基于单片机的电子秤毕业论文.pdf

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1、毕业设计论文基于单片机的电子秤基于单片机的电子秤系别:传媒技术学院专业:广播电视工程学号:11405040117姓名:陈凡指导教师:牟宁指导单位:华中师范大学武汉传媒学院完成时间:2015 年 3 月 10 日华中师范大学武汉传媒学院教务处制发I基于单片机的电子秤设计基于单片机的电子秤设计Electronic design based on single chip microcomputerII基于单片机的电子秤设计基于单片机的电子秤设计摘要电子秤是集计算机技术、测量与转换技术、信息处理、数字技术等技术为一体的现代新型称重仪器。它与我们的日常生活紧密相连并成为一种方便、快捷、精确的测量工具，且

2、被广泛的应用于工厂、市场、商业等公共场所的质量测量和信息显示。电子称主要以单片机作为中心控制单元，通过称重传感器进行模数转换，然后配合键盘、LED 显示电路以及强大软件来组成。电子称不但使得测量更加准确、快速，且更重要的是称重自动化、显示数字化等等这些功能对于人们生活的影响越来越大，并广受欢迎。本系统针对电子称的自动称重、数据处理等进行了方案设计和制作过程。为了弄清楚单片机是如何对采样数据进行处理，本文对数据的采集和转换、计算问题进行了研究，讨论了单片机控制系统中关键的计算问题。并在智能电子称硬件设计的基础上，详细说明了电子称的软件系统控制方法。单片机控制的电子称凭借其结构简单，成本低廉的特点

3、深受人们的青睐，而本文将对此进行详细说明。关键词：电子秤；单片机；称重传感器IIIElectrnoic Scale Design Based on MCUAbstractElectronic scale is a computer technology,measurement and conversion technology,information processing,digital technology and other technology as one of the modern novel weighing instruments.It is closely connected

4、with our daily lives and become a convenient,fast and accurate measurement tools,and is widely used in factories,markets,business and other public places of quality measurement and information display.Electronic scale main take singlechip as the central control unit,Analog todigital conversion by we

5、ighing sensor,and then with a keyboard,LED displaycircuit and powerful software components.Electronic scale not only makes themeasurement more accurate,fast,and more importantly is weighing automation,digitaldisplays,etc.These functions have great impact on peoples life andenjoy great popularity.The

6、 system counter electronic scale automatic weighing,data processing makesome project design and manufacturing process.In order to know singlechip howto conduct sampling data processing.This text about the data acquisition and conversion,computational problems have been studied,and discussed the sing

7、lechip control system to calculate the key issue.And On the basis of intelligent electronic scale hardware design,the detailed description of the electronic scale software system control method.Singlechip controlled electronic scale more and more favor isdepend on its Simple structure and Low cost,t

8、he article will be described in detail.Electronic scale;Singlechip;Weighing sensorIV目录1 前 言.11.1 称重技术和衡器的现况及发展.11.2 电子秤的组成.21.2.1 电子秤的基本结构.21.2.2 电子秤的工作原理.21.2.3 电子秤的计量性能.21.3 本设计思路.32 系统的方案设计及设备选型.52.1 控制器部分.52.2 数据采集部分.72.2.1 传感器的选择.72.2.2 放大电路的选择.83 硬件设计.103.1 总体设计.103.2 主控制器电路设计.103.3 传感器放大电路设计.

9、113.4 显示电路设计.114 软件设计.144.1 系统应用程序设计.144.2 主程序流程图设计.154.3 AD 采样程序块设计.154.4 液晶显示程序块设计.164.5 称重数据处理技术.215 总结与体会.23致谢.25参考文献.26附录 电路原理图.2711 绪论1 绪论1.1 称重技术和衡器的现状及发展称重技术从古至今就为人们所重视，作为一种主要的计量手段，被广泛应用于工农业、科研、交通、内外贸易等各个领域，与人民的生活紧密相连。理论上来说电子秤是电子衡器中的一种，而衡器是国家法定计量器具，是国防建设、国计民生、科学研究、内外贸易不可或缺的计量设备，衡器技术水平的高低，将直接

