基于重量的数字式售货器的设计.doc

1、摘 要带有语音功能的数字式售货器是当今社会普遍使用的一款售货器，随着社会的发展人们对售货器的功能和精度要求越来越高，这也是本人研究此课题的原因。本文介绍一种基于51系列单片机的一种重量的数字式售货器的设计，选用适当的方法扩展设计一个单片机系统，用以基于重量的数字式售货器的设计，在设计过程中使用一些很常用芯片，并以最简单的方法来完成此次设计。本设计除了要求能够对称重量的数字式显示之外，还要完成价格的转换计算，并具有标准语音报出的称重量、单价及最终价格的功能。所设计的售货器实现了通过按键对单价、价格进行播报，在液晶显示器中显示。设计要求已基本达到，通过分析研究与最后的软件程序调试，实现了此系统的最

2、优化设计。关键字：单片机；A/D转换器；液晶显示屏；语音系统AbstractWith voice-enabled digital sales is commonly used in todays society a sale, with the social development of the sales functions and is getting higher and higher precision, this is my reason to study the subject.This paper presents a series of 51 based on the weig

3、ht of a single-chip digital sales design, selection of appropriate methods to expand the design of a single-chip system that can be used based on the weight of sales of digital design, require apart from the weight of symmetrical figure can display but also the completion of the conversion price cal

4、culated with the standard voice reported that the weight, unit price and the final price, the use of 51 series single-chip microcomputer to calculate and control through the LCD counter Finally screen to complete the preparation of procedures for the control function, to complete the circuit model o

5、f the design, production and debugging job. Learn and master the most common weight-based digital sales system working principle and basic features. Requirements of the design work can be completed to said weight, unit price, total price of the real-time display. The adoption of this design is I kno

6、w a lot of knowledge，For example, sensor applications, the application of ADC, 4X4 key applications, the use of amplifiers as well as to enlarge the process of identifying the various chip reference voltage, liquid crystal display applications. We do complete set up to do a design not only to unders

7、tand the process to complete the task of the teacher and, more importantly, we need to do to complete the period established by the Institute should pursue that line of thought, methods, learning is the complete set of these principal goal.Keywords: Single-chip;A / D converter; LCD display;voice sys

8、tem目录引言11绪论21.1 课题背景和意义21.2 数字式售货器国内外研究现状22 方案论证与确定42.1 控制器部分42.2 数据采集部分42.2.1传感器42.2.2前级放大部分72.2.3 A/D转换器82.3 人机交互界面92.3.1按键92.3.2显示界面102.3 语音芯片部分123 系统的硬件电路设计133.1 AT89S51单片机概述133.1.1 AT89S51单片机的主要性能133.1.2 AT89S51单片机主要功能模块183.2 系统的结构模块193.2.1 51单片机最小应用系统193.2.2系统电源电路203.2.3系统的信号采集电路213.2.4系统的人机交互

9、电路223.2.5系统的语言电路223.3 电路板制作254 系统的软件设计264.1 主程序设计264.2 按键扫描子程序设计274.3 A/D采集转换显示的流程图285 结论30谢辞31参考文献32附 录33引言随着科技革命，传感器技术的迅速发展，单片机的出现，电子秤走进的人们的生活电子秤的发展过程与其它事物一样，也经历了由简单到复杂，由粗糙到精密，由机械到机电结合再到全电子化，由单一功能到多功能的过程。特别是近30年以来，工艺流程中的现场称重，配料定量称重，以及产品质量的监测等工作，都离不开能输出电信号的电子衡器。这是由于电子衡器不仅能给出质量或重量值的信号，而且也能作为总系统中的一个单

10、元承担着控制与检验功能，从而推动工业生产和贸易交往的自动化和合理化。近年来，电子衡器已愈来愈多地参与到数据处理和过程控制之中。现代称重技术和数据系统已经成为工艺技术，储运技术，预包装技术，收货业务及商业销售领域中不可缺少的组成部分。我国的衡器在20世纪40年代以前还全是机械式的，40年代开始发展了机电结合式的衡器。50年代开始出现了称重传感器为主的电子衡器。由于称重传感器各项性能不断有新的突破。为电子秤的发展奠定了基础。国外如美国，西欧等一些国家在20世纪60年代就出现了0.1%称重准确度的电子秤，并于70年代中期约对75%的机械秤进行了机电结合式的电子化改造。到目前为止，电子秤的发展方兴未艾

