发布时间 : 星期一 文章《检测技术》课程设计-基于应变片的电子秤设计更新完毕开始阅读
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。
2.2.5 显示模块
显示部分主要可以分为:LED数码管显示,LCD液晶显示。
但是由于虽然LED数码管显示实现原理简单,显示直观,编程简单,但显示内容单一,若要同时显示单价,金额等诸多信息则需要大量的数码管,而且不能显示中文,由此增加了电路的复杂程度,也加大了编程的难度。而LCD可以设置显示单价,金额,中文等信息,它具有低功耗,可视面大,画面友好及抗干扰能力强等功能,其显示技术已经得到广泛的应用。下面具体介绍LCD显示。
液晶显示器各种图形的显示原理
(1)线段的显示:点阵图形式液晶由M×N个显示单元组成,假设LCD显示屏有64行,每行有128列,每8列对应1字节的8位,即每行由16字节,共16×8=128个点组成,屏上64×16个显示单元与显示RAM区1024字节相对应,每一字节的内容和显示屏上相应位置的亮暗对应。例如屏的第一行的亮暗由RAM区的000H——00FH的16字节的内容决定,当(000H)=FFH时,则屏幕的左上角显示一条短亮线,长度为8个点;当(3FFH)=FFH时,则屏幕的右下角显示一条短亮线;当(000H)=FFH,(001H)=00H,(002H)=00H,……(00EH)=00H,(00FH)=00H时,则在屏幕的顶部显示一条由8段亮线和8条暗线组成的虚线。这就是LCD显示的基本原理。 (2)字符的显示:用LCD显示一个字符时比较复杂,因为一个字符由6×8或8×8点阵组成,既要找到和显示屏幕上某几个位置对应的显示RAM区的8字节,还要使每字节的不同位为“1”,其它的为“0”,为“1”的点亮,为“0”的不亮。这样一来就组成某个字符。但由于内带字符发生器的控制器来说,显示字符就比较简单了,可以让控制器工作在文本方式,根据在LCD上开始显示的行列号及每行的列数找出显示RAM对应的地址,设立光标,在此送上该字符对应的代码即可。
(3)汉字的显示:汉字的显示一般采用图形的方式,事先从微机中提取要显示的汉字的点阵码(一般用字模提取软件),每个汉字占32B,分左右两半,各占16B,左边为1、3、5……右边为2、4、6……根据在LCD上开始显示的行列号及每行的列数可找出显示RAM对应的地址,设立光标,送上要显示的汉字的第一字节,光标位置加1,
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送第二个字节,换行按列对齐,送第三个字节……直到32B显示完就可以LCD上得到一个完整汉字。
1602字符型LCD简介
字符型液晶显示模块是一种专门用于显示字母、数字、符号等点阵式LCD,目前常用16*1,16*2,20*2和40*2行等的模块。1602LCD主要技术参数:显示容量:16×2个字符,芯片工作电压:4.5—5.5V,工作电流:2.0mA(5.0V),模块最佳工作电压:5.0V,字符尺寸:2.95×4.35(W×H)mm。
由于本次设计的显示模块需要显示多位数字,如果采用数码管显示的话将会占用多个单片机I/O口,使得电路变得更为复杂。所以选用液晶显示,1602LCD符合基本条件,能够采用。
2.2.6 键盘输入
键盘输入是人机交互界面中重要的组成部分,它是系统接受用户指令的直接途径。操作者通过键盘向系统发送各种指令或置入必要的数据信息。因此键盘模块设计的好坏,直接关系到系统的可靠性和稳定性。键盘是由若干个按键开关组成,键的多少根据单片机应用系统的用途而定。键盘由许多键组成,每一个键相当于一个机械开关触点,当键按下时,触点闭合,当键松开时,触点断开。单片机接收到按键的触点信号后作相应的功能处理。因此,相对于单片机系统来说键盘接口信号是输入信号。
矩阵式键盘设计 矩阵式键盘又叫行列式键盘。用 I/O 口线组成行、列结构,按键设置在 行列的交点上。例如,用 2×2 的行列结构可构成 4 个键的键盘,4×4 行列结构可构成 16 个键的 键盘。因此,在按键数量较多时,可以节省 I/O 口线。相对于专用芯片式可以节省成本,且更 为灵活。缺点就是需要用软件处理消抖、重键等问题。 下图为 4×4 矩阵键盘 考虑到成本方面,我决定采用矩阵键盘。
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2.2.7 电源模块
系统需要多种电源,单片机需要±5V,A/D转换需要±5V,+1V,传感器需
要+10V以上的线性电压。
稳压电源的设计,是根据稳压电源的输出电压Uo、输出电流Io、输出纹波电压ΔUop-p等性能指标要求,正确地确定出变压器、集成稳压器、整流二极管和滤波电路中所用元器件的性能参数,从而合理的选择这些器件。
稳压电源的技术指标分为两种:一种是特性指标,包括允许的输入电压、输出电压、输出电流及输出电压调节范围等;另一种是质量指标,用来衡量输出直流电压的稳定程度,包括稳压系数、输出电阻、温度系数及纹波电压等
此次设计的稳压电源由电源变压器、整流电路、滤波电路和稳压电路四个部分组成,如图
电源模块我们采用:采用7805,7905,7812和7912组成稳压电路
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7805,7905固定式三端稳压器可输出±5V,固定式三端可调稳压器7812和7812组装电路可对称输出±12v,其电路图如图所示.
此设计方案由:由三端可调式稳压器和三端固定式稳压器共同组成, 所用器件较多,但电路组装简单,不会增添麻烦,同时由于是集成化得模块,保证了电压的稳定性。该电路可直接得到+5v和±12的输出电压.使用时比较方便
2.2.8 本部分总结
根据以上设计方案,硬件部分采用51系列单片机AT89C51为控制核心部件,实现电子秤的基本控制功能。AT89C51是一款8位的内带4K程序存储器的微控制器,考虑到用软件实现电子秤系统的各项功能时,所需的软件量并不是很大,不需要太大的程序存储空间,因此在对AT89C51实际设计时不需要在片外再扩展程序存储器,这样不仅节省了硬件资源,也优化了电路的设计。系统的硬件部分不仅包括以单片机AT89C51为核心的最小系统部分,而且还包括数据采集、人机接口界面、系统电源部分。
数据采集部分由压力传感器、信号放大处理和A/D转换部分组成。在具体选择传感器时,考虑到在称量物品时必要的精度、准确性要求,所称物品的重量误差必须要控制在一定的范围之内。另外由于秤台的自身重量、振动和冲击分量,以及还要避免物体超重时对传感器的损坏,所以在选择传感器时要保证有一定的承重裕量,所选的传感器量程应该比系统设计要求的要大。一般选择满量程时候的误差不能大于规定量。由于传感器的输出信号中含有一定的干扰噪声,所以必须要对传感器的输出信号进行滤波,在滤波电路的设计时利用普通小电容滤除高频干扰,利用大的电解电容滤除低频干扰。传感
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