10、影响各行各业的现代化水平和社会经济效益的提高。电子秤的发展历程与其它事物发展一样，同样经历了由简单到复杂，由粗糙到精密、由机械到机电结合再到全电子化、由单一功能到多功能的过程。特别是最近 30 年以来，在工艺流程中现场的称重、配料的称重定量、还有产品的质量监测等工作，都离不开能够输出电信号的电子衡器。这是因为电子衡器不仅能给出质量或者重量信号，还能作为总的控制系统中的一个单元承担着数据的控制和检验功能，从而更自动化和合理化的推进工业生产和贸易往来。在近代，电子秤已经更深入的地参与到了数据处理和过程控制之中。而现代称重技术以及数据系统已经成为储运技术、工艺技术、预包装技术、收发业务及商业的销售领

11、域中不可缺少的组成部分。而伴随着技术上称重传感器各项性能的不断突破，也为电子秤的发展打下了坚实的其础，如美国、西欧等一些国家在 2 0 世纪 6 0 年代就已经出现了 0.1%称量准确度的电子秤，并在 7 0 年代中期对约 75%的机械秤进行了机电结合式的电子化改造。五十年代以来，随着技术的不断发展，我国的电子衡器由最开始的几点几点结合型一步步发展成为了今天的数字型和智能型。而现如今电子衡器的制造技术及应用得到了新发展。而电子称重技术也从静态称重逐步向动态称重发展：计量方法从模拟测量逐步向数字测量发展；测量特点则是从单参数测量逐步向多参数测量发展，特别是对快速称重和动态称重的研究与应用。通过分

12、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模块化、小型化、智能化、集成化；而技术性能的趋向是率高、准确度高、稳定性高、可靠性高；功能的趋向则是称重计量的控制信息与非控制信息并重的“智能化”功能；其应用性能则趋向于综合性和组合性。1.2 电子秤的组成1.2.1 电子秤的基本结构电子秤是利用物体的重力作用来确定物体重量的测量仪器，也可用来确定与质量相关的其他参数。而不管根据什么原理设计的电子秤均由以下三部分组成：(1)承重及传力复位系统它是被称物体与转换元件之间的机械、传力复位系统，又称电子秤的秤体，一般包括接受被称物体载荷的承载器、秤桥结构、吊挂连接部件和限位减振机

13、构等。2(2)称重传感器即由非电量（即质量或重量）转换成电量的转换元件，它是把支撑力变换成电信号或其它形式的适合于计量求值的信号所用的一种辅助工具。根据称重传感器的结构不同，可以分为直接位移传感器（电容式、电感式、电位计式、振弦式、空腔谐振器式等）以及应变传感器（电阻应变式、卢表面谐振式）或是利用磁弹性、电压和电阻等物理效应的传感器。而对称重传感器的基本要求是：输出电量和输入重量需要保持单值对应，并要有良好的线性关系；具有较高的灵敏度；对被称物体状态产生的影响尽量要小；能在较差的工作环境下工作；有较好的频响特性；稳定性好。(3)测量显示及数据输出的载荷测量装置即处理称重传感器信号的电子线路（包

14、括放人器、模数转换、电流源或电压源、调节器、补尝元件、保护线路等）和指示部件（如显示、打印、数据传输和存贮器件等）。这部分习惯上称载荷测量装置或二次仪表。在数字式的测量电路中，通常包括前置放大、滤滤、运算、变换、计数、寄存、控制和驱动显示等环节。1.2.2 电子秤的工作原理当被称物体放置在秤体的秤台上时，其重量便通过秤体传递到称重传感器，传感器随之产生力一电效应，将物体的重量转换成与被称物体重量成一定函数关系（一般成正比关系）的电信号（电压或电流等）。此信号由放大电路进行放大、经滤波后再由模数(A/D)器进行转换，数字信号再送到微处器的 CPU 处理，CPU 不断扫描键盘和各功能开关，根据键盘

15、输入内容和各种功能开关的状态进行必要的判断、分析、由仪表的软件来控制各种运算。运算结果送到内存贮器，需要显示时，CPU 发出指令，从内存贮器中读出送到显示器显示，或送打印机打印。一般地信号的放大、滤波、A/D 转换以及信号各种运算处理都在仪表中完成。1.2.3 电子秤的计量性能电子秤的计量性能涉及的主要技术指标有：量程、分度值、分度数、准确度等级等。(1)量程：电子衡器的最大称量 Max，即电子秤在正常工作情况下，所能称量的最大值。(2)分度值：电子秤的测量范围被分成若干等份，每份值即为分度值。用 e 或 d 来表示。(3)分度数：衡器的测量范围被分成若干等份，总份数即为分度数用 n 表示。电

