微机原理课程设计-基于8051的电子秤设计

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1、基于8051的电子秤设计摘要本系统采用8086为控制核心，实现电子秤的基本控制功能。采用压力传感器采集压力数据，经处理后由A/D转换器转换成数字量，通过8086微处理器将测量范围控制在0-10kg，测量精度0.1kg，将测量结果送LCD显示，实现超重报警的功能。关键词8051单片机；压力传感器；8255芯片1绪论国内电子称重技术基本达到国际上20世纪90年代中期的水平，少数产品的技术已处于国际领先水平。在研究方法上，电子称重系统的工作原理一般是将作用在承载器上的质量或力的大小，通过压力传感器转换为电信号，并通过控制电路来处理该信号。电子秤产品的应用性能趋向更综合性和组合性，向小型化·模块化·集

2、成化·智能化·综合性·组合性等方向发展。设计目标——实现测量范围为0-10kg，测量精度0.1kg具有超重报警功能的电子秤。2．设计方案2.1设计思路根据设计要求，首先要实现电子秤的称重基本功能，需要通过压力传感器采集到的信号，经处理后由模数转换转换成数字量，因此每一数字量就对应着一个物体的重量（在一定精度范围内），所以只要将转换的数字量与物体重量建立映射的关系即可完成称重的要求,而其他功能这可通过程序运算来实现,实现此功能所需压力传感器,A/D转换模块，8086微处理器，8255芯片，LCD等。2.2总体结构框图如下：82.3功能:压力传感器：能感受压力并转换成可用输出信号的传感器。A/D转

3、换模块：将模拟量转换为数字量。8086微处理器：从功能上8086分为两部分，即总线接口部件和执行部件；总线接口部件的功能是负责与存储器、I/O端口传输数据；执行部件的功能是负责指令的执行。8255芯片：一个并行输入/输出的LSI芯片，多功能的I/O器件，可作为CPU总线和外围的接口。3.硬件设计3.1传感器本实验选用电阻应变式压力传感器作为电子秤称重传感器。电阻应变式压力传感器主要由弹性体、电阻应变片电缆线等组成，内部线路采用惠更斯电桥，当弹性体承受载荷产生变形时，电阻应变片（转换元件）受到拉伸或压缩应变片变形后，它的阻值将发生变化（增大或减小），从而使电桥失去平衡，产生相应的差动信号，供后续

4、电路测量和处理。电阻应变式传感器测量原理如图3-1所示。图3-1电阻应变式传感器测量原理当垂直正压力P作用于梁上时，梁产生形变，电阻应变片R1、R3受压弯拉伸，阻值增加；R2、R4受压缩，阻值减小。电桥失去平衡，产生不平衡电压，不平衡电压与作用在传感器上的载菏P成正比，从而将非电量转化成电量输出。其计算公式及测量电桥原理图如图3-2所示。8图3-2测量电桥原理图3.224位A/D转换芯片HX711及其电路HX711采用了海芯科技集成电路专利技术，是一款专为高精度电子秤而设计的24位A/D转换器芯片。与同类型其它芯片相比，该芯片集成了包括稳压电源、片内时钟振荡器等其它同类型芯片所需要的外围电路，

5、具有集成度高、响应速度快、抗干扰性强等优点。降低了电子秤的整机成本，提高了整机的性能和可靠性，其电路图如3-3所示。8图3-3HX711电路3.38086微处理器本实验采用8086为CPU，而8086内部没有时钟发生器，当组成微机系统时，所需的时钟信号有外部时钟发生器提供，8284是专门为8086设计的时钟发生器/驱动器。在8284中，不仅有时钟发生器，还有复位电路RESET，还有准备好信号READY产生电路，这些电路分别向8086提供时钟信号CLK，复位信号RESET和准备好信号READY。其最小系统电路图如图3-5所示。8图3-48086外部管脚图图3-58284与8086的连3.4825

6、5芯片8255方式0是基本输入/输出方式，A、B、C三个口中任何一个口都可提供简单的输入和输出操作，不需要应答联络信号，即可用于无条件传送的场合，也可以用作查询方式传送。方式1是一种选通输人偷出方式，A口和B口均可工作在这种方式。方式2是A口独有的双向传送方式，一般使用中断传送方式。其与8086连接如图3-7所示。图3-68255芯片外部管教图图3-78255与8086连接图3.5LCD8图3-8LCD显示电路液晶屏电路如图3-8所示，LCD_CS、LCD_RES、LCD_RS、LCD_SDA、LCD_SCK为液晶模块与单片机接口的控制线。CS_ZK、SCK_ZK、SO_ZK和SI_ZK为字库

7、和单片机接口的控制线。该液晶为晶讯联公司的128*64汉字屏JLX12864G-086-PC显示信息。该显示模块既可以当成普通的图像型液晶显示模块使用（即显示普通图像型的单色图片功能），又含有JLX-GB2312字库IC，可以从字库IC中读出内置的字库的点阵数据写入到LCD驱动IC中，以达到显示汉字的目的。3.6声光报警电路图3-9声光报警电路当测量重量超过量程时，beep和alert给出低电平信