简易电子秤的设计

第1章绪论 1.1课题研究的背景如今，科技正飞速发展，单片机技术的应用愈来愈为广泛。同时传感器的开发更加开拓了科技研发的广度，其中压力传感器更是被灵活地运用到许多称量计算领域，因此，电子秤也就诞生了。新型电子秤的出现，大大地拓宽了传统的繁琐粗糙的杠杆称重测量，这是一项革命性的发展与神奇的开拓创新。普通的电子秤测试仪器和仪表被更新换代，使得在传统的称量基础上有了质的飞跃，在使用功能和进度以及自动化方面有了显著的提高，更加方便了人民平时测量以及生活中的使用。利用压力传感器的电子秤设计基于传统杠杆原理的粗糙秤砣式称量方式，以传感器接收压力数据，以单片机运算，最终显示结果兼有称量结果精度高、设计整体体积小、可应用范围更广、更加利于用户操作的优点。20世纪90年代以来，科学在一步步的进步，工业上的自动化和智能方面有了显著的提高，其中电子称重测量又有了新的想法和要求，主要几个重点就是：将传统静态称重技术改变成灵活的动态称重技术；将模拟测量转变为数字测量的测量方式，并在此方向寻求进一步的开拓发展；将电子秤在对产品的性能上，精准度上的测量，速率上和稳定性上面有个大方向的发展以及提高。1.2课题研究的目的及意义 如今电子秤作为人们日常生活中不可缺少的计量衡器，虽已被广泛地运用到超市、市场、物流配送中心等，但对于市场上的电子秤功能不一，良莠不齐。有些电子秤一味地追求更多的新奇功能而将操作变得十分复杂繁琐，不利于操作的同时，更难以保证称量结果的准确性。本设计中的电子秤将基于单片机的编程以及压力传感器对称重信号地检测而展开的测量工作。追求电子秤最为本质的称量精确，着力于基础功能的实现与再开发。电子秤取代传统的沉重系统采用衬托和平衡杆进行称重衡量的繁琐方式。创新更加便捷、精确智能的电子称量方式。本系统设计的电子秤键盘设置好价格后，自动显示称重的重量，自动实现计价计费。目前市场上的电子秤在设计与制作中并没有充分地考虑到使用者在日常生活中可能遇到的诸多问题，设计过于理想化，使用者在使用中不能很快、很灵活地使用电子秤的同时，电子秤的诸多功能也被束之高阁，毫无用武之地。比如，一些电子秤在设计中增加了报时报价的功能，但是却需要操作者在仔细阅读使用说明书的同时细心寻找属于报时报价功能的开关按键，若此按键与其他功能键相邻，则操作者难免出现失误，为操作者带来诸多不便，也就导致了此功能被搁置的同时，依然会为操作者带来不便。随着时代的发展，电子秤在设计开发中更加追逐以上此类的繁复功能，而增加这些功能的原因无外乎是为了更高的利润，消费者在选择时，或许会更加青睐于有着更多绚烂操作的新型电子秤，但是多数消费者却并不为此买账。因此，本次设计将努力在相对最小的成本付出的基础上，满足电子秤的各项基本功能，为电子秤的市场带来革新与发展。摒弃如今电子秤体积大、结构复杂、运行困难、成本高、装机难、修正调整繁琐、称量结果不精确、消耗大、维护困难、难以保质等缺点。致力于做出更为小巧、轻便、快捷、优质、精准的新型电子秤。同时运用所学，对于称重课题的研究更加的深入化探索，为电子称量领域的发展奠定基础，推动新时代电子秤的技术革新。让电子称量更贴近日常生活，充分丰富电子秤的功能，为未来的开发研究提供思路，设计更多的寻找生活中的灵感，让电子秤的各项功能活起来，真正将之运用到我们的生活实践当中，进一步的满足工业生产生活的需求。1.3课题研究内容及技术指标简易电子秤是基于单片机压力传感器的设计，以其灵活的操作，精准的称量而被人们所喜爱，并广泛地运用于众多称量领区，在确定本课题后作出以下调查研究：本设计以STC89C52型号单片机为核心控制单元来实现数据处理，当称重物品将之重力施加在压力传感器上时，由A/D转换模数信号，发送单片机处理后，LCD显示器显示本次测量的最终结果。称重的同时，用户可以使用矩阵键控制压力界限，并输入相应价格，对称重数据进行进一步的加工处理。