16、子衡器的最大称量 Max 可以用总分度数 n 与分度值 d 的乘积来表示，即 Max=nd(4)准确度等级国际法制计量组织把电子秤按不同的分度数分成 T、II、III、四类等级，分别对应不同准确度的电子秤和分度数 n 的范围，如表 1 所示：3表 1 不同准确度的电子秤和分度数1.3 本设计思路目前，台式电子秤在商业贸易中的使用已相当普遍，但存在较大的局限性：体积大、成本高、携带不便、应用场所受到制约。现有的便携秤为杆秤或以弹簧、拉伸变形来实现计量的弹簧秤，居民用户使用的基本是杆秤。弹簧盘秤制造工艺要求较高，弹簧的疲劳问题无法彻底解决，一旦超过弹簧弹性限度，弹簧秤就会产生很大误差，以至损坏，影

17、响到称重的准确性和可靠性，只是一种暂时的代用品，也被列入逐渐取消的行列。微控制器技术、传感器技术的发展和计算机技术的广泛应用，电子产品的更新速度达到了日新月异的地步。本系统在设计过程中，除了能实现系统的基本功能外，还增加了打印和通讯功能，可以实现和其他机器或设备（包括上位 PC 机和数据存储设备）交换数据，除此之外，系统的微控制器部分选择了兼容性比较好的 51 系列单片机，在系统更新换代的时候，只需要增加很少的硬件电路，甚至仅仅删改系统控制程序就能够实现。另外由于实际应用当中，称可以有一定量的过载，但不能超出要求的范围，为此还设计了过载提示。综上所述，本设计的主要思路是：利用压力传感器采集因压

18、力变化产生的电压信号，经过电压放大电路放大，然后再经过模数转换器转换为数字信号，最后把数字信号送入单片机。单片机经过相应的处理后，得出当前所称物品的重量及总额，然后再显示出来。主要技术指标为：称量范围 0600g，分度值 1kg，精度等级 III 级，电源 AC220V。这种高精度智能电子秤体积小、计量准确、携带方便，能够满足商业贸易和居民家庭的使用需求。标志及等级电子秤分类分度数范围特种准确度基准衡器n 100000高准确度精密衡器10000 n100000中准确度商业衡器1000 n10000普通准确度粗衡器100n100042 系统的方案设计及设备选型2 系统的方案设计及设备选型按照本设

19、计功能的要求，系统由 5 个部分组成：控制器部分、测量部分、数据显示部分、键盘部分、和电路电源部分，系统设计总体方案框图如图 1 所示。图 1 设计思路框图测量部分是利用称重传感器检测压力信号，得到微弱的电信号（本设计为电压信号），而后经处理电路（如滤波电路，差动放大电路，）处理后，送单片机中的 A/D 转换器，将模拟量转化为数字量输出，控制器接受来自 A/D 转换器输出的数字信号，经过复杂的运算，将数宁信号转换为物体的实际重量信号，并将其送到显示单元中。2.1 控制器部分本设计由于要求必须使用单片机作为系统的主控制器，而且以单片机为主控制器的设计，可以容易地将计算机技术和测量控制技术结合在一

20、起，组成新型的只需要改变软件程序就可以更新换代的“智能化测量控制系统”。这种新型的智能仪表在测量过程自动化、测量结果的数据处理以及功能的多样化方面，都取得了巨大的进展。再则由于系统没有其它高标准的要求，又考虑到本设计中程序部分比较大，根据总体方案设计的分析，设计这样一个简单的的系统，可以选用带 A/D 转换器的单片机，由于应用程序不大，应用程序直接存储存片内，不用在外部扩展存储器，这样电路也可简化。STC 公司的 12 系列的单片机都可使用，在这里选用 STC 生产的 STC12C5A60S2 单片机。STC12C5A60S2 与 MCS-51 相比有如下优势：第一，指令集与 MCS-51 系

