VCC:+5V工作电压。 GND:地。
REF(+):参考电压正端。 REF(-):参考电压负端。 START:A/D转换启动信号输入端。
ALE:地址锁存允许信号输入端。(以上两种信号用于启动A/D转换). EOC:转换结束信号输出引脚,开始转换时为低电平,当转换结束时为高电平。 OE:输出允许控制端,用以打开三态数据输出锁存器。 CLK:时钟信号输入端(一般为500KHz)。
ADC0809对输入模拟量要求:信号单极性,电压范围是0-5V,若信号太小,必须进行放大;输入的模拟量在转换过程中应该保持不变,如若模拟量变化太快,则需在输入前增加采样保持电路。地址输入和控制线:4条ALE为地址锁存允许输入线,高电平有效。当ALE线为高电平时,地址锁存与译码器将A,B,C三条地址线的地址信号进行锁存,经译码后被选中的通道的模拟量进转换器进行转换。A,B和C为地址输入线,用于选通IN0-IN7上的一路模拟量输入。
3.1.4 微处理器模块——AT89C51
AT89C51具有如下特点:40个引脚,8k Bytes Flash片内程序存储器,256 bytes的随机存取数据存储器(RAM),32个外部双向输入/输出(I/O)口,5个中断优先级2层中断嵌套中断,3个16位可编程定时计数器,2个全双工串行通信口,看门狗(WDT)电路,片内时钟振荡器。
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图 3.4 AT89C51
单片机的P1口接A/D转换后的输入信号,二P2.3,P2.4和P2.5接A,B,C三条地址线来选择输入信号。
3.1.5 输出显示模块——LCD
LCD是利用晶体材料的电光效应制作的一种被动式显示器。液晶本身并不发光,依靠电信号的控制使周围环境光在显示部位反射或透射而得以显示。液晶显示器是一种体积小、重量轻、功耗低、被广泛应用的显示设备。在本系统中用LCD来显示体重、身高和健康结果。
LCD复位信号通过反相器接到单片机的RESET上,上电或手动复位时将随单片机同时复位。由于复位后并行口输出高电平,LCD处于选中状态,此时LCD将输出内部状态字,将会影响数据总线上的数据传输。
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图3.5 LCD显示模块
3.1.6 电源模块
图 3.6 电源供电部分
如图3.7所示电源供电部分采用变压器降压、桥式整流、电容器滤波、三端稳压器7805稳压后供电,电源用220V的家庭用电经变压器降至9V交流电,然后经四个整流二极管(D1~D4)组成的桥式整流成直流电压。
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图 3.7 电源供电部分
桥式整流器是利用二极管的单向导通性进行整流的最常用电路,常用来将交流转变成为直流电。桥式整流是对二极管半波整流的一种改进。
半波整流利用二极管单向导通特性,在输入标准正弦波的情况下,输了获得正弦波正半部分,负半部分则损失掉。桥式整流器利用四个二极管,两两对接,输入正弦波的正半部分是两只管导通,得到正的输出,输入正弦波的负半部分时,另两只管导通,由于这两只管是反接的,所以输出还是得到正弦波的正半部分。桥式整流器对输入正弦波的利用率比半波整流高一倍。桥式整流是交流转换成直流电的第一步。桥式整流也叫整流桥堆。
桥式整流器是多只整流二极管作桥式连接,外用绝缘塑料封装而成,大功率整流器在绝缘层外添加金属壳包封,增强散热。桥式整流器品种多,性能优良,整效率高,稳定性好,最大整流电流从0.5A到50A,最高反射峰值电压从50V到1000V。
第4章 智能秤的软件设计
4.1 总体方案设计
本设计采用C语言编程,编译环境是Keil uVision3。
Keil是德国Keil公司开发的单片机编译器,是目前最好的51单片机开发工具之一。Keil C51是美国Keil Software 公司出品的51 系列兼容单片机C 语言软件
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开发系统。
Keil C51单片机软件开发系统的整体结构可以完成编辑、编译、连接、调试、仿真等整个开发流程,该集成系统可以编译C源程序。
单片机C语言和一般的C语言的语法结构基本相同,也是采用函数结构,大部分函数也相同。但是单片机的RAM相比计算机少很多,所以单片机C语言有自动覆盖技术而且有优化技术,可以最大限度减少代码长度。
软件设计由系统初始化、数据采集、数据处理、按键检测控制显示三个部分组成。软件组成图如图13所示:
主程序 LCD1602程序 按键 A/D转换
图4.1 软件组成图
BMI系统软件工作流程:首先对单片机和LCD进行初始化,其次A/D转换子程序中读取获得的体重值,再对体重值进行判断。若体重值为0,则写LCD子程序显示字符,即各个值显示为0;若体重值大于98,则写LCD各个值显示字符为“--”或“---”;若体重值在于0和98之间,则写显示体重值,读取身高值,显示身高。之后计算BMI值,再由BMI值判断身体质量指数的检测结果并显示。
4.2 称重部分软件设计
称重部分主要由称重传感器、放大电路、显示四部分组成,模拟信号通过称重传感器输入,然后经过放大电路放大后通过数模转换器转换存放到控制单元,再由控制部分和显示电路驱动显示。放大电路的设计要考虑到抗干扰设计。称重主
流程图如图11所示。
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