具体实现的功能是能够测试一定质量内的物体并通过LCD屏显示出换算结果，测出结果，如超出虚警概率，则蜂鸣器报警。在实际设计中做出的创新如下：以单片机为核心，简化系统结构，便于对电子秤的功能进行拓展延伸；采用键盘输入的方式，操作简单；具有过压警报功能，最大程度的保护电路；数据更新快；可以显示单价与数量等。系统在硬件电路结构可以分为：传感器采集信号模块、A/D数据转换模块、STC89C52单片机数据处理模块、1602液晶显示模块、数字键盘输入模块等。系统从功能上，主要完成：称重数据的采集、数据的转换、液晶显示驱动、键盘参数设置等任务，具体设计指标如下：压力传感信号的转换及显示显示精度0.01g；信号刷新时间小于100ms；虚警概率小于。第2章方案设计和论证2.1方案选择设计中，针对各个不同的模块实现的功能调整参考一下方案：方案一：采用数码管进行显示此方案将显示称量的物体重量是数码管。具体结构图如2-1所示。称重数据采集单片机最小系统数码管显示称重数据采集单片机最小系统数码管显示图2-1数码管显示框图采用数码管显示，单片机内部包括模数转换功能。此设计方案简单可行，十分易于实现，编程十分简单。但虽然基本可以实现电子秤称重的基本功能，但却无法实现外部数据的输入，也就无法针对实际情况进行其他操作。同时，数码管显示只能显示简单的数字与英文字符，却无法显示汉字等复杂字符。且采用单片机采用的是内含模数转换的单片机，其中系统电路过于简单，导致此电子秤的功能拓展受限，电子秤功能单一。方案二：在数码显示的基础上增加键盘输入功能。考虑方案一中无法进行灵活的外部控制的缺点，在其中增加键盘输入，增加其外部控制，从而实现电子秤的计价功能。其结构框图如图2-2所示。数码管显示单片机最小系统称重数据采集数码管显示单片机最小系统称重数据采集键盘输入键盘输入图2-2加入键盘后数码管显示框但同样，因为数码管显示单一，更不能显示足够的位数，导致称量的精度受限。并且这一方案中需要数码管接入电路较多，在处理输入及输出接口时便再需要扩展足够数码管连接的I/O接口，使设计变得十分繁琐。方案三：以单片机为基础控制。采用压力传感器、A/转换器、键盘输入进行数据的前期接收处理，采用具有图文显示功能的LCD显示器将结果显示出来。单单片机最小系统统A/D转换器A/D转换器按键电路LCD显示LCD显示压力传感器压力传感器过压警报过压警报图2-3采用单片机为核心框图此方案可以灵活操作调整，增强了电子秤人机交换的能力。且目前单片技术发展较为成熟，功能强大，同时单片机使用与控制功能简单的控制系统，其还具有成本低，消耗小，体积小，运算能力强等优点。但由于其编程较为复杂，在系统设计方面会存在一定的难度。方案四：主控核心采用可编程FPGA这一方案的主控核心时可进行现场编程的FPGA，另需要采用软件编程EDA，同时下载烧制来实现。系统将集成于一Xilinx公司SpartanⅡ系列XC2S100E芯片之上。此芯片具有体积小、灵活度高、适用范围广、集成度高等优点。采用FPGA测频进行测量，测量精度更高，范围更大，编程更加灵活、调试更加方便、输出数值稳定、抗干扰能力更强、可达到更高的精度。设计中将FPGA作为整个设计系统的核心单元，以ISE平台为基础，运用VHDL编程，将所接收到的压力信号进行加工处理，以LED与LCD同时开始驱动，由时钟芯片进行通讯，键盘模块实现外部控制的功能。采用FPGA可以更大程度的减少印刷电路板的空间，同时大大降低其系统的功耗，以此为核心设计，可以提高整体的可靠性。此方案的设计结构框图如图2-4所示。称重传感器LCD显示器称重传感器LCD显示器A/D转换器FPGAA/D转换器驱动模块数据处理驱动模块数据处理过压过压警报键盘输入键盘控制通讯模块时钟芯片键盘输入键盘控制通讯模块时钟芯片图2-4采用FPGA为核心框图综上有点可以看出以FPGS作为核心虽然可以让电子秤的系统更优化,更精确。