21、列单片机完全兼容第二，片内存储器采用闪速存储器，并且支持 SPI-ISP 在线编程，使程序写入更加方5便，提高了调试效率，缩短了开发周期；第三，提供了更小尺寸的芯片，使整个硬件电路体积更小。此外价格低廉、性能比较稳定的 MPU，具有 64K8ROM、1RAM、2 个 16 位定时计数器、5 个 8 位 I/O 接口。这些配置能够很好地实现本仪器的测量和控制要求。第四，单指令周期，运行速度高。第五，自带上电复位电路，可减低单片机外围电路的复杂程度。第六，内置 8 路 10 位高速 A/D 转换，转换速度 25 万次/秒。经过放大电路的信号是模拟信号即模拟量，需要把它变成数字量才能送入单片机控制系

22、统受理，所以需要有 A/D 转换电路。考虑到其他部分所带来的干扰,8 位 A/D 无法满足系统精度要求。作为一般小商品称重需求，我们只需要选择 10 位的 A/D 转换器就可以了。最后我选择了 STC12C5A60S2 这个比较常用的单片机来实现系统的功能要求。STC12C5A60S2 内部带有 60KB 的程序存储器，并且带有 8 路 10 位精度的 A/D 转换器，基本上已经能够满足我们的需要。STC12C5A60S2 单片机的引脚图如图 2 所示。图 2 STC12C5A60S2 单片机的引脚图2.2 数据采集部分电子秤的数据采集部分主要包括称重传感器、处理电路电路，因此对于这部分的论证

23、主要分两方面。62.2.1 传感器的选择在设计中，传感器是一个十分重要的元件，因此对传感器的选择也显的特别的重要，不仅要注意其量程和参数，还有考虑到与其相配置的各种电路的设计的难以程度和设计性价比等等。传感器量程的选择可依据秤的最大称量值、选用传感器的个数、秤体的自重、可能产生的最人偏载及动载等因素综合评价来确定。一般来说，传感器的量程越接近分配到每个传感器的载荷，其称量的准确度就越高。但在实际使用时，由于加在传感器上的载荷除被称物体外，还存在秤体自重、皮重、偏载及振动冲击等载荷，因此选用传感器量程时，要考虑诸多方面的因素，保证传感器的安全和寿命。传感器量程的计算公式是在充分考虑到影响秤体的各

24、个因素后，经过大量的实验而确定的。本设计要求称重范围 0-600g，重量误差不大于 0.1kg。为保证电子秤称量结果的准确度，克服传感器在低量程段线性度差的缺点。传感器的量程应根据皮带秤的最大流量来选择。在实际工作中，要求称重传感器的有效量程在 20%80%之间线性好，精度高。重量误差应控制存0.OIKg，又考虑到秤台自重、振动和冲击分量，还要避免超重损坏传感器，根据设计需要，确定传感器的额定载荷为 1Kg，允许过载为 150%F.S，精度为 0.05%，最大量程时误差0.1kg，可以满足本系统的精度要求。综合考虑，本设计采用 SP20C-G501 电阻应变式传感器，其最人量程为 1Kg.称重

25、传感器由组合式 S 型梁结构及金属箔式应变计构成，具有过载保护装置。由于惠斯登电桥具诸如抑制温度变化的影响，抑制干扰，补偿方便等优点，所以该传感器测量精度高、温度特性好、工作稳定等优点，广泛用于各种结构的动、静态测量及各种电子秆的一次仪表。该称重传感器主要由弹性体、电阻应变片电缆线等组成，其工作原理如图 3 所示。7图 3 称重传感器原理图本设计的测量电路采用最常见的桥式测量电路，用到的是电阻应变传感器半桥式测量电路。它的两只应变片和两只电阻贴在弹性梁上，测量电阻随重力变化导致弹性梁应变而产生的变化。其测量原理：用应变片测量时，将其粘贴在弹性体上。当弹性体受力变形时，应变片的敏感栅也随同变形，

26、其电阻值发生相应变化，通过转换电路转换为电压或电流的变化。由于内部线路采用惠更斯电桥，当弹性体承受载荷产生变形时，输出信号电压可由下式给出：上式说明电桥的输出电压 V 和四个桥臂的应变片感受的应变量的代数和成正比。2.2.2 放大电路选择称重传感器输出电压振幅范围 020mV。而 A/D 转换的输入电压要求为 02V，因此放大环节要有 100 倍左右的增益。对放大环节的要求是增益可调的（70150 倍），根据本设计的实际情况增益设为 100 倍即可，零点和增益的温度漂移和时间漂移极小。按照输入电压 20mV，分辨率 20000 码的情况，漂移要小于 1 旧。由于其具有极低的失调电压的温漂和时漂

