格较低低、功耗耗较低。缺缺点是：类似于于积分型型ADCC，其转转换速率率受到限限制，112位时时为10003000SPSS。3.3.2 AA/D转转换器的的性能指指标性能指标标是选用用ADCC芯片型型号的依依据，也也是衡量量芯片质质量的重重要参数数，ADDC的主主要性能能指标主主要有以以下几个个：（1）分分辨率表示输出出数字量量变化一一个相邻邻数码所所需输入入模拟电电压的变变化量。定定义为满满刻度电电压与22 （n）之比比值，其其中n为ADCC的位数数。例如，AA/D转转换器AAD5774的分分辨率为为12位，即即该转换换器的输输出数据据可以用用2 （12）个二进进制数进进行量化化，其分分辨率为为1LSSB。用用百分数数来表示示分辨率率为：1/2（12）×1000 % = （1/440966）×1000 % 0.00244414 % 0.02444 %。当转换位位数相同同、而输输入电压压的满量量程值VVFS不不同时，可可分辩的的最小电电压值不不同。例例如，分分辨率为为12位，VFFS = 5VV时，可可分辨的的最小电电压是11.222 mVV；而VFFS = 100V时，可分分辨的最最小电压压是2.44 mV，当当输入电电压的变变化低于于此值时时，转换换器不能能分辨。例例如，44.9999 5V所所转换的的数字量量均为440955。输出出为BCCD码的的A/DD转换器器一般用用位数表表示分辨辨率，例例如MCC144433双双积分式式A/DD转换器器分辨率率为3（1/22）位。满满度字位位为19999，用用百分数数表示分分辨率为为：（1/119999）×1000 % =00.055 %（2）量量化误差差在不计其其它误差差的情况况下，一一个分辨辨率有限限的ADDC的阶阶梯状转转移特性性曲线与与具有无无限分辨辨率的AADC转转移特性性曲线之之间的最最大偏差差，称为为量化误误差。（3）偏偏移误差差输入信号号为零时时，输出出信号不不为零的的值。（4）满满刻度误误差是指满刻刻度输出出数码所所对应的的实际输输入电压压与理想想输入电电压之差差。（5）线线性度有时又称称为非线线性度，是是指转换换器实际际的转移移函数与与理想直直线的最最大偏移移。（6）绝绝对精度度在一个变变换器中中，任何何数码所所对应的的实际模模拟电压压与其理理想的电电压值之之差并非非是一个个常数，把把这个差差的最大大值定义义为绝对对精度。（7）相相对精度度把绝对精精度中的的最大偏偏差表示示为满刻刻度模拟拟电压的的百分数数。3.3.3 电电子秤AA/D转转换器的的选用电子秤作作为法定定的计量量器具，其其技术指指标、稳稳定性、可可靠性都都有严格格的要求求，必须须符合国国家的标标准，因因此，在在设计时时对于器器件的选选择不仅仅要考虑虑成本，更更要的还还要考虑虑电路的的稳定性性、实用用性。考考虑到本本系统中中对物体体重量的的测量和和使用的的场合，精精度要求求不是很很苛刻，转转换速率率要求也也不高，根根据系统统的精度度要求以以及综合合的分析析，本设设计采用用了ADDC08832。ADCC08332为8位分辨辨率A/D转换换芯片，其其最高分分辩可达达2566级，可可适应一一般的模模拟量转转换要求求。其内内部电源源输入与与参考电电压的复复用，使使得芯片片的模拟拟电压输输入在005VV之间。芯芯片转换换时间仅仅为322us，具具有双数数据输出出可作为为数据校校验，以以减少数数据误差差，转换换速度快快且稳定定性强。独独立的芯芯片使能能输入，使使多器件件挂接和和处理器器控制变变的更加加方便。通通过DII数据输输入端，可可以轻易易的实现现通道功功能的选选择。芯片接口口说明： CS 片选使使能，低低电平芯芯片使能能。 CH00 模模拟输入入通道00，或作作为INN+/-使用。 CHII 模模拟输入入通道11，或作作为INN+/-使用。GND 芯片片参考00电位（地地）。DI 数据信信号输入入，选择择通道控控制。 DO 数据据信号输输出，转转换数据据输出。 CLKK 芯芯片时钟钟输入。Vcc/REFF 电电源输入入及参考考电压输输入（复复用）。