摘要：從硬件和軟件兩個(gè)方面介紹了以STC89C52RC單片機(jī)為核心的智能數(shù)顯質(zhì)量測(cè)量系統(tǒng)的組成。利用模塊化設(shè)計(jì)，系統(tǒng)的硬件分成質(zhì)量數(shù)據(jù)采集模塊、單片機(jī)控制數(shù)據(jù)處理模塊和人機(jī)交互界面模塊等三大部分；軟件部分運(yùn)用單片機(jī)C語(yǔ)言進(jìn)行編程，實(shí)現(xiàn)該設(shè)計(jì)的全部控制功能。
關(guān)鍵詞：?jiǎn)纹瑱C(jī)；傳感器；數(shù)模轉(zhuǎn)換；液晶屏顯示

    在現(xiàn)代商業(yè)貿(mào)易和日常生活中，數(shù)顯質(zhì)量測(cè)量?jī)x即智能電子稱是常用的電子衡器，但目前市場(chǎng)上使用的稱量工具結(jié)構(gòu)復(fù)雜、運(yùn)行不可靠成本高、精度穩(wěn)定性不好、易損件多、維修困難等。本文基于STC89C52單片機(jī)，研發(fā)了一種使用鍵盤(pán)輸入數(shù)據(jù)，操作簡(jiǎn)單方便；液晶顯示所稱量的物品質(zhì)量、單價(jià)和物品總價(jià)；具有去皮功能；當(dāng)物品重量超過(guò)電子秤量程，即過(guò)載情況下具有超重報(bào)警的功能，是一款小型化、重量輕、攜帶方便、計(jì)量準(zhǔn)確、工作可靠、讀數(shù)直觀的智能電子稱。

1 系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)
    本設(shè)計(jì)基于52系列單片機(jī)STC89C52，利用了模塊化設(shè)計(jì)的思想，將系統(tǒng)的硬件分成質(zhì)量數(shù)據(jù)采集模塊、單片機(jī)控制數(shù)據(jù)處理模塊和人機(jī)交互界面模塊等三大部分。
    質(zhì)量數(shù)據(jù)采集模塊主要由壓力傳感器和信號(hào)的前級(jí)處理部分構(gòu)成，包括專用儀表放大器AD620、運(yùn)算放大器UA741和A／D轉(zhuǎn)換器ADC0804；單片機(jī)控制數(shù)據(jù)處理模塊主要由STC89C52及內(nèi)部的程序?qū)崿F(xiàn)；人機(jī)交互界面包括鍵盤(pán)輸入和點(diǎn)陣式液晶屏顯示，主要使用微動(dòng)開(kāi)關(guān)和1602液晶屏，可以方便地調(diào)節(jié)單價(jià)和直觀地顯示數(shù)字。
    軟件部分運(yùn)用單片機(jī)C語(yǔ)言進(jìn)行編程，實(shí)現(xiàn)了該設(shè)計(jì)的全部控制功能。該數(shù)顯質(zhì)量測(cè)量?jī)x可以實(shí)現(xiàn)基本的稱重功能(稱重誤差不大于±0.0 10kg)，并發(fā)揮部分的顯示單價(jià)和總價(jià)格的功能，可以隨意輸入要求范圍的商品單價(jià)，還具有超量程的報(bào)警功能，其功能框圖如圖1所示。

2 系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)
2．1 數(shù)據(jù)采集及濾波放大電路
    傳感器DET輸出的電壓信號(hào)通過(guò)C3，C4小電容高頻濾波再通過(guò)CE1，CE2大電容低頻濾波后作為專用儀表放大器AD620的輸入，進(jìn)行線性放大，UA741以及后面的電位器組成調(diào)零部分，如圖2所示。傳感器采用橋式電路加壓敏元件進(jìn)行構(gòu)建；前級(jí)放大器采用專用的儀表放大器芯片AD620，其增益可以通過(guò)外接電阻加以調(diào)節(jié)，且通過(guò)一路電壓跟隨電路可以調(diào)節(jié)AD620的參考電壓，達(dá)到了電路調(diào)零的功能。