27、（lI.LV），从而保证了放大环节对零点漂移的要求。残余的一点漂移依靠软件的自动零点跟踪来彻底解决。稳定的增益量可以保证其负反馈回路的稳定性，并且最好选用高阻值的电阻和多圈电位器。由称重传感器的称量原理可知，电阻应变片组成的传感器是把机械应变转换成R/R，8而应变电阻的变化一般都很微小，例如传感器的应变片电阻值 120，灵敏系数 K=2，弹性体存额定载荷作用下产生的应变为 l000，应变电阻相对变化量为：R/R=K=2100010-6=0.002由上式可以看出电阻变化只有 0.24，其电阻变化率只有 0.2%。这样小的电阻变化既难以直接精确测量，又不便直接处理。因此，必须采用转换电路，把应变计

28、的R/R 变化转换成电压或电流变化，但是这个电压或电流信号很小，需要增加增益放大电路来把这个电压或电流信号转换成可以被 A/D 转换器接收的信号。在前级处理电路部分，我们考虑可以采用以下几种方案：方案一：利用普通低温漂运算放大器构成前级处理电路；普通低温漂运算放大器构成多级放大器会引入大量噪声。由于 A/D 转换器需要很高的精度，所以几毫伏的干扰信号就会直接影响最后的测量精度。所以，此种方案不宜采用。方案二：主要由高精度低漂移运算放大器构成差动放大器，而构成的前级处理电路；差动放人器具有高输入阻抗，增益高的特点，可以利用普通运放(如 OP07)做成一个差动放大器。一般说来，集成化仪用放大器具有

29、很高的共模抑制比和输入阻抗，因而在传统的电路设计中都是把集成化仪器放人器作为前置放人器。然而，绝人多数的集成化仪器放大器，特别是集成化仪器放大器，它们的共模抑制比与增益相关：增益越高，共模抑制比越大。而集成化仪器放大器作为心电前置放大器时，由于极化电压的存在，前置放大器的增益只能在几十倍以内，这就使得集成化仪器放大器作为前置放大器时的共模抑制比不可能很高。有同学试图在前置放大器的输入端加上隔直电容（高通网络）来避免极化电压使高增益的前置放大器进入饱和状态，但由于信号源的内阻高，且两输入端不平衡，隔直电容（高通网络）使等共模干扰转变为差模干扰，结果适得其反，严重地损害了放人器的性能。为了实现信号

30、的放人，其设计电路如图 4 所示：9图 4 利用高精度低漂移运放设计的差动放大器1 前级采用运放 Al 和 A2 组成并联型差动放大器。理论上不难证明，存运算放大器为理想的情况下，并联型差动放人器的输入阻抗为无穷人，共模抑制比也为无穷人。更值得一提的是，在理论上并联型差动放人器的共模抑制比与电路的外围电阻的精度和阻值无关。2 阻容耦合电路放存由并联型差动放大器构成的前级放大器和由仪器放大器构成的后级放大器之间，这样可为后级仪器放大器提高增益，进而提高电路的共模抑制比提供了条件。同时，南于前置放大器的输出阻抗很低，同时又采用共模驱动技术，避免了阻容耦合电路中的阻、容元件参数不对称（匹配）导致的共

31、模干扰转换成差模干扰的情况发生。3 后级电路采用廉价的仪器放大器，将双端信号转换为单端信号输出。由于阻容耦合电路的隔直作用，后级的仪器放大器可以做到很高的增益，进而得到很高的共模抑制比。103 硬件设计3 硬件设计3.1 总体设计该系统采用应变片式传感器进行测量，得出模拟信号；再进行放大，然后送入单片机进行模数转换处理和数据处理。由传感器模块、主机接口模块、按键与显示模块组成。3.2 主控制器电路设计主控制器是 STC12C5A60S2 单片机，其外围电路简单，只需要加上晶振电路和电源就可以工作。主控制器电路如图 5 所示。图 5 主控制系统113.3 传感器放大电路设计传感器的放大点路由两级