图 3.4 ADDC08832 引脚图图3.4 单片机机的选择择在众多的的51系列列单片机机中，要要算 AATMEEL 公司司的ATT89CC51、AT889S551更实实用，因因他不但但和80051指指令、管管脚完全全兼容，而而且其片片内的44K程序序存储器器是FLLASHH工艺的的，这种种工艺的的存储器器用户可可以用电电的方式式瞬间擦擦除、改改写，一一般专为为 ATTMELL ATT89xxx做的的编程器器均带有有这些功功能。显显而易见见，这种种单片机机对开发发设备的的要求很很低，开开发时间间也大大大缩短。写写入单片片机内的的程序还还可以进进行加密密，这又又很好地地保护了了我们的的劳动成成果。 AT899C511是一种种带4KK字节闪闪存可编编程可擦擦除只读读存储器器（FPPEROOMFFlassh PProggrammmabble andd Errasaablee Reead Onlly MMemoory）的的低电压压，高性性能CMMOS 8位微微处理器器，俗称称单片机机。AT899C511单片机机特点能能与MCSS-511 兼容容，有44K字节节可编程程闪烁存存储器，寿寿命能够够达到110000写/擦循环环，数据据可以保保留时间间长达110年，全全静态工工作：00Hz-24MMHz，三三级程序序存储器器锁定，128*8位内部RAM，32可编程I/O线，两个16位定时器/计数器，5个中断源，可编程串行通道，低功耗的闲置和掉电模式，片内振荡器和时钟电路。所以AT89C51符合本次设计的主控芯片。AT899C511单片机机引脚功功能：VCC：供电电电压。      GNDD：接地地。      P00口：P00口为一一个8位漏级级开路双双向I/O口，每每脚可吸吸收8TTTL门门电流。当当P1口的的管脚第第一次写写1时，被被定义为为高阻输输入。PP0能够够用于外外部程序序数据存存储器，它它可以被被定义为为数据/地址的的第八位位。在FFIASSH编程程时，PP0 口口作为原原码输入入口，当当FIAASH进进行校验验时，PP0输出出原码，此此时P00外部必必须被拉拉高。      PP1口：P1口是是一个内内部提供供上拉电电阻的88位双向向I/OO口，P11口缓冲冲器能接接收输出出4TTTL门电电流。PP1口管管脚写入入1后，被被内部上上拉为高高，可用用作输入入，P11口被外外部下拉拉为低电电平时，将将输出电电流，这这是由于于内部上上拉的缘缘故。在在FLAASH编编程和校校验时，P1口作为第八位地址接收。      P2口：P2口为一个内部上拉电阻的8位双向I/O口，P2口缓冲器可接收，输出4个TTL门电流，当P2口被写“1”时，其管脚被内部上拉电阻拉高，且作为输入。并因此作为输入时，P2口的管脚被外部拉低，将输出电流。这是由于内部上拉的缘故。P2口当用于外部程序存储器或16位地址外部数据存储器进行存取时，P2口输出地址的高八位。在给出地址“1”时，它利用内部上拉优势，当对外部八位地址数据存储器进行读写时，P2口输出其特殊功能寄存器的内容。P2口在FLASH编程和校验时接收高八位地址信号和控制信号。 P3口：P3口管脚是8个带内部上拉电阻的双向I/O口，可接收输出4个TTL门电流。当P3口写入“1”后，它们被内部上拉为高电平，并用作输入。作为输入，由于外部下拉为低电平，P3口将输出电流（ILL）这是由于上拉的缘故。P3口也也可作为为AT889C551的一些些特殊功功能口，如如下表所所示：P3.00 RXXD（串串行输入入口）P3.11 TXXD（串串行输出出口）P3.22 /IINT00（外部部中断00）P3.33 /IINT11（外部部中断11）P3.44 T00（记时时器0外部输输入）P3.55 T11（记时时器1外部输输入）P3.66 /WWR（外外部数据据存储器器写选通通）P3.77 /RRD（外外部数据据存储器器读选通通）P3口同同时为闪闪烁编程程和编程程校验接接收一些些控制信信号。RRST：复位输输入。当当振荡器器复位器器件时，要要保持RRST脚脚两个机机器周期期的高电电平时间间。 ALLE/PPROGG：当访访问外部部存储器器时，地地址锁存存允许的的输出电电平用于于锁存地地址的地地位字节节。在FFLASSH编程程期间，此此引脚用用于输入入编程脉脉冲。