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? I/O口引脚P2（第21脚~28脚）：8位准双向I/O口。当使用外部存储器时，总线复
用，不仅可以作为数据总线，也可作为地址总线的高8位。
? I/O口引脚P3（第10脚~17脚）：8位准双向I/O口。P3口不仅可以作为一般的数
据总线使用，这8个引脚还有各自的特殊功能，属于复用双功能口。作为第二功能
使用时，各引脚的定义如表3.1所示，值得强调的是，P3口每一条引脚均可独立定义为第一功能的输入输出或第二功能。
表3.1 P3口第二功能表
引脚 P3.0 P3.1 P3.2 P3.3 P3.4 P3.5 P3.6 P3.7
特殊功能 RXD（串行输入端） TXD（并行输入端） INT0(外部中断0) INT1(外部中断1) T0（定时器/计数器0输入端） T1（定时器/计数器1输入端） WR（外部数据存储器写选通信号输出端） RD（外部数据存储器读选通信号输出端）
? 电源引脚Vcc（第40脚）：接+5V电压。 ? 电源引脚Vss（第20脚）：接地。
? 外部晶振引脚XTAL1与XTAL2（第19脚,18脚）：接外部晶振时，将振荡信号输入
给单片机内部的时钟发生器。 ? EA（第31脚）：当EA为低电平时，不管内部是否有程序存储器（8031型号单片机
没有内部存储器），单片机只访问外部程序存储器。当EA为高电平时，先访问内部程序存储器，当寻址地址超过容量时，自动访问外部程序存储器。 ? PSEN(第29脚)：当从外部程序存储器读取指令时，每个机器周期内PSEN两次有
效，时外部程序存储器的读选通信号。
? ALE（第30脚）：当不访问外部存储器时，ALE引脚周期性的输入正脉冲信号，可
以作为对外输出的时钟，频率为振荡器频率的1/6。当访问外部存储器时，ALE用于地址低位字节的锁存。
? RST（第9脚）：当RST上出项两个机器周期以上的高电平时，单片机将复位。
单片机STC89C51RC内部ROM空间大小为4K，地址范围从0000H到0FFFH。RAM空间大小为128字节，地址范围从00H到FFH。地址80H到FFH为特殊功能寄存器区，用于计数器/定时器，串行通信，累加器以及一些特殊的控制寄存器。
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3.1.2 单片机晶振电路和复位电路 （1）晶振电路
晶振是晶体振荡器的简称在电气上它可以等效成一个电容和一个电阻并联再串联一个电容的二端网络。晶振用一种能把电能和机械能相互转化的晶体在共振的状态下工作，给单片机提供工作所需要的时钟信号[4]。理论上来说，振荡频率越高表示单片机运行速度越快，但同时对存储器的速度和印刷电路板的要求也就越高。如同木桶原理。同时单片机性能的好坏，不仅与CPU运算速度有关，而且与存储器的速度、外设速度等都有很大关系。因此一般选用6~12MHZ。并联谐振电路对电容的值没有严格要求，但会影响振荡器的稳定、振荡器频率高低、起振快速性等。陶瓷封装电容可以进一步提高温度稳定性STC89C51RC内部有一个高增益反相放大器用于构成振荡器。
晶振有一个重要的参数，那就是负载电容值选择与负载电容值相等的并联电容就可以得到晶振标称的谐振频率。一般的晶振振荡电路都是在一个反相放大器的两端接入晶振，再有两个电容分别接到晶振的两端，每个电容的另一端再接到地。这两个电容串联的容量值就应该等于负载电容。
一般的晶振的负载电容为15pF或12.5pF， 如果再考虑元件引脚的等效输入电容，则两个22pF的电容构成晶振的振荡电路就是比较好的选择。
晶振与单片机的脚XTAL0和脚XTAL1构成的振荡电路中会产生偕波。这个波对电路的影响不大，但会降低电路的时钟振荡器的稳定性，为了电路的稳定性起见。 ATMEL公司只是建议在晶振的两引脚处接入两个10pf-50pf的瓷片电容接地来削减偕波对电路的稳定性的影响，所以晶振所配的电容在10pf-50pf之间都可以的。本系统采用了12 MHZ的晶振。
图3.2 单片机时钟原理图
（2）复位电路
单片机的复位电路有两种，上电自动复位方式以及手动复位方式。本系统已具备电源开关键，可以使用上电自动复位方式。复位是单片机的初始化操作。其主要功能使单
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片机从0000H单元开始执行程序。51单片机是高电平复位，给单片机加5V电源（上电）启动时的情况：这时电容充电相当于短路（电容特性：通交流，隔直流，上电瞬间相当于交流），可以认为RST上的电压就是VCC，这是单片机就是复位状态。随着时间推移电容两端电压升高，即造成RST上的电压降低，当低至阈值电压时，即完成复位过程。外部复位电路是为提供两个机器周期以上的高电平而设计的。RST脚上只要保持10ms以上高电平，系统就会有效复位。电容C1可取10~33μF，R取10kΩ，充电时间常数为10×10-6×10×103=100ms。其电路如图3.3所示：