但它只有在大规模的集成电路中才能最好的发挥功能，且其在制作中较为繁复。本次设计尚未达到如此复杂的功能设计，另其制作成本也较高。采用单片机为核心的设计即可实现，同时成本更低，操作更为熟练，综合比较下，本次设计采用第三方案。2.1.1单片机的选择因为单片机模块可以选择的单片机系列很多，本课题中我们选择了三种芯片作为备选。方案一：使用MSP430单片机。MSP430是经由TI公司研发制作的一款低能耗的16位单片机。其不但能量消耗低，运行也十分的稳定可靠，速度比51单片机快很多。内部集成高精度的AD和PWM波形发生器。可是MSP430单片机的主要用途是在供电的便携式仪器中的使用，而且不但价格昂贵，开发难度也十分巨大，学习困难。因此，本设计不宜使用该系列单片机。方案二：采用ARM7作为主控芯片完成导盲数据采集与控制，但由于出现年代久远，ARM系列更新换代较快，现在已经很难买到现成ARM7的芯片，且该芯片价格相对较高，所以排除此方案。方案三：采用STC89C52作为控制核心，来完成传感器数据的收集和处理，具有多方面的优点：1.集成度高，可靠性好；2.拥有丰富的指令系统；3.低功耗，串口编程。综合以上优点并结合平时有学习这个芯片的基础，本设计采用STC89C52芯片。2.1.2显示模块选择为了更好的实现人机交互，本系统需要一个显示器，来实时显示系统的工作状态，考虑了三种方案如下：方案一：采用LED进行动态显示。此方案在价格上较为适中，并且对于本次电子秤的设计只显示简单的字母与数字的运用也较为合适。可是因为这一方案将采用动态扫描的方式进行显示，其对于单片机CPU中的I/O口占用较多。还有考虑到后期各器件的焊接，使用数码管显示的化，电路焊接容易出现错误，难度相对增大，因此，本方案不宜使用。方案二：1601液晶是一种能显示一些基本字符信息的液晶，他主要用来显示常见的数字和一些字母，还有一些特殊符号。本设计需要显示出重量、单价和总价多行内容，LCD1601液晶显示内容不能满足设计要求。方案三：1602液晶相比于1601液晶最大的变化就是能够显示汉字，因为他内部集成了汉字显示字库，同时又兼容显示1601液晶的字符，所以1602液晶更满足要求。综上1602具有成本低，稳定性好的特点。满足本设计的要求，因此选择LCD1602作为显示模块。2.1.3压力传感器方案的选择方案一：采用应变式压力传感器。应变电阻传感器他的原理，当重物放置时，接受到来自此重物的外部重力压力，压力传感器将会因受力而产生变形。在压力传感器的应变片发生变形后，其中的电阻值将会发生变化。阻值变化便可以设计传感器电路，进而采集电压。如此便可以得到基于压力变化的线性的电压参数。经过程序转换后就可以转换成重量。这种传感器稳定可靠，不容易坏。因为被广泛的使用。其传感器内部结构原理图如图2-5所示。BU0DR1-△R1R2+△R2CR4+△R4R3-△R3EinCCAU0DR1-△R1R2+△R2CR4+△R4R3-△R3EinCCA图2-5传感器结构原理图方案二：压电传感器这一方案是采用了一种有缘的称重传感的压电传感器。压点传感器是在接受到称重物品的重量时，传感器的内部电荷数量发生变化。根据电荷数量的多少可以转换成压力的大小。相比于方案一的应变电阻压力传感器而言，压电传感器体积可以做的很小，而且比较轻便。比较适合于做便携式的电子秤。对于大型的称重设备就不使用。另外他输出的参数也不稳定，无法保证线性呈现。受外部影响较大。稳定性较差，对外接电路要求很高。通过对压力传感器与电阻应变式传感器比较，最终选择第一种方案。2.2系统总体设计设计的主控芯片是STC89C52型号单片机，并采用用HX711专属的A/D转换，压力传感器选用压力传感器，LCD1602液晶显示。