在在平时，ALE端以不变的频率周期输出正脉冲信号，此频率为振荡器频率的1/6。因此它可用作对外部输出的脉冲或用于定时目的。然而要注意的是：每当用作外部数据存储器时，将跳过一个ALE脉冲。如想禁止ALE的输出可在SFR8EH地址上置0。此时， ALE只有在执行MOVX，MOVC指令是ALE才起作用。另外，该引脚被略微拉高。如果微处理器在外部执行状态ALE禁止，置位无效。图 3.5 ATT89CC51 引脚图图PSENN：外部部程序存存储器的的选通信信号。在在由外部部程序存存储器取取指期间间，每个个机器周周期两次次/PSSEN有有效。但但在访问问外部数数据存储储器时，这这两次有有效的/PSEEN信号号将不出出现。 /EAA/VPPP：当当/EAA保持低低电平时时，则在在此期间间外部程程序存储储器（000000H-FFFFFFH），不不管是否否有内部部程序存存储器。注注意加密密方式11时，/EEA将内内部锁定定为REESETT；当/EEA端保保持高电电平时，此此间内部部程序存存储器。在在FLAASH编编程期间间，此引引脚也用用于施加加12VV编程电电源（VVPP）。  XTAAL1：反向振振荡放大大器的输输入及内内部时钟钟工作电电路的输输入。XTALL2：来来自反向向振荡器器的输出出。3.5 键盘的的选择键盘输入入是人机机交互界界面中重重要的组组成部分分，它是是系统接接受用户户指令的的直接途途径。操操作者通通过键盘盘向系统统发送各各种指令令或置入入必要的的数据信信息。键键盘是由由若干个个按键开开关组成成，键的的多少根根据单片片机应用用系统的的用途而而定。键键盘由许许多键组组成，每每一个键键相当于于一个机机械开关关触点，当当键按下下时，触触点闭合合，当键键松开时时，触点点断开。单单片机接接收到按按键的触触点信号号后作相相应的功功能处理理。因此此，相对对于单片片机系统统来说键键盘接口口信号是是输入信信号。 矩阵式式键盘又又叫行列列式键盘盘。用II/O口口线组成成行、列列结构，按按键设置置在行列列的交点点上。在在矩阵式式键盘中中，每条条水平线线和垂直直线在交交叉处不不直接连连通，而而是通过过一个按按键加以以连接。这这样，一一个端口口就可以以构成44*4=16个个按键，比比之直接接将端口口线用于于键盘多多出了一一倍，而而且线数数越多，区区别越明明显，比比如再多多加一条条线就可可以构成成20键的的键盘，而而直接用用端口线线则只能能多出一一键（99键）。由由此可见见，在需需要的键键数比较较多时，采采用矩阵阵法来做做键盘是是合理的的。因此此，在按按键数量量较多时时，可以以节省II/O口口线。相相对于专专用芯片片式可以以节省成成本，且且更为灵灵活。3.6 显示器器的选择择LCD 液晶显显示器是是 Liiquiid CCrysstall Diispllay 的简称称，LCCD 的的构造是是在两片片平行的的玻璃当当中放置置液态的的晶体，两两片玻璃璃中间有有许多垂垂直和水水平的细细小电线线，透过过通电与与否来控控制杆状状水晶分分子改变变方向，将将光线折折射出来来产生画画面。在在单片机机系统中中应用晶晶液显示示器作为为输出器器件有以以下几个个优点：1、显示示质量高高：由于于液晶显显示器每每一个点点在收到到信号后后就一直直保持那那种色彩彩和亮度度，恒定定发光，而而不像阴阴极射线线管显示示器（CCRT）那那样需要要不断刷刷新新亮亮点。因因此，液液晶显示示器画质质高且不不会闪烁烁。2、数字字式接口口：液晶晶显示器器都是数数字式的的，和单单片机系系统的接接口更加加简单可可靠，操操作更加加方便。3、体积积小、重重量轻、功功耗低：液晶显显示器通通过显示示屏上的的电极控控制液晶晶分子状状态来达达到显示示的目的的，在重重量上比比相同显显示面积积的传统统显示器器要轻得得多。由于本次次设计的的显示模模块需要要显示多多位数字字，如果果采用数数码管显显示的话话将会占占用多个个单片机机I/OO口,使得电电路变得得更为复复杂。所所以选用用液晶显显示。图3.66 LLCD显显示3.7 报警系系统的选选择智能仪器器一般都都具有报报警和通通讯功能能，报警警主要用用于系统统运行出出错、当当测量的的数据超超过仪表表量程或或者是超超过用户户设置的的上下限限时为提提醒用户户而设置置。