图3.3 单片机复位原理图
电容的作用就是缓冲使RST端保持高电平一段时间，以达到有效复位，电容越大，保持的时间就越久。单片机的复位需要至少持续两个机器周期以上的高电平的时间，所以在刚开始上电的时候图3.3中的电容C1 充电，所以在单片机的复位引脚RST上会出现大于2个机器周期的高电平，使单片机复位。 3.2 数据采集模块
使用型号为CZL-A、量程为10kg的电阻应变式压力传感器，对被测物体进行压力采集并将其转换成电压信号，输出电压信号通常很小，此时需要利用HX711转换模块中的可编程放大器进行放大。放大后的模拟电压信号经24位A/D转换芯片HX711电路转换成数字量，通过2线串行方式与单片机通信，即可完成数据的采集工作。数字采集模块原理图如图3.4所示。
图3.4数据采集模块图
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3.2.1 压力传感器
（1）压力传感器的选择
在本设计中，我们需要使用压力传感器来对物品重量进行测量。压力传感器在压力检测系统中是一个重要的元件，因此，在选择压力传感器时需要考虑其量程和参数，还要考虑它的性价比和兼容性等等。由压力传感器将所测压力信号转换成容易测量的电信号输出，经过A/D转换及单片机处理后传送给液晶显示压力值，或供报警使用。压力传感器的种类有很多，比如应变式传感器，电容式压力传感器、压电传感器，谐振式压力传感器直接位移式传感器或是利用磁弹性、压阻等物理效应的传感器。
压电传感器是利用某些电介质受力后产生的压电效应制成的传感器[5]。但压电传感器只能用于动态测量。由于外力作用在压电元件上产生的电荷只有在无泄漏的情况下才能保存，即需要测量回路具有无限大的输入阻抗，这实际上是不可能的，因此压电式传感器不能用于静态测量。压电传感器主要应用在加速度、压力和力等的测量中。 电阻应变式传感器具有悠久的历史。电阻应变式传感器具有金属的应变效应，即如果有外力存在，那么金属会发生微弱的形变，从而改变其电阻值。它具有结构简单，精度高，易于实现小型化等特点，因此是目前应用最广泛的传感器之一。对于大应变有较大的非线性的输出信号较弱，但可以通过一些措施来补偿。
电阻应变片把机械应变信号转换为△R/R后，因为压力传感器在工作时应变片的形变量很小，导致电阻变化很微弱，测量得到的结果未必准确，并且由于结果数值很小，导致我们处理起来将会十分困难。因此，我们可以把测量结果经过某些电路将电阻变化或形变量转化为电信号，以此来提高测量效率和精确度[6]。此处通常选用测量电桥作为转换电路。
此处的测量电桥选用直流电桥，因为直流电桥抗干扰能力强，但是输出信号小，所以需要对转换的电信号通过高效的放大电路进行放大。R1、R2、R3和R4组成惠更斯电桥，将两对电阻应变片的阻值变化转变成输出电压，其工作原理如图3.5所示。
图3.5 测量电桥原理图
（2）电阻应变式传感器测量原理
电阻应变式压力传感器主要由弹性元件、电阻应变片等组成。传感器内部线路采
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用惠更斯电桥，当弹性体承受载荷产生变形时，转换元件电阻应变片也会受到拉伸或变形，它的阻值将发生变化，从而使电桥失去平衡，产生相应的差动信号，供后续电路测量和处理。电阻应变式传感器测量原理图如图3.6所示。
图3.6 电阻应变式传感器测量结构图
当外界施加一个垂直正压力P作用于金属横梁上时，横梁产生形变，电阻应变片R1、R3受压弯拉伸，阻值增加；R2、R4受压缩，阻值减小。电桥失去平衡，产生不平衡电压，不平衡电压与作用在传感器上的载菏P成正比，从而将非电量转化成电量输出[7]。
（3）电阻应变片的基本结构
电阻应变式压力传感器是将所测物体压力的变化转换成电阻值的变化来进行测量的。应变片即是该型传感器的核心，它是由金属导体或半导体制成的电阻体，是一种将被测件上的应变的变化转换成为一种电信号的敏感器件。通常是将应变片通过特殊的方式使其紧密的粘合在应变基体上，当基体受力发生应力变化时，电阻应变片也跟着产生形变，应变片的阻值也改变，从而使加在电阻上的电压发生变化[7]。
电阻应变片主要由四部分组成。基本结构如图3.7所示，电阻丝是应变片敏感元件；基片、覆盖片起定位和保护电阻丝的作用，并使电阻丝和被测试件之间绝缘，引出线用以连接测量导线。
图 3.7电阻应变片的基本结构
3.2.2 信号放大电路
压力传感器的输出电压范围为0～20mV，而A/D转换的输入电压需要为0～2V，
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