基于hx711的51单片机电子秤设计

　　电子秤是采用现代传感器技术、电子技术和计算机技术一体化的电子称量装置，满足并解决现实生活中提出的“快速、准确、连续、自动”称量要求，同时有效地消除人为误差，使之更符合法制计量管理和工业生产过程控制的应用要求。

硬件设计

　　称重传感器感应被测重力，输出微弱的毫伏级电压信号。该电压信号经过电子秤专用模拟/数字（A/D）转换器芯片hx711对传感器信号进行调理转换。HX711 采用了海芯科技集成电路专利技术，是一款专为高精度电子秤而设计的24 位A/D 转换器芯片，内置增益控制，精度高，性能稳定。HX711芯片通过2线串行方式与单片机通信。单片机读取被测数据，进行计算转换，再液晶屏上显示出来。

　　矩阵键盘主要用于计算金额。当被测物体重量得到后，用户可以通过矩阵键盘输入单价，电子秤自动计算总金额并在液晶屏显示。电源系统给单片机、HX711电路及传感器供电。

　　电子秤专用24位AD转换芯片HX711电路

　　单片机STC89C52电路

　　液晶屏电路

　　矩阵键盘电路

　　矩阵键盘可以显示0-9数字、小数点和五个功能键。键盘行扫描信号为ROW1—ROW4，列扫描信号为COL1—COL4。行信号为输入信号，低电平有效；列信号为输出信号。当没有键按下时，即使行扫描输入低电平信号，列信号仍为高电平；当行扫描为低电平并且有键按下时，相应的列输出低电平。该低电平信号可以定位至按下键的位置。

　　声光报警电路

　　当测量重量超过量程时，beep和alert给出低电平信号，驱动蜂鸣器鸣响，报警灯亮。

　　电源电路

　　电源采用USB接口供电，电源电压5V。同时，USB接口通过内含PL2303芯片的转换电路对单片机进行程序编写。

软件设计

　　主程序使用了定时器，用来实现每0.5秒称重一次的功能，流程图如下：

       

　　时钟中断程序流程图                                 键盘扫描程序流程图               

　　主程序流程图

主程序编写

　　下面介绍main.c主程序编写，其他程序略。

　　（1） 头文件和一些宏定义

　　#include 《reg52.h》

　　#include 《intrins.h》

　　#include 《string.h》

　　#include “lcd.h”

　　#include “hx711.h”

　　#include “keyboard.h”

　　//定义量程系数

　　#define RATIO 2114/1623

　　（2） 管脚、常量、变量定义

　　//定义标识

　　volatile bit FlagTest = 0;

　　//定时测试标志，每0.5秒置位，测完清0

　　volatile bit FlagKeyPress = 0; //有键按下标志，处理完毕清0

　　volatile bit FlagSetPrice = 0; //价格设置状态标志，设置好为1

　　//管脚定义 sbit LedA = P2^2;

　　sbit beep = P1^0;

　　sbit alert = P1^1;

　　//显示用变量 int Counter;

　　uchar idata str1［6］ = “000000”;

　　int i， iTemp; //称重用变量

　　unsigned long idata FullScale; //满量程AD值/1000

　　unsigned long AdVal; //AD采样值

　　unsigned long weight; //重量值，单位g

　　unsigned long idata price; //单价，长整型值，单位为分

　　unsigned long idata money; //总价，长整型值，单位为分

　　//键盘处理变量

　　uchar keycode; uchar DotPos;

　　//小数点标志及位置

　　（4） 各子程序

　　//整型转字符串的函数，转换范围0--65536 void int2str（int x， char* str）

　　{

　　int i=1;

　　int tmp=10;

　　while（x/tmp！=0）

　　{

　　i++;

　　tmp*=10;

　　}

　　tmp=x;

　　str［i］=‘’;

　　while（i》1）

　　{

　　str［--i］=‘0’+（tmp%10）;

　　tmp/=10;

　　}

　　str［0］=tmp+‘0’;

　　}

　　//重新找回零点，每次测量前调用

　　void To_Zero（） {

　　FullScale=ReadCount（）/1000;

　　price=0;

　　}

　　//显示单价，单位为元，四位整数，两位小数

　　void Display_Price（）

　　{

　　unsigned int i，j;

　　display_GB2312_string（5，44，“ ”）;

　　i = price/100; //得到整数部分

　　j = price - i*100;//得到小数部分

　　int2str（i，str1）; //显示整数部分

　　if （i》=1000）

　　{

　　display_GB2312_string（5，44，str1）;

