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STC89C52单片机驱动的电子秤设计:基于HL-8传感器的精确度量
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更新于2024-06-24
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本文档主要探讨的是基于单片机的电子秤设计,采用的硬件平台是STC89C52单片机为核心,配合HL-8型悬臂梁式电阻应变式传感器。设计目标是为了满足商业环境中对度量精度和速度的需求,电子秤系统由单片机控制电路、A/D转换电路、传感器、LCD显示、矩阵键盘和蜂鸣器模块构成。 首先,引言部分强调了电子秤在现代商业中的重要性,传统秤具逐渐被电子计价秤取代,因其精确度和效率更高。作者唐杰和指导教师吕虹针对这一需求进行系统设计,重点阐述了设计思路、方法及实施过程,包括传感器的选择和单片机的集成优势。STC89C52单片机以其低功耗、高性能和8K在系统可编程特性,成为系统的核心,其集成的稳压电源和片内时钟振荡器简化了外围电路设计,提高了系统的可靠性和性价比。 在第一章,系统组成和工作原理被详细介绍。系统由传感器负责捕捉物体重量,将其转化为电信号,经过全桥测量电路进一步转换为电压变化,然后由HX711进行信号调理并送入A/D转换器。A/D转换的结果被单片机接收和处理,再传递到LCD显示模块显示测量结果。设计过程中,为了保证线性度,需要不断优化程序。 第二章深入讨论了硬件设计,特别是对STC89C52单片机的详细说明。它具备8K的闪存用于程序编写,与80C51指令集兼容,使得开发和维护更为便捷。此外,单片机作为系统的大脑,控制着整个电子秤的运行流程,通过接口简单地与其他模块交互,避免了复杂的内部寄存器编程。 总体来说,这份文档详细阐述了如何利用单片机技术构建高效、精确的电子秤,不仅介绍了硬件的选择和配置,还涵盖了系统的工作原理和设计过程,为读者提供了一个实用的电子秤设计参考案例。
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安徽建筑大学毕业设计(论文)
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驱动 4 个 TTL 逻辑电平。对 P2 端口写“1”时,内部上拉电阻把端口拉高,此时
可以作为输入口使用。作为输入使用时,被外部拉低的引脚由于内部电阻的原因,
将输出电流。在访问外部程序存储器或用 16 位地址读取外部数据存储器时,P2
口送出高八位地址。在这种应用中,P2 口使用很强的内部上拉发送“1”。在使
用 8 位地址访问外部数据存储器时,P2 口输出 P2 锁存器的内容。在闪烁编程和
校验时,P2 口也接收高 8 位地址字节和一些控制信号。
P3 口:P3 口是一个具有内部上拉电阻的 8 位双向 I/O 口,P3 输出缓冲器能
驱动 4 个 TTL 逻辑电平。对 P3 端口写“1”时,内部上拉电阻把端口拉高,此时
可以作为输入口使用。作为输入使用时,被外部拉低的引脚由于内部电阻的原因,
将输出电流。
RST:复位输入。当晶振工作时,RST 引脚持续 2 个机器周期高电平将使单
片机复位。
EA/VPP:访问外部程序存储器控制信号。为使能从 0000H 到 FFFFH 的外部程
序存储器读取指令,EA 必须接 GND。为了执行内部程序指令,EA 应该接 Vcc。在
闪烁编程期间,EA 也接收 12 伏 VPP 电压。
XTAL1:振荡器反相放大器和内部时钟发生电路的输入端。
XTAL2:振荡器反相放大器的输出端。
2.1.3 复位电路
单片机上电时,当振荡器正在运行时,只要持续给出 RST 引脚两个机器周期
的高电平,便可完成系统复位。外部复位电路是为提供两个机器周期以上的高电
平而设计的。系统采用上电自动复位,上电瞬间电容器上的电压不能突变,RST
上的电压是 Vcc 上的电压与电容器上的电压之差,因而 RST 上的电压与 Vcc 上的
电压相同。随着充电的进行,电容器上的电压不断上升,RST 上的电压与 Vcc 上
的电压相同。随着充电的进行,电容器上的电压不断上升,RST 上的电压就随着
下降,RST 脚上只要保持 10ms 以上高电平,系统就会有效复位。电容 C1 可取
10~33μF,R 取 10kΩ,充电时间常数为 10×10
-6
×10×10
3
=100ms。
复位电路的实现可以有很多种方法,但是从功能上一般分为两种:一种是电
源复位,即外部的复位电路在系统通上电源之后直接使单片机工作,单片机的起
停通过电源控制;另一种方法是在复位电路中设计按键开关,通过按键开关触发
复位电平,控制单片机的复位。本设计使用了第二种方法,其电路图如图 2-1 所
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示。
图 2-1 STC89C52 单片机复位电路,晶振电路图
2.1.4 晶振电路
STC89C52 单片机有一个用于构成内部振荡器的反相放大器,XTAL1 和 XTAL2
分别是放大器的输入、输出端,外接石英晶体或陶瓷振荡器以及补偿电容 C2、C3
构成并联谐振电路。当外接石英晶体时,电容 C2、C3 选 30pF±10pF;当外接陶
瓷振荡器时,电容 C2、C3 选 40pF±10pF。STC89C52 系统中晶振频率一般在
1.2~12MHz 选择。外接电容 C2、C3 的大小会影响振荡器频率的高低、振荡频率
的稳定度、起振时间及温度稳定性。在设计电路板时,晶振和电容应靠近单片机,
以便减少寄生电容,保证振荡器稳定可靠工作。在本系统中,选择了 12MHz 石英
晶振,电容 C1、C2 为 30pF。其电路图如图 2-1 所示。
2.2 A/D 转换芯片 HX711 接口电路的设计
根据设计要求,系统要求输出的电流信号为 20~1000mA,步进为 1mA,且要
求显示数值,因此,给定量的执行元件 A/D 转换器至少需要 12 位的转换精度。
结合系统的设计要求,并考虑到单片机的 I/O 接口资源紧张等因素,最终确定选
用 HX711 量化精度能达到 1/4096<1/1000,完全能达到设计的精度要求。HX711
接口电路如图 2-2 所示。
VCC
10K
R22
K4
VCC
1
2
Y1
12MHz
30pFC5
30pFC6
10uF
C7
P1.0
1
P1.1
2
P1.2
3
P1.3
4
P1.4
5
P1.5
6
P1.6
7
P1.7
8
RST
9
P3.0/RXD
10
P3.1/TXD
11
P3.2/INT0
12
P3.3/INT1
13
P3.4/T0
14
P3.5/T1
15
P3.6/WR
16
P3.7/RD
17
XTAL2
18
XTAL1
19
VSS
20
P2.0
21
P2.1
22
P2.2
23
P2.3
24
P2.4
25
P2.5
26
P2.6
27
P2.7
28
PSEN
29
ALE
30
EA
31
P0.7
32
P0.6
33
P0.5
34
P0.4
35
P0.3
36
P0.2
37
P0.1
38
P0.0
39
VCC
40
STC89C52RC
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