电子秤是称重技术中的一种新型仪表,广泛应用于各种场合。电子秤与机械秤比较有体积小、重量轻、结构简单、价格低、实用价值强、维护方便等特点,可在各种环境工作,重量信号可远传,易于实现重量显示数字化,易于与计算机联网,实现生产过程自动化,提高劳动生产率。

功能描述

1、采用51单片机作为核心控制单元;

2、采用压力传感器对数据进行采集,电子秤专用24位AD转换芯片HX711对传感器采集到的模拟量进行AD转换;

3、采用LCD1602液晶进行数据显示;

4、当测量重量超出报警阈值时,蜂鸣器进行过载报警;

5、可通过按键设置报警阈值;

基于单片机的智能电子秤系统设计(#0507)_引脚

按键说明

K1:短按报警值-100;长按报警值-1000;

K2:短按进入阈值设置;长按去皮归零;

K3:短按阈值+100;长按阈值+1000;

整体方案

本系统在设计时充分考虑到系统的实用性及成本的可行性的前提下,设计完成了最终的硬件设计方案如下所示。

基于单片机的智能电子秤系统设计(#0507)_单片机_02

电路设计

采用Altium Designer作为电路设计工具。Altium Designer通过把原理图设计、PCB绘制编辑、拓扑逻辑自动布线、信号完整性分析和设计输出等技术的完美融合,为设计者提供了全新的设计解决方案,使设计者可以轻松进行设计,熟练使用这一软件必将使电路设计的质量和效率大大提高。

基于单片机的智能电子秤系统设计(#0507)_传感技术_03

单片机管脚说明:

P0端口(P0.0-P0.7):P0口为一个8位漏极开路双向I/O口,每个引脚可吸收8TTL门电流。当P1口的管脚第一次写1时,被定义为高阻输入。P0能够用于外部程序数据存储器,它可以被定义为数据/地址的第八位。在FIASH编程时,P0 口作为原码输入口,当FIASH进行校验时,P0输出原码,此时P0外部必须被拉高。

P1端口(P1.0-P1.7):P1口是一个内部提供上拉电阻的8位双向I/O口,P1口缓冲器能接收输出4TTL门电流。P1口管脚写入1后,被内部上拉为高电平,可用作输入,P1口被外部下拉为低电平时,将输出电流,这是由于内部上拉的缘故。在FLASH编程和校验时,P1口作为第八位地址接收。

P2端口(P2.0-P2.7):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,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端口(P3.0-P3.7):P3口管脚是一个带有内部上拉电阻的8位的双向I/O端口,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。作为输入端时,由于外部下拉为低电平,P3口将输出电流(ILL)。P3口同时为闪烁编程和编程校验接收一些控制信号。

VCC(40):供电电压,其工作电压为5V。
GND(20):接地。

RST(9):复位输入。在振荡器运行时,有两个机器周期(24个振荡周期)以上的高电平出现在此引脚时,将使单片机复位,只要这个引脚保持高电平,51芯片便循环复位。复位后P3.0-P3.7口均置1,引脚表现为高电平,程序计数器和特殊功能寄存器SFR全部清零。当复位脚由高电平变为低电平时,芯片为ROM的00H处开始运行程序。复位操作不会对内部RAM有所影响。

ALE/PROG (30):当访问外部存储器时,地址锁存允许的输出电平用于锁存地址的地低位字节。在FLASH编程期间,此引脚用于输入编程脉冲。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。如果想禁止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,则置位无效。

PSEN(29):外部程序存储器的选通信号。在由外部程序存储器取指令期间,每个机器周期两次PSEN有效。但在访问外部数据存储器时,这两次有效的PSEN信号将不出现。

XTAL1(19):来自反向振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入。
XTAL2(18):来自反向振荡器的输出。

EA/VPP(31):当EA保持低电平时,则在此期间外部程序存储器(0000H-FFFFH),不管是否有内部程序存储器。注意加密方式1时,EA将内部锁定为RESET;当EA端保持高电平时,此间内部程序存储器。在FLASH编程期间,此引脚也用于施加12V的编程电源(VPP)。

仿真设计

采用Proteus7.5作为仿真设计工具。Proteus是一款著名的EDA工具(仿真软件),从原理图布图、代码调试到单片机与外围电路协同仿真,一键切换到PCB设计,真正实现了从概念到产品的完整设计。

基于单片机的智能电子秤系统设计(#0507)_引脚_04

主程序设计

void main()
{
uchar i;
delay_1ms(500); //等待开机数据稳定
init_1602(); //lcd1602初始化
write_string(1,0," Welcome to you ");
write_string(2,0,"Electronic scale");
get_pizhong(); //获取皮重,秤盘重量
delay_1ms(2000);
delay_1ms(2000);
get_pizhong(); //再次获取皮重,秤盘重量
warn_weight=5000;
write_string(1,0," Weight g");
write_string(2,0," Warning g");
while(1)
{
//按键2
if(K2==0)
{
delay_1ms(10);
if(K2==0)
{
while(!K2)
{
time2++;
delay_1ms(10);
if(time2>=200) //长按键:按下时间达到一定时进入执行
{
time2=200;
get_pizhong(); //数据清零,即去皮
get_weight();
//去皮成功,清零重量闪烁3下
write_string(1,10,"00000g");
write_string(1,10," ");delay_1ms(300);
write_string(1,10,"00000g");delay_1ms(300);
write_string(1,10," ");delay_1ms(300);
write_string(1,10,"00000g");delay_1ms(300);
write_string(1,10," ");delay_1ms(300);
write_string(1,10,"00000g");
while(!K2);
}

}
if(time2<200) //短按键:按下时间短进入执行
{
K2_num++;
if(K2_num==3)
K2_num=0;
if(K2_num==0)
{
write_string(1,0," ");
write_string(2,0," ");
}
if(K2_num==1)
{
write_string(1,0,"*");
write_string(2,0," ");
}
if(K2_num==2)
{
write_string(1,0," ");
write_string(2,0,"*");
}
}
time2=0;
}
while(!K2);//松手检测
}

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