同时，可以通过键盘输入压力测量范围，系统会自动的测量压力信号，并将结果显示到LCD1602液晶上。此外系统还具备超重时有报警电路进行过压报警等功能。在设计中，系统硬件电路有单片机最小系统电路、LCD1602电路进行液晶显示、按键键盘电路控制、HX711A/D转换传感器模块、应变式压力传感器模块、报警模块等模块组成。本章小结在本章中叙述中主要讲述的是电子称系统的设计方案，在方案的选择上本人选择了方案三，方案三相比于方案一、二更为准确、灵活，可实现功能更多，更利于操作，相比于方案四成本更低，更实用。单片机因低成本、低能耗的优点一直被人们广泛应用。相信在未来对于电子秤的研究中，单片机都将起到至关重要的作用。第3章系统硬件的设计3.1单片机及最小系统单片机最小系统是在单片机可以保持在正常工作状态下，能够充分地发挥单片机自身功能时，必不可少的重要部分，同时也可将此理解为用最少元件组成单片机，电源、时钟电路、复位电路组成单片机最小系统。单片机的最小系统如图3-1所示。图3-1单片机最小系统时钟电路的电路图如图3-2所示。时钟电路是单片机的最主要部分，是单片机必不可少的部分，如果单片机中缺少了时钟电路，那它就没办法运行和使用。它控制着触发器上升沿和下降沿的变化。在时钟不断地运行中，单片机的各个功能才能得以实现。在时钟周而复始的运作中，单片机也将重复着所有操作。在整个循环中使单片机不断地接收信号，整理数据，输出信号。时钟电路是单片机得以运行的必备电路。在本次设计中所用到的时钟电路又叫晶振振荡电路。主要连接STC89C52单片机的XTAL1和XTAL2两个接口，一个晶振与两个电容共同组成。图3-2时钟电路上电复位电路如图3-3所示。复位电路就是一个用来使电路恢复到起始状态的电路。复位电路是确保整个微机系统各个电路的稳定可靠。复位电路分有上电复位与手动按钮复位两种复位控制方式，设计使用的是上电复位方式进行单片机复位操作。图3-3上电复位电路3.2信号采集电路的设计本次设计采用HX711进行信号采集，HX711芯片具有A/D转换功能，且精度较高，十分适用于本次电子秤的设计。此外，HX711芯片最大的特点是其采集位数较多，可达24位，达到了传统8位A/D采集的3倍之多。其成本低，稳定性高，HX711芯片的内部结构图如图3-4所示。图3-4HX711芯片内部结构图3.3液晶显示模块设计3.3.1液晶显示模块的选择液晶实际上是一种高分子材料。自1950年以来，其因为特殊的化学与物理性质等特点而被广泛应用于各大领域。如今，所有类型的LCD屏幕都被称为直接LCD。液晶显示模块具有功耗低、体积小、图像丰富、重量轻等优点。LCD被广泛应用于低功率器件和袖珍仪器中。目前，在单片机的应用与设计中，其最常用的是字符显示器就是LCD模块。然而，LCD的主要缺点是在非常窄的温度范围内使用。由于一般液晶的常温范围为0～53℃，储存温度范围为-19～59℃，因此在设计相应的产品时必须仔细考虑合适的液晶。例如，LCD12864液晶模块和LCD1602显示模块。该设计为两个显示模块选择合适的显示模块。3.3.2液晶引脚功能本设计中，在温度显示端需要进行对温度采集系统的环境温度进行显示。为了增加人机交互的方面性与易用性，设计中，增加了一个液晶显示模块，使用的是1602。由于市面上用的显示屏基本上原理都相同，显示单元主要是采用LCD1602显示屏。显示屏的使用可以说是突如其来的热门，因为它可以显示出来好多种图形文字等等它是一种点阵型液晶模块。液晶1602的使用与操作是非常的方便可行的，他包含8条与数据相关的数据线，同时还有用于控制的3条控制线，这样总共需要11根I/O口线，这样单片机在操作的时候，仅仅需要10个I/O口就可以对该液晶进行操作与处理。