32、组成，前级是由两个同相比例运算电路组成，后级是一个差动比例运算电路。传感器传出的信号首先经过前级初步放大，然后到后级。由于前级的对称性可以直接影响到后级的共模抑制比，考虑到元件阻值的误差，R2,R4 可以选择多圈精密可调电阻。为了提升后级对于共模信号的抑制能力，反馈电阻 R3 也采用了精密多圈可调电阻。传感器放大电路如图 6 所示。图 6 传感器放大电路3.4 显示电路设计1602 液晶模块的引脚连线如图 7。其中，第 1、2 脚为液晶的驱动电源；第三脚 VL 是液晶的对比度调节，通过在 VCC 和 GND 之间加上一个 10K 多圈可调电阻，中间抽头接 VL，可实现液晶对比度的调节；液晶的控

33、制线 RS、R/W、E 分别接单片机的 P0.5、P0.6、P0.7；数据口接在单片机的 P2 口；BL+、BL-为液晶背光电源。12图 7 1602 液晶模块的接线图1602 液晶模块的初始化过程：延迟 15ms写指令 38H（不检测忙信号）延迟 5ms写指令 38H（不检测忙信号）延迟 5ms写指令 38H（不检测忙信号）（以后每次写指令、读/写数据操作之前均需检测忙信号）写指令 38H：显示模式设置写指令 08H：显示关闭写指令 01H：显示清屏写指令 06H：显示光标移动设置写指令 0CH：显示开及光标设置131602 液晶模块的读操作时序如图 8 所示。图 8 1602 液晶模块的读

34、操作时序1602 液晶模块的写操作时序如图 9 所示。图 9 1602 液晶模块的写操作时序144 软件设计4 软件设计4.1 系统应用程序设计本设计采用 C 语言编程，编译环境为 keil UV3。keil c51 是美国Keil Software 公司出品的51 系列兼容单片机C 语言软件开发系统，和汇编相比，C 在功能上、结构性、可读性、可维护性上具有明显的优势，因而易学易用。Keil c51 软件提供丰富的库函数和功能强大的集成开发调试工具，全Windows 界面。另外重要的一点，只要看一下编译后生成的汇编代码，就能体会到keil c51 生成目标代码的效率之高，大多数语句生成的汇编代

35、码都非常精炼紧凑，容易理解。而在开发大型软件时更能体会到高级语言的优势。Keil C51 可以完成编辑、编译、连接、调试、仿真等一整个开发流程。开发人员可用IDE 本身或其它编辑器编辑C 或汇编源文件，然后分别有C51 及A51 编辑器编译连接生成单片机可执行的二进制文件（.HEX），然后通过单片机的烧写软件将HEX 文件烧入单片机内。软件主要由三部分组成：一是初始化系统；二是按键检测；三是数据采集、数据处理并显示。这三部分的操作分别都在主程序中来进行。程序采用的是模块化的结构，这样程序结构清楚，易编程且易读性好，同事也便于调试和修改。程序结构如图10所示。图 10 程序结构154.2 主程序

36、流程图设计系统程序固化在STC12C5A60S2内部的flash存储器中，分为主程序以及若干子程序。主程序的功能是系统初始化，管理和启用各个子程序。本设计的程序流程图如图11所示。图 11 程序流程图4.3 AD 采样程序块设计本文设计的 STC12C5A60S2 片内 AD 程序如下：#include config.h/-/SPEED1 SPEED0A/D 转换所需时间#define AD_SPEED0 x60/0110,00001190 个时钟周期转换一次,/CPU 工作频率 21MHz 时 A/D 转换速度约 300KHz/#define AD_SPEED0 x40/0100,00001

37、0140 个时钟周期转换一次/#define AD_SPEED0 x20/0010,000001280 个时钟周期转换一次/#define AD_SPEED0 x00/0000,000000420 个时钟周期转换一次/-16unsigned int get_AD_result(unsigned char channel)unsigned char AD_finished=0;/存储 A/D 转换标志ADC_RES=0;/A/D 转换结果高 8 位ADC_RESL=0;/A/D 转换结果低 2 位channel&=0 x07;/0000,0111 清 0 高 5 位ADC_CONTR=AD_SP