2．2 數(shù)模轉(zhuǎn)換電路
    ADC0804是一個(gè)單通道8 b分辨率A／D轉(zhuǎn)換器，輸出有三態(tài)鎖存，可直接與系統(tǒng)數(shù)據(jù)線相連。啟動(dòng)信號(hào)為CS和WR，轉(zhuǎn)換結(jié)束信號(hào)為INTR，低電平有效，其地址為0FFD4H。輸入電壓范圍為0．3～18V，工作電壓為4．5～6．3VDC，最佳工作電壓為5．0V，ADC0804的轉(zhuǎn)換頻率為：
   
    Vin(+)，Vin(-)為輸入模擬電壓，DB0～DB7輸出轉(zhuǎn)化后的數(shù)字量，CS為使能信號(hào)，RD和WR為讀／寫(xiě)控制信號(hào)，它們都由單片機(jī)控制。
2．3 主控制電路
    本設(shè)計(jì)單片機(jī)的晶振頻率為11．0592 MHz，有手動(dòng)復(fù)位和上電自動(dòng)復(fù)位兩種方式，報(bào)警電路的蜂鳴器采用9013三極管進(jìn)行驅(qū)動(dòng)放大。  S2，S3，S4分別為單價(jià)位數(shù)調(diào)節(jié)、單價(jià)遞增和遞減按鍵。排阻RP1是P0口的上拉電阻。主控制電路如圖3所示。

    STC89C52單片機(jī)是ST89C系列中的增強(qiáng)型高檔產(chǎn)品，片內(nèi)存儲(chǔ)器容量是STC89C51的2倍，即有8 KB的FLASH程序存儲(chǔ)器和256 B的RAM。另外，它還增加了功能極強(qiáng)且具有獨(dú)特應(yīng)用的16 b定時(shí)／計(jì)數(shù)器2等多種功能。
    在工程應(yīng)用中STC89C52有一顯著的優(yōu)勢(shì)即不需要燒寫(xiě)器，只需借助PC機(jī)的并口輸出和極為簡(jiǎn)單的下載電路，便可將程序通過(guò)串行方式寫(xiě)入單片機(jī)。并且下載電路可設(shè)計(jì)在系統(tǒng)中，可以隨時(shí)修改單片機(jī)的軟件而不對(duì)硬件做任何改動(dòng)。
2．4 液晶顯示電路
    液晶顯示用芯片1602，其有16引腳，顯示容量為16×2個(gè)字符，工作電壓為4.5～5.5V，當(dāng)最佳工作電壓為5.0V時(shí)，工作電流為2.0mA。
    液晶的4號(hào)引腳為數(shù)據(jù)／命令選擇端，6號(hào)引腳為使能信號(hào)的輸入，分別由單片機(jī)的P3．5和P3．4控制。1號(hào)和2號(hào)引腳分別為電源地和電源正極，3號(hào)引腳為液晶顯示偏壓信號(hào)，由電位器W1控制，用于調(diào)節(jié)液晶亮度，5號(hào)引腳為R／W讀寫(xiě)控制端，7～14號(hào)分別為I／O端口D0～D7，與單片機(jī)的P0口相接，15，16引腳為背光源正極和負(fù)極。1602的工作電路如圖4所示。

3 系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)
    控制程序主要包括對(duì)ADC0804操作部分，1602液晶屏操作部分，按鍵掃描部分，單價(jià)計(jì)算顯示部分，質(zhì)量計(jì)算顯示部分，總價(jià)格計(jì)算顯示部分。對(duì)ADC0804操作部分和對(duì)1602液晶操作部分根據(jù)芯片時(shí)序和指令編寫(xiě)控制程序進(jìn)行。主程序流程圖如圖5所示。

4 結(jié)語(yǔ)
    利用STC89C52單片機(jī)研制的智能電子稱，采用液晶顯示所稱量的物品質(zhì)量、單價(jià)和物品總價(jià)；通過(guò)鍵盤(pán)輸入單價(jià)數(shù)據(jù)，操作簡(jiǎn)單，方便；具有去皮功能和金額累加計(jì)算功能；當(dāng)物品重量超過(guò)電子秤量程，即過(guò)載情況下具有超重報(bào)警功能。它是一種稱重速度快、靈敏度高、體積小、重量輕、顯示直觀、測(cè)量精度高、工作可靠的高智能電子稱。相信投入市場(chǎng)會(huì)受到消費(fèi)者的歡迎。