在本本系统中中，设置置报警的的目的就就是在超超出电子子秤测量量范围时时，发出出声光报报警信号号，提示示用户，防防止损坏坏仪器。超限报警警电路是是由单片片机的II/O口口来控制制的，当当称重物物体重量量超过系系统设计计所允许许的重量量时，通通过程序序使单片片机的II/O值值为高电电平，从从而三极极管导通通，使蜂蜂鸣器SSPEAAKERR发出报报警声，同同时使报报警灯DD1发光光。4硬件电电路的设设计在本系统统中用于于称量的的主要器器件是电电阻应变变片式传传感器，传传感器在在受到压压力或拉拉力时会会产生电电信号，受受到不同同压力或或拉力时时产生的的电信号号也随着着变化，而而且力与与电信号号的关系系一般为为线性关关系。由由于称重重传感器器一般的的输出范范围为00200mV，对对A/DD转换或或单片机机的工作作参数来来说不能能使A/D转换换和单片片机正常常工作，所所以需要要对输出出的信号号进行放放大。由由于传感感器输出出的为模模拟信号号，所以以需要对对其进行行A/DD转换为为数字信信号以便便单片机机接收。单单片机根根据传感感器输出出的电信信号计算算出物体体的重量量。在本本系统中中，硬件件电路的的构成主主要有以以下几部部分： AT889C551的最最小系统统构成、数数据采集集、人-机交换换电路等等。单 片 机复位电路时钟电路按键接口电路A/D转换接口电路LCD显示电路报警电路桥式电路放大电路图4.11 电电子秤硬硬件电路路构成图图AT899C511的最小小系统电电路构成成：AT899C511单片机机的最小小系统由由时钟电电路、复复位电路路、电源源电路及及单片机机构成。单片机的时钟信号用来提供单片机片内各种操作的时间基准，复位操作则使单片机的片内电路初始化，使单片机从一种确定的初态开始运行。单片机的的时钟信信号通常常用两种种电路形形式得到到：内部部振荡方方式和外外部振荡荡方式。在在引脚XXTALL1和XTAAL2外外接晶体体振荡器器(简称称晶振)，就构构成了内内部振荡荡方式。由由于单片片机内部部有一个个高增益益反相放放大器，当当外接晶晶振后，就就构成了了自激振振荡器并并产生振振荡时钟钟脉冲。当当单片机机的复位位引脚RRST出出现2个个机器周周期以上上的高电电平时，单单片机就就执行复复位操作作。如果果RSTT持续为为高电平平，单片片机就处处于循环环复位状状态。上电或开开关复位位要求电电源接通通后，单单片机自自动复位位，并且且在单片片机运行行期间，用用开关操操作也能能使单片片机复位位。单片片机的复复位操作作使单片片机进入入初始化化状态，其其中包括括使程序序计数器器PC00000H，这这表明程程序从000000H地址址单元开开始执行行。系统复位位是任何何微机系系统执行行的第一一步，使使整个控控制芯片片回到默默认的硬硬件状态态下。551单片片机的复复位是由由RESSET引引脚来控控制的，此此引脚与与高电平平相接超超过244个振荡荡周期后后，511单片机机即进入入芯片内内部复位位状态，而而且一直直在此状状态下等等待，直直到REESETT引脚转转为低电电平后，才才检查EEA引脚脚是高电电平或低低电平，若若为高电电平则执执行芯片片内部的的程序代代码，若若为低电电平便会会执行外外部程序序。4.1 桥式电电路与放放大电路路接口设设计图4.22 桥式式电路与与放大电电路的接接口电路路当放物品品时，RRV3，RRV6同同时增加加，RVV5，RRV7同同时减小小，R33，R44为温度度补偿电电阻，RR9接信信号的负负输入端端，形成成负反馈馈电路，RRV4调调节反馈馈系数，VVOLTTS为电电压检测测表，可可用于检检测电路路的调零零。4.2AA/D转转换电路路与ATT89CC51单片机机接口电电路的设设计根据芯片片管脚的的原理，无无论启动动、转换换还是结结果输出出，都要要保证DD0，DD1端为为高电平平，所以以可以将将单片机机的/RRD引脚脚和/WWR端通通过与非非门与AADC008322的D00，D11端连接接起来。转转换结果果分高88位、低低4位与与P0口口相连，分分两次读读入，所所以122/