38、EED;_nop_();ADC_CONTR|=0 xE0;/1110,0000 清 ADC_FLAG，ADC_START 位和低三位ADC_CONTR|=channel;/选择 A/D 当前通道_nop_();ADC_CONTR|=0 x80;/启动 A/D 电源delay(1);/使输入电压达到稳定ADC_CONTR|=0 x08;/0000,1000 令 ADCS=1,启动 A/D 转换AD_finished=0;while(AD_finished=0)/等待 A/D 转换结束AD_finished=(ADC_CONTR&0 x10);/0001,0000 测试 A/D 转换结束否ADC_

39、CONTR&=0 xE7;/1111,0111 清 ADC_FLAG 位,关闭 A/D 转换return(ADC_RES2|ADC_RESL);/返回转换后的结果4.4 液晶显示程序块设计本文设计的 1602 液晶操作程序如下：/*函 数 名：WriteDataLCD()功能：向 1602 写数据说明：入口参数：WDLCD返 回 值：无*/17void WriteDataLCD(unsigned char WDLCD)ReadStatusLCD();/检测忙LCD_Data=WDLCD;LCD_RS=1;LCD_RW=0;LCD_E=0;/若晶振速度太高可以在这后加小的延时LCD_E=0;LC

40、D_E=0;/延时LCD_E=1;/*函 数 名：WriteCommandLCD()功能：向 1602 写指令说明：入口参数：WDLCD，BuysC返 回 值：无*/void WriteCommandLCD(unsigned char WCLCD,BuysC)/BuysC 为 0 时忽略忙检测if(BuysC)ReadStatusLCD();/根据需要检测忙LCD_Data=WCLCD;LCD_RS=0;LCD_RW=0;LCD_E=0;LCD_E=0;LCD_E=0;LCD_E=1;/*函 数 名：ReadDataLCD()功能：从 1602 读数据说明：入口参数：无18返 回 值：LCD_

41、Data*/unsigned char ReadDataLCD(void)LCD_RS=1;LCD_RW=1;LCD_E=0;LCD_E=0;LCD_E=0;LCD_E=1;return(LCD_Data);/*函 数 名：ReadStatusLCD()功能：读取 1602 状态说明：如果为忙，则一直等到非忙为止入口参数：无返 回 值：LCD_Data*/unsigned char ReadStatusLCD(void)LCD_Data=0 xFF;LCD_RS=0;LCD_RW=1;LCD_E=0;LCD_E=0;LCD_E=0;LCD_E=1;delay_18B20(200);/Delay

42、5Ms();/检测忙信号proteus 仿真时，延迟 5MS，关闭 while 循环while(LCD_Data&Busy)/硬件使用时，不延迟，打开 while 循环return(LCD_Data);/*函 数 名：LCDInit()19功能：1602 初始化说明：入口参数：无返 回 值：无*/void LCDInit(void)LCD_Data=0;WriteCommandLCD(0 x38,0);/三次显示模式设置，不检测忙信号Delay5Ms();WriteCommandLCD(0 x38,0);Delay5Ms();WriteCommandLCD(0 x38,0);Delay5Ms(

43、);WriteCommandLCD(0 x38,1);/显示模式设置,开始要求每次检测忙信号WriteCommandLCD(0 x08,1);/关闭显示WriteCommandLCD(0 x01,1);/显示清屏WriteCommandLCD(0 x06,1);/显示光标移动设置WriteCommandLCD(0 x0C,1);/显示开及光标设置/*函 数 名：DisplayOneChar()功能：按指定位置在 1602 显示一个字符说明：X 为列，Y 为行，DData 为字符入口参数：X，Y，DData返 回 值：无*/按指定位置显示一个字符void DisplayOneChar(unsig

44、ned char X,unsigned char Y,unsigned char DData)Y&=0 x1;X&=0 xF;/限制 X 不能大于 15，Y 不能大于 1if(Y)X|=0 x40;/当要显示第二行时地址码+0 x40;X|=0 x80;/算出指令码20WriteCommandLCD(X,0);/这里不检测忙信号，发送地址码WriteDataLCD(DData);/*函 数 名：DisplayListChar()功能：按指定位置在 1602 显示一串字符说明：X 为列，Y 为行，*DData 为字符串入口参数：X，Y，DData返 回 值：无*/void DisplayList