液晶显示模块的电源方面有VCC引脚和GND引脚（这是液晶的第一和液晶的第二个引脚）是需要进行外部链接的，但是为了方便设计与操作，背光的VCC引脚和接地的GND可以不连接。1602液晶模块内部字符发生存储器已经存储160个不同点阵字符图形，其中的字符有：阿拉伯数字、英文大小写字母、常用符号。其中的每个字符都有唯一一个固定代码，例如大写英文字母“A”的代码是01000001B，显示模块就会将对应的地址再通过点阵字符图形显示出来，便可以在显示屏上得到字母“A”。传感器的SCL/VZ管脚和PWM/SDA管脚并且和单片机的普通I/O口直接连接，即单片机上的P1.0和P1.1并通过这两个I/O口实现单片机与传感器相互之间的数据的传输。VDD为电源引脚接+5V，VSS为地端。1602液晶的正常工作时电流仅2.0mA，通过编程实现自动关闭屏幕能够更有效的降低功耗。LCD1602显示可分为两行，每一行显示16个字符。因为LCD1602液晶显示的内部字符发生存储器（CGROM）已存储160个不同点阵字符图形。故此，可通过程序指令实现多样化地显示。还可以利用剩余空间自行定义LCD1602用标准的14脚（无背光）亦或者是16脚（带背光）的接口。其液晶电路图如下图3-5所示。图3-5液晶电路原理图因此，使用液晶LCD1602可以大大加快开发速度。LCD1602液晶显示能够和单片机STC89C52接口直接相连接，DB0~DB7 与单片机中P0.0~P0.7连接实现数据的传送与接收。LCD1602液晶模块内部可实用于字符发生的存储器（CGROM)是已存储并书写好的160个不同形式点阵集合，能够显示字符图形，如表3-1所示。这些字符中含有有：英文大小写字母、阿拉伯数字、常用符号、和日文假名等符号，每一字符都有一个唯一固定代码，其读写操作、屏幕显示和光标操作都将通过指令编程来实现。对DDRAM内容及地址操作，HD44780指令集和其设置说明，一共有11条指令。表3-1LCD1602液晶显示器引脚说明编号符号引脚说明编号符号引脚说明1VSS电源地9D2DateI/O2VDD电源正极10D3DateI/O3VL液晶显示偏压信号11D4DateI/O4RS数据/命令选择端（H/L）12D5DateI/O5R/W读/写选择端（H/L）13D6DateI/O6E使能信号14D7DateI/O7D0DataI/O15BLA背光源正极8D1DataI/O16BLK背光源负极3.4电源电路设计中的电源采用5V电压进行供电。其通过电源电路将220V交流电变成了12V直流电，再通过稳压电路最终获得5V输出电压值。电源接口如图3-6所示。图3-6电源接口图3.5按键控制部分电路在本设计中，因为需要人进行按键操作，即进行重量的阀值输入和控制，所以设计了按键电路。如图3-7所示，当按键按下的时候，单片机的I/O被拉低，此时单片机识别到按键按下，即执行相关的程序运行。P34P34P35P36P37K3K4K2K1ND图3-7按键电路设计3.6报警模块RSTDACCNTVDDBUSYPWM1IOVSS5RSTDACCNTVDDBUSYPWM1IOVSS56781234图3-8报警模块设计报警模块中，其电源电压VDD范围在2.4～4.5V；静态电流Isb：≤2µA；工作电流Iop：2mA(noload)；音频输出方式为D/A输出（DAC输出）；工作温度可行范围在-20℃~＋80℃；封装形式为DIP8/SOP8。其模块设计如图3-7所示。据以上所述所有引脚的连接情况，其每个引脚的详尽功能如下表3-2所示。表3-2引脚功能表脚号名称功能1RST脉冲计数复位2CNT脉冲触发信号3BUSY工作状态反馈4IONC5VSS电源负6PWM1NC7VDD电源正8PWM2/DACDAC信号输出注:NC脚悬空不接。3.7A/D转换模块由此前对传感器量程与精度地分析可知：A/D转换器误差应保持在0.03%以下。