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单片机电子秤硬件电路设计方案.pdf
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基于单片机电子秤硬件电路设计
根据设计要求与设计思路,此电路由一块 AT89S52、按键输入
电路、时钟电路、复位电路、LCD 显示段码驱动电路、LCD 显示位码
驱动电路、12 位 LCD 显示器电路、蜂鸣器电路。
16 个按
键 输 入
LCD 显 示
器 段 码 驱
复 位 电
路
时 钟 电
路
蜂 鸣 器
单
片
机
10 位 LCD
显 示 器 电
LCD 显 示
器 位 码 驱
图 3.1 硬件电路设计框图
在本系统中用于称量的主要器件是称重传感器<一次变换元
件),称重传感器在受到压力或拉力时会产生电信号,受到不同压
力或拉力是产生的电信号也随着变化,而且力与电信号的关系一般
为线性关系。
由于称重传感器一般的输出范围为 0~20mV,对 A/D 转换或单片机
的工作参数来说不能使 A/D 转换和单片机正常工作,所以需要对输
出的信号进行放大。由于传感器输出的为模拟信号,所以需要对其
进行 A/D 转换为数字信号以便单片机接收。单片机根据称重传感器
输出的电信号和速度传感器输出的速度信号计算出物体的重量。
在本系统中,硬件电路的构成主要有以下几部分: AT89C52 的
最小系统构成、电源电路、数据采集、人-机交换电路等。
3.1 AT89S52 的最小系统电路
3.1.1 单片机芯片 AT89S52 介绍
单片机采用MCS-51系列单片机。由ATMEL公司生产的AT89S52是
一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器,具有8K 在系统可编程Flash
存储器。使用Atmel 公司高密度非易失性存储器技术制造,与工业
80C51产品指令和引脚完全兼容。在单芯片上,拥有灵巧的8 位CPU
和在线系统可编程Flash,使得AT89S52为众多嵌入式控制应用系统
提供高灵活、有效的解决方案。AT89S52具有以下标准功能: 8k字
节Flash,256字节RAM,32 位I/O 口线,看门狗定时器,2 个数据
指针,三个16 位定时器/计数器,一个6向量2级中断结构,全双工
串行口,片内晶振及时钟电路。空闲模式下,CPU停止工作,允许
RAM、定时器/计数器、串口、中断继续工作。掉电保护方式下,RAM
内容被保存,振荡器被冻结,单片机一切工作停止,直到下一个中
断或硬件复位为止。而且,它还具有一个看门狗<WDT)定时/计数
器,如果程序没有正常工作,就会强制整个系统复位,还可以在程
序陷入死循环的时候,让单片机复位而不用整个系统断电,从而保
护你的硬件电路。
AT89S52有40个引脚,32个外部双向输入/输出<I/O)端口,同
时内含2个外中断口,2个16位可编程定时计数器,2个全双工串行通
信口,片上Flash允许程序存储器在系统可编程,亦适于常规编程
器。其将通用的微处理器和Flash存储器结合在一起,特别是可反复
擦写的Flash存储器可有效地降低开发成本。其芯片引脚图如上图所
示。
图3.2 AT89S52引脚图
3.1.2.单片机管脚说明
VCC:供电电压。
GND:接地。
P0口:P0口为一个8位漏级开路双向I/O口,每脚可吸收8TTL门
流。当P1口的管脚第一次写1时,被定义为高阻输入。P0能够用于外
部程序数据存储器,它可以被定义为数据/地址的第八位。在FIASH
编程时,P0 口作为原码输入口,当FIASH进行校验时,P0输出原
码,此时P0外部必须被拉高。
P1口:P1口是一个内部提供上拉电阻的8位双向I/O口,P1口缓
冲器能接收输出4TTL门电流。P1口管脚写入1后,被内部上拉为高,
可用作输入,P1口被外部下拉为低电平时,将输出电流,这是由于
内部上拉的缘故。在FLASH编程和校验时,P1口作为第八位地址接
收。
P2口:P2口为一个内部上拉电阻的8位双向I/O口,P2口缓冲器
可接收,输出4个TTL门电流,当P2口被写“1”时,其管脚被内部上
拉电阻拉高,且作为输入。并因此作为输入时,P2口的管脚被外部
拉低,将输出电流。这是由于内部上拉的缘故。P2口当用于外部程
序存储器或16位地址外部数据存储器进行存取时,P2口输出地址的
高八位。在给出地址“1”时,它利用内部上拉优势,当对外部八位
地址数据存储器进行读写时,P2口输出其特殊功能寄存器的内容。
P2口在FLASH编程和校验时接收高八位地址信号和控制信号。
P3口:P3口管脚是8个带内部上拉电阻的双向I/O口,可接收输
出4个TTL门电流。当P3口写入“1”后,它们被内部上拉为高电平,
并用作输入。作为输入,由于外部下拉为低电平,P3口将输出电流
<ILL)这是由于上拉的缘故。
P3口也可作为AT89S52的一些特殊功能口,如下表所示:
表3.1 P3.0口引脚功能表
P3口引脚
P3.0
P3.1
P3.2
P3.3
P3.4
P3.5
P3.6
P3.7
第二功能
RXD<串行口输入)
TXD<串行口输出)
INT0<外部中断0输入)
INT1<外部中断1输入)
T0<定时器0外部脉冲输入)
T1<定时器1外部脉冲输入)
WR<外部数据存储器写脉冲输出)
RD<外部数据存储器读脉冲输出)
P3口同时为闪烁编程和编程校验接收一些控制信号。
RST:复位输入。当振荡器复位器件时,要保持RST脚两个机器
周期的高电平时间。
ALE/PROG:当访问外部存储器时,地址锁存允许的输出电平用
于锁存地址的地位字节。在FLASH编程期间,此引脚用于输入编程脉
冲。在平时,ALE端以不变的频率周期输出正脉冲信号,此频率为振
荡器频率的1/6。因此它可用作对外部输出的脉冲或用于定时目的。
然而要注意的是:每当用作外部数据存储器时,将跳过一个ALE脉
冲。如想禁止ALE的输出可在SFR8EH地址上置0。此时, ALE只有在
执行MOVX,MOVC指令是ALE才起作用。另外,该引脚被略微拉高。如
果微处理器在外部执行状态ALE禁止,置位无效。
/PSEN:外部程序存储器的选通信号。在由外部程序存储器取指
期间,每个机器周期两次/PSEN有效。但在访问外部数据存储器时,
这两次有效的/PSEN信号将不出现。
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