基于单片机的称重控制系统设计

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第3章 系统硬件电路的设计

3.1 MCU的最小系统电路设计

单片机最小系统的设计参考了经典的51单片机的电路设计，包括震荡电路，复位电路，该

方案已经久经实践的检验，所以是非常成熟的，因此在此不再赘述，具体的电路连接图如下图

图3-1单片机最小系统原理图

3.2 称重传感器和A/D转换芯片HX711的电路设计

根据平行梁式称重传感器的数据手册，传感器的接线方法如图3-2

图3-2传感器接线示意图

HX711芯片的电路设计也参考了厂家给出的方案，没有外接晶振，数据输入选择是Ａ通道，其中AVDD和GND为称重传感器提供电源。具体电路设计如图3-3

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图3-3 HX711电路原理图

3.3 数据输入模块的电路设计

按键输入模块是采用普通的矩阵键盘电路，键盘的控制口连接的单片机P3口，如图3-4

图3-4 键盘电路

3.4液晶显示模块的电路设计

12864的硬件电路设计采用其8位并行数据传输工作模式，单片机的P2口为12864的并行

数据口，P3.5为使能端（E），P3.6为读写控制端（R/W）,P3.7为数据/指令控制端（D/I）,P0.2为串/并选择控制端（PSB），具体的电路原理图如图3-5

图3-5 LCD12864接口电路

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3.5报警模块的电路设计

蜂鸣器驱动电路也比较简单，由于51单片机的I/O口不足以直接驱动蜂鸣器，因此需要设

计三极管放大电路；LED报警电路比较简单LED通过串接1K电阻后和P0.7口相连接。具体的电路设计如图3-6

图3-6蜂鸣器报警电路

3.6时钟模块和温度模块的电路设计

DS1302的硬件电路也相对比较简单，两个小电容起到温度震荡频率的作用，单片机P3.4口

接时钟端，P3.3为数据口，P3.2为复位/片选端，VCC2接后备电源。具体电路设计如图3-7

图3-7时钟模块原理图

DS18B20由于是单总线芯片，其电路设计也非常简单，数据端口接单片机的P0.3，如图

图3-8时钟电路原理图

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第4章 系统软件部分的设计

4.1 编程语言和开发工具的选择

4.1.1 编程语言的选择

51单片机的编程语言有汇编语言或是C51语言等高级语言。其中汇编语言产生的目标代码

短,所占用的存储空间相对很小,因此汇编程序的执行速度较快,可以充分发挥出单片机的硬件性能。使用汇编语言编写复杂的应用却非常困难,并且程序的可读性以及可移植性都不强。 用C51语言编写的程序代码相对长,需要占用更多的程序存储空间。但这些都只是相对于汇编语言来讲的,如果程序编写得科学合理，那么C语言也可以编写非常精简和高效率的程序代码,同时C语言的易读性和可移植性却是汇编语言望尘莫及的,编程效率将会大大高于汇编语言，减小了程序眼的编程难度。所以本方案选择C51语言作为系统的编程语言是合适的。 4.1.2软件开发环境的选择

当今主流的C51编译软件主要有以下几种：IAR、Avocet、Tasking、Dunfiled shareware、Micro Computer Controls、KEIL等。其中KEIL以其紧凑代码和易于使用的界面深受编程开发人员的喜爱，在国内51单片机开发界KEIL更是久负盛名，是国内编程人员首选的开发工具。因此本设计采用KEIL V4版本作为系统软件开发环境是非常合适的。

4.2程序设计的总体思路

本次设计的系统包含的模块数量比较多，如果所有函数都在一个源代码文件中实现，容易

使源代码文件过于臃肿，同时程序的可读性和可维护性也会较差。因此本设计考虑采用模块化编程的思想，即每个模块的功能均只由一个源代码文件实现，同时对应一个头文件，以供其他源代码文件调用。每个源程序和对应的头文件均以相应的模块名来命名，力求做到闻名而知意，这样处理的结果会使整个设计的程序部分可读性非常强，也大大提高了程序的可移植性。这样的程序设计方法也便于对各个模块的调试采取分而治之，然后再各个击破的策略，可以尽可能地减小程序调试的难度。 整个程序的结构图如图4-1：

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