12位A/D精度：15Kg/4096=3.6g14位A/D精度：15Kg/16384=0.92g需要充分考虑其他的部分所带来的干扰，12位A/D转换器无法满足系统的精度要求。我们需要选择一个14位甚至精度更高的A/D转换器。双积分型的A/D转换器精度更高，可是相对速度较慢(如：ICL7135)，精确差分输入，输入的阻抗高（即大于），可自动进行调零，超过量程信号，全部输出将与TTL的电平兼容。双积分A/D转换器有较强的抗干扰的能力。由于正负对称的工频干扰信号积分为0，对50Hz工频干扰有较强抑制的能力，对较高工频干扰有十分良好地滤波效果。只需其平均干扰电压为0，输出便不会受此影响。尤其在此系统中，变化缓慢地压力信号就会容易受到工频信号影响。所以采用双积分A/D转换器，这可大大地降低对滤波电路要求。作为电子秤，该系统不需要很高地A/D转换速率，14位A精度足以满足要求。此外，双积分A/D转换器有相对较强地抗干扰能力、精确差分输入以及低价格方面也较为低廉。在综合分析后，最终选择ICL7135转换模块。图3-9ICL7135与8051单片机的接口电路ICL7135是常用的4位半双工单片集成ADC芯片。分辨率为14位的二进制，其转换精度较高，转换误差基本保持在1LSB，在单极参考电压下能够进行双极输入模拟电压A/D转换。模拟输入电压范围在0～1.999999V，此技术能够在室温下保证零长期的稳定性。模拟输入的信号是差分信号，此输入的信号阻抗很高。因为ICL7135转换结果输出是动态的的结果，必须通过并行接口连接MCU接口。LS157具有4位与两种选择数据多路复用器。LS157中SEL输入的是低电平，1A、2A和3A输入信息是1Y、2Y和3Y，1B、2B和3B输入信息是高电平1Y、2Y和3Y。因此，当D135D5输出处于高电平时，在8155处，1,000等数据，以及极性、过量和欠量程码都将被输入到PA155到PA3，且当D5是低电平时，B135、B4、B2和B1输出为低位BCD码。此时，BCD码数据线B8、B4、B2和B1被输入至8155中的PA155。下面对ICL7135部分引脚作简要说明：IN+、IN-：模拟电压差分输入端。在单端输入时，通常IN将与模拟地(AGND)连在一起。VREF：基准电压端，一般是1V。VREF稳定性对A/D转换精度有很大影响，应当采用高精度稳压源。INT、AZ、BUF：分别为积分电容器输出端、自动校零端及缓冲放大器输出端。这三个端用来外接积分电阻、电容以及校零电容。CREF-、CREF+：基准电容端。电容值可取值1μF。CLK：时钟输入端。R/：启动A/D转换控制端。BUSY：输出状态信号端。ST：选通脉冲输出端。作为中断请求信号，可以向主机申请中断。OVER：过量程标志输出端。UNDER：欠量程标志输出端。POL：极性输出端。B8、B4、B2、B1：BCD码数据输出线，此中的B8位为最高位，B1为最低位。D5、D4、D3、D2、D1：BCD码数据位驱动信号输出端，分别选万、千、百、十、个位。本章小结在本章中主要介绍了系统硬件部分的组成，系统硬件部分主要包括：按键部分、LCD12864液晶显示屏、A/D转换单片机和最小系统。本章首先介绍了主要控制元件STC89C52单片机，并且介绍了各引脚功能及组成最小系统各部分的原理。然后，了解12864液晶的使用方法及其使用方法，叙述了按键电路，按键必须添加防抖动设置，以减少误差。第4章系统软件的设计4.1程序设计系统概述系统在上电后首先要开始进行系统的初始化。单片机反复扫通过A/D模块扫描应变式压力传感器有无检测到压力即称重信息，如果检测到信号量的变化，则进行称重检测，检测是否超过压力范围。如超过，则过压警报，取下物体重新测量。如未超重，则读出A/D数据并转换成重量，同时系统根据键盘设置的单价参数自动计算总价，由LCD显示器对结果进行显示，称重结束，重新进入循环。