11、，并向着群控，程控和智能化猛进。1绪论进入21世纪后，随着传感技术的发展，传感器已经成为各个应用领域，特别是自动检测，自动控制系统中不可缺少的重要技术工具。伴随着微机（单片机）的发展，传感技术的应用已经逐步得到更广泛的认同，应用于现在各个高科技的行业，而超声波传感器技术应用于冶金、船舶、机械、医疗等各个工业部门的超声清洗、超声焊接、超声加工、超声检测和超声医疗等方面，取得了很好的社会效益和经济效益。1.1 课题背景和意义从单片机近年的发展趋势来看，单片机正朝着多层次用户、多品种、多规格、高性能方向发展，现在许多公司根据市场的要求不失时机的研制并推出各种优秀的单片机。在实时控制系统、军工产品和一

12、些高级家用电器等领域，需要高性能单片机，以满足其功能、速度、可靠性方面的特殊要求。这些单片机的高性能主要体现在CPU功能加强，内部资源增加，寻址范围增大。而简单的家用电器、智能玩具、仪表仪器、智能IC卡等对单片机功能要求不高。那些小型、低耗能、廉价的单片机就具有明显的优势和市场需求，它们也将是未来市场的重要角色，有着广阔的应用前景。51单片机结合两类单片机的特点，广泛应用于语音识别类产品，仪器仪表，家电产品，自动售货机，智能语音交互式玩具，高级亦教亦乐类玩具，儿童电子故事书类产品，通用语音合成器类产品，需较长语音持续时间类产品。随着单片机功能集成化的发展，其应用领域也逐渐由传统的控制扩展转变为

13、控制处理、数据处理以及数字信号处理等领域。51单片机就是为适应这种发展而设计的，51单片机不仅具有单片机的基本功能，并且在语音识别和处理方面有独到之处，它的开发环境简单，便于学习和实践，应用十分广泛。因此我们应该结合教学实践，掌握系统设计的方法和开发技能，设计出有特色的智能语音产品并将其应用到实际生活中去。1.2 数字式售货器国内外研究现状50年代中期电子技术的渗入推动了衡器制造业的发展。60年代初期出现机电结合式电子衡器以来，经过40多年的不断改进与完善，我国电子衡器从最初的机电结合型发展到现在的全电子型和数字智能型。我国电子衡器的技术装备和检测试验手段基本达到国际90年代中期的水平。电子衡

14、器制造技术及应用得到了新发展。电子称重技术从静态称重向动态称重发展：计量方法从模拟测量向数字测量发展；测量特点从单参数测量向多参数测量发展，特别是对快速称重和动态称重的研究与应用。但就总体而言，我国电子衡器产品的数量和质量与工业发达国家相比还有较大差距，其主要差距是技术与工艺不够先进、工艺装备与测试仪表老化、开发能力不足、产品的品种规格较少、功能不全、稳定性和可靠性较差等。通过分析近年来电子衡器产品的发展情况及国内外市场的需求，电子衡器总的发展趋势是小型化、模块化、集成化、智能化；其技术性能趋向是速率高、准确度高、稳定性高、可靠性高；其功能趋向是称重计量的控制信息和非控制信息并重的“智能化”功

15、能；其应用性能趋向于综合性和组合性。体积小、高度低、重量轻，即小、薄、轻。近几年新研制的电子平台秤结构充分体现了小薄轻的发展方向。对于低容量的电子平台秤和电子轮轴秤，可采用将薄型或超薄型的圆形称重传感器，直接嵌入钢板或铝板底面与称重传感器外径相同的盲孔内，形成低外形的秤体结构，称重传感器的数量和位置由秤的额定载荷和力学要求计算决定。钢板或铝板就是秤体的台面，称重传感器既是传感元件，又是承力支点，极大地减化了秤体结构，减少了活动连接环节，不但降低了成本，而且提高了稳定性和可靠性。对中等或较大容量的电子平台秤、电子地上衡，已经出现了采用方形或长方形闭合截面的薄壁型钢，并联排队列焊接成一个整体的竹排式结构的秤体，4个称重传感器分别安装在最外边两根薄壁型钢两端的切口内，安装在称重传感器承力点上的固定支承就是秤体的承力支点，既减化了承力传力机构，又节省了秤体高度，这是一种很有发展前途的秤体结构。对于大型电子平台秤，可利用有限单元法进行等强度和刚度计算，采用抗弯刚度大的型材和轻型波纹夹心钢板等。对于大型或超大型的承载器结构，如大型静动态电子汽车衡等，已开始采用几种长度的标准结构的模块，经过分体组合，而产生新的品种和规格。以（5、6、7）m长的同宽度3种标准模块为例，