目前常用16*1,16*2,20*2和40*2行等的模块。我们以1602LCD字符型液晶显示器为例。1602LCD分为带背光和不带背光两种,基控制器大部分为HD44780,带背光的比不带背光的厚,是否带背光在应用中并无差别,1602LCD主要技术参数:显示容量:16×2个字符,芯片工作电压:4.5—5.5V,工作电流:2.0mA(5.0V),模块最佳工作电压:5.0V,字符尺寸:2.95×4.35(W×H)mm[19]。
由于本次设计的显示模块需要显示多位数字,如果采用数码管显示的话将会占用多个单片机I/O口,使得电路变得更为复杂。所以选用液晶显示,1602LCD符合基本条件,能够采用。 2.3.6 键盘输入
键盘输入是人机交互界面中重要的组成部分,它是系统接受用户指令的直接途径。操作者通过键盘向系统发送各种指令或置入必要的数据信息。因此键盘模块设计的好坏,直接关系到系统的可靠性和稳定性。键盘是由若干个按键开关组成,键的多少根据单片机应用系统的用途而定。键盘由许多键组成,每一个键相当于一个机械开关触点,当键按下时,触点闭合,当键松开时,触点断开。单片机接收到按键的触点信号后作相应的功能处理。因此,相对于单片机系统来说键盘接口信号是输入信号。 方案一 专用芯片式设计
专用键盘处理芯片一般功能比较完善,芯片本身能完成对按键的编码、扫描、消抖和重键等问题的处理,甚至还集成了显示接口功能。列如Intel8279是一种为8位微处理器设计的比较成熟的通用键盘/显示器接口芯片,其功能有:接收来自键盘的输入数据,并作预处理;数据显示的管理和数据显示器的控制。专用键盘处理芯片的优点很明显,可靠性高,口简单,使用方便,适合处理按键较多的情况。但在很多应用场合,考虑成本因素,可能并不是最佳选择。 方案二 矩阵式键盘设计
矩阵式键盘又叫行列式键盘。用I/O口线组成行、列结构,按键设置在 行列的交点上。例如,用2×2的行列结构可构成4个键的键盘,4×4行列结构可构成16个键的键盘。因此,在按键数量较多时,可以节省I/O口线。相对于专用芯片式可以节省成本,且更为灵活。缺点就是需要用软件处理消抖、重键等问题。
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图2.9 4×4矩阵键盘
考虑到成本方面,我决定采用矩阵键盘。 2.3.7 电源模块
系统需要多种电源,单片机需要+5V电源,运放需要±5V,V/F转换器需要±12V,传感器需要+5V以上的线性电源。
稳压电源的设计,是根据稳压电源的输出电压Uo、输出电流Io、输出纹波电压ΔUop-p等性能指标要求,正确地确定出变压器、集成稳压器、整流二极管和滤波电路中所用元器件的性能参数,从而合理的选择这些器件。
稳压电源的技术指标分为两种:一种是特性指标,包括允许的输入电压、输出电压、输出电流及输出电压调节范围等;另一种是质量指标,用来衡量输出直流电压的稳定程度,包括稳压系数、输出电阻、温度系数及纹波电压等[16]。
此次设计的稳压电源由电源变压器、整流电路、滤波电路和稳压电路四个部分组成,如图
图2.10 稳压电源组成图 方案一 采用LM317、LM337共地可调式三端稳压器电源
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LM317可调式三端稳压器电源能够连续输出可调的直流电压,不过它只能允许可调的正电压,稳压器内部含有过流,过热保护电路;由一个电阻(R)和一个可变电位器(RP)组成电压输出调节电路,输出电压为:Vo=1.25(1+RP/R)。LM337输出为负的可调电压,采用两个独立的变压器分别和LM317及LM337组装,操作比较简单。电路图如下所示:
图2.11 LM317与LM337组装电路 方案二: 采用7805,7905,7812和7912组成稳压电路
7805,7905固定式三端稳压器可输出±5V,固定式三端可调稳压器7812和7812组装电路可对称输出±12v,其电路图如图所示.
图2.12 LM317与LM337组装电路
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方案一的电路由三端可调式稳压器LM317和LM337组装而成,可输出范围为±1.25 -±12连续可调,通过对滑动变阻器的调整可输出+5V,±12,(3-9)V连续可调.其电路组装比较简单,但输出所需电压时需要调整可变电阻,不能直接输出,因此使用时不方便.方案二由三端可调式稳压器和三端固定式稳压器共同组成,所用器件比方案一多,但电路组装简单,不会增添麻烦,在方案二中可直接得到+5v和±12的输出电压.使用时比较方便,综上所述,方案二比方案一合理,因此选择方案二。 2.4 软件设计
电子称软件设计均采用模块化设计,整个程序包括主程序、定时中断程序、INTO中断程序按键程序、数据处理子程序(双字节乘法、二一十进制转换程序及逆转换程序)、LCD十六位液晶静态显示子程序等模块。所有程序均采用C汇编语言编写。电子计价秤的软件设计思路说明如下:主程序的作用为程序初始化,计算单价木单重(单价和单重分别在定时中断程序和INT0外部中断程序中获得),并时时显示十进制的单重,单价,总价。设定T0为计数工作方式,T1为定时工作方式。其中R0为标志位寄存器当为OOH时为正常显示方式。当为01H时为累计显示方式,在T1定时中断程序中。一秒钟采样物料重量(已转成脉冲频率),并赋值重量计算RAM区和显示RAM区。在INTO外部中断程序中,采样单价并赋值单价计算。
2.4.1主程序流程图
主程序流程图给出了系统工作的基本过程,描述了信号的基本流向,起到一个向导的作用。
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图2.13主程序流程图
2.4.2 子程序设计
系统子程序主要包括A/D转换启动及数据读取程序设计、键盘输入控制程序设计及显示程序设计等。
a V/F转换启动及数据读取程序设计
V/F转换子程序主要是指在系统开始运行时,把称重传感器传递过来的模拟
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