4.2子程序设计4.2.1按键扫描有无有无按键按下开始键盘按键扫描获取键值并保存松手防抖检测结束NYY图4-1按键扫描子程序流程图本系统当按键在按键的过程中会有一个明显的抖动现象。系统设计中消除抖动是必须要做的事情，因为抖动会导致按键多按了几次，给使用带来障碍。消除按键抖动最直接的方式就是通过延时来去除抖动。在开始按键时，首先检测是否有按键按下，进行去抖动处理，再进行的扫描，确定行的的扫描后列的扫描，在行和列的扫描后，确定唯一按键。按键扫描子程序流程图如图4-1所示。4.2.2显示器设计设计系统以LCD1602液晶对称量结果进行最终显示。液晶显示来确定按键的坐标，进一步显示此按键的输出数据字符。显示器的设计程序流程图如图4-2所示。开始开始系统初始化确认显示坐标坐标设置完成写字符到指定位置显示字符信息结束YN图4-2显示器子程序流程图4.3主程序流程图的设计主程序将完成数据的采集与显示、对按键的按键坐标的判断、显示器的显示输出等任务。设计整体的流程图如图4-3所示。开始开始系统初始化系统初始化重量检测重量检测过压警报过压警报是否超重是是否超重是否否输入单价输入单价重量转换重量转换LCD显示LCD显示结束结束图4-3主程序流程图本章小结本章节主要写了各个部分的子程序以及相应的主程序，在这些程序中除了运用到单片机的I/O口与外部中断1之外，还用到了定时器“看门狗”的功能，主要为了防止程序进入死循环或程序跑飞。此次编程看似程序没有多少，但是在编写过程中却遇到了许多的问题，例如外部中断的运用，“看门狗”的定时等等，通过查找资料进行解决后发现知识储备量又有所增加。第5章整机电路工作原理及调试电路的安装与调试是电路中必不可少的部分，这其中包括元器件的选则与购买、测试、安装与电路板的焊接、调试等。5.1整机电路工作原理在称重物体放在压力传感器上的时候，物体将重力施加给传感器，使传感器发生形变，此形变将转换成内部的阻值变化。在这时电压值发生变化，将最终的电压模拟信号输出，A/D转换器接受到输出的压力模拟信号，在A/D转换器将模拟信号进行转换，再将转换后的数字信号输出到单片机当中，在由单片机对信号进行运算处理，最后将结果传输到显示器上，有显示器显示最终结果。另在接受压力时，检测压力值是否超标，超过则需要过压警报，由蜂鸣器进行报警。其整机电路原理图见附录3。5.2电路调试5.2.1硬件调试主要完成如下4个部分调试的任务：首先是对单片机部分的调试、紧接着需要的是对液晶显示部分的调试、再次是针对键盘部分的调试、以及对A/D称重采集部分调试。最后将调试后的各模块组合，再进行整体测试，使得电子秤系统的功能得以实现。（1）HX711模块的数据采集HX711对称重数据进行采集，需要保证ADC的正常供电，且需要保证其稳定。然后由多路A/D在采集的时候需要注意到通道的切换。在刚刚开始测试时，便是由于初始通道没能设置好，导致了数据无法被读出，却被我误以为是硬件连接的问题，通过多次检查，确定了硬件连接并无问题，各个硬件也无问题时，才逐一排查到此项问题。LCD1602显示出现花屏的问题。在调试中，对显示器的花屏现象。LCD1602显示器可进行数字显示，第一次检测时，出现花屏现象，以为出现花屏是因为后一个数字的出现自动替换了上一个出现的数字结果。通过二次检测却发现原因并不在此处，当显示的字库中的内容后没有进行清屏处理时，显示器绘图内容就会出现重叠导致花屏的现象。通过查找液晶手册发现，字库显示和绘图显示的方式不一样，后面对程序上进行修改在操作字库显示时就对绘图显示进行先清除，反过来一样，重新下载程序后就没出现花屏的现象。(3)矩阵键盘的按键读取方法有了，在程序上需要将读取的每一个键值对应到每一个按键上并赋予特定的功能，如果直接进行人工计算键值的话显得工作量会比较大，并且可能