45、Char(unsigned char X,unsigned char Y,unsigned char code*DData)unsigned char ListLength;ListLength=0;Y&=0 x1;X&=0 xF;/限制 X 不能大于 15，Y 不能大于 1while(DDataListLength!=0)/若到达字串尾则退出if(X=0 xF)/X 坐标应小于 0 xFDisplayOneChar(X,Y,DDataListLength);/显示单个字符ListLength+;X+;/*函 数 名：Delay5Ms()功能：5ms 延时说明：入口参数：无返 回 值：无*/v

46、oid Delay5Ms(void)21unsigned int TempCyc=5552;while(TempCyc-);/*函 数 名：Delay400Ms()功能：400ms 延时说明：入口参数：无返 回 值：无*/void Delay400Ms(void)unsigned char TempCycA=5;unsigned int TempCycB;while(TempCycA-)TempCycB=7269;while(TempCycB-);4.5 称重数据处理技术测量精度和精确性是电子秤设计的关键，加入软件数据处理技术，可以克服改进包括传感器在内的各个测量环节硬件本身所存在的缺陷或不足

47、，使的原来单靠硬件电路难以实现的信号处理问题得到了解决，提升电子秤的综合性能。在电子称重系统中，主要的数据处理技术有：无效物理量的去除、标度变换技术、数字滤波技术、零漂处理、非线性补偿技术等。(1)无效物理量的去除在称重系统中，称重传感器输出的信号是秤台、支架和被测物之和的转换信号，实际所要测的是被测物的重量，因此，秤台、支架等是无效的物理量，在信号处理过程中要用软件想方法来去除。(2)标度变换技术在实际测量中，被测模拟信号被检测出来并转换成数字信号后，需要转换成操作人员所熟悉的工程信号。因为，被测信号经过传感器以及 A/D 转换之后得到的数字信号是一系22列的数码，这些数码值并不直接等于原来

48、带有量纲的参数值，它仅仅对应参数的大小，因此，必须把它转换成带有量纲的数值后才能显示或打印输出，这种转换就是工程信号变换，又称标度变换。(3)数字滤波技术实际测量中，由于被测数据的所处环境可能比较恶劣，干扰源较多，各种电子秤在称量过程中，来自传感器的有用信号往往混杂有各种频率的干扰信号。为了抑制干扰信号，我们一般在称重仪表的信号入口处采用 RC 低通滤波器，该种滤波器能抵制高频干扰信号，但对低频干扰信号的滤波效果差，而数字滤波却可以对极低频率的干扰信号迸行滤波。数字滤波就是在软件设计时采用一定的计算方法对输入的信号进行数学处理，减少干扰信号在有用信号中的比重，提高信号的真实性，它不用增加硬件，

49、只需按照预定的滤波算法编写出相应的程序，就能达到滤波的目的。在称重系统中常用的数滤波技术有：程序判断滤波法、平滑滤波法、中位值滤波法等。实际应用中可根据情况选择其中一种或几种滤波方法的组合，对采集信号实现数字滤波。(4)零漂处理零位稳定是影响电子秤精度的主要因素，因受温度等其它因素的影响会引起零位不稳定，我们把这种现象称为零漂。由于零漂的影响，零输入信号时，输出可能不为零，为消除这个零位漂移值，我们一般采用零位补偿技术，零位补偿就是把这个零位漂移值储存起来，而当我们每次采集完数据之后减去漂移值，最后得到的数值就是消除零漂之后的有效信号。(5)非线性补偿在检测过程中，犹豫检测传感器的输入输出特性

50、仅仅只在一定范围内近似呈线性，而在某些范围内则明显呈非线性，同时，传感器又具有离散性，还可能会有温漂、滞后等缺憾。在信号处理过程中也常用软件处理方法来补偿和校正以上误差。常用的非线性补偿处理方法有三种：分段线性插值法、曲线拟合法、查表法。我们一般对于不太弯曲的输入输出曲线采用线性插值法，对于比较弯曲的输入输出曲线，我们一般都采用二次抛物线插值法，而对于那些不规则的输入输出曲线，我们则采用分段曲线拟合法。对于用应变称重传感器的称重系统来说，由于其非线性度不是很大，所以常采用分段线性插值法。本设计对五种数据处理技术进行了结合运用。235 总结与体会5 总结与体会通过这次毕业设计，让我对我的大学四年