　　}

　　else if （i》=100）

　　{

　　display_GB2312_string（5，52，str1）;

　　}

　　else if （i》=10）

　　{

　　display_GB2312_string（5，60，str1）;

　　}

　　else

　　{

　　display_GB2312_string（5，68，str1）;

　　}

　　//显示小数点

　　display_GB2312_string（5，76，“。”）;

　　//显示小数部分

　　int2str（j，str1）;

　　if （j《10）

　　{

　　display_GB2312_string（5，84，“0”）;

　　display_GB2312_string（5，92，str1）;

　　}

　　else

　　{

　　display_GB2312_string（5，84，str1）;

　　}

　　}

　　//显示重量，单位kg，两位整数，三位小数

　　void Display_Weight（）

　　{

　　unsigned int i，j;

　　display_GB2312_string（3，60，“ ”）; //weight单位是g

　　i = weight/1000; //得到整数部分

　　j = weight - i*1000;//得到小数部分

　　int2str（i，str1）;

　　if （i》=10）

　　{

　　display_GB2312_string（3，60，str1）;

　　}

　　else

　　{

　　display_GB2312_string（3，68，str1）;

　　}

　　display_GB2312_string（3，76，“。”）;

　　int2str（j，str1）;

　　if （j《10） else if （j《100）

　　{

　　display_GB2312_string（3，84，“0”）;

　　display_GB2312_string（3，92，str1）;

　　}

　　else

　　{

　　display_GB2312_string（3，84，str1）;

　　}

　　}

　　//显示总价，单位为元，四位整数，两位小数

　　void Display_Money（）

　　{

　　unsigned int i，j;

　　display_GB2312_string（7，44，“ ”）;

　　if （money》999999） //超出显示量程

　　{

　　display_GB2312_string（7，44，“-------”）;

　　return;

　　}

　　display_GB2312_string（7，44，str1）;

　　}

　　else if （i》=100）

　　{

　　display_GB2312_string（7，52，str1）;

　　}

　　else if （i》=10）

　　{

　　display_GB2312_string（7，60，str1）;

　　}

　　else

　　{

　　display_GB2312_string（7，68，str1）;

　　}

　　//显示小数点

　　display_GB2312_string（7，76，“。”）; //显示小数部分

　　int2str（j，str1）;

　　if （j《10）

　　{

　　display_GB2312_string（7，84，“0”）;

　　display_GB2312_string（7，92，str1）;

　　}

　　else

　　{

　　display_GB2312_string（7，84，str1）;

　　}

　　}

　　//数据初始化

　　void Data_Init（）

　　{

　　price = 0;

　　DotPos = 0;

　　beep = 1;

　　alert = 1;

　　}

　　//管脚配置 void Port_Init（）

　　{

　　}

　　//定时器0初始化

　　void Timer0_Init（）

　　{

　　ET0 = 1; //允许定时器0中断 TMOD = 1;

　　//定时器工作方式选择 TL0 = 0x06;

　　TH0 = 0xf8; //定时器赋予初值

　　TR0 = 1; //启动定时器

　　}

　　//定时器0中断

　　void Timer0_ISR （void） interrupt 1 using 0

　　{

　　TL0 = 0x06;

　　TH0 = 0xf8; //定时器赋予初值

　　//每0.5秒钟刷新重量

　　Counter ++;

　　if （Counter 》= 200）

　　{

　　FlagTest = 1;

　　Counter = 0;

　　}

　　}

　　//===============main program===================//

　　void main（void）

　　{

　　Rom_CS=1;

　　initial_lcd（）;

　　EA = 0;

　　Data_Init（）;

　　Port_Init（）;

　　Timer0_Init（）; //初始化完成，开中断

　　EA = 1; //背光

　　LedA = 1;

　　clear_screen（）; //clear all dots

　　display_GB2312_string（1，1，“电子秤初始化。。。。”）;

　　To_Zero（）;

　　display_GB2312_string（1，1，“电子秤初始化成功”）;

　　display_GB2312_string（3，1，“重量： kg”）;

　　display_GB2312_string（5，1，“单价： 元”）;

　　display_GB2312_string（7，1，“金额： 元”）;

　　Display_Price（）;

　　while（1）

　　{

　　//每0.5秒称重一次

　　if （FlagTest==1）

　　{

　　//称重，得到重量值weight，单位为g

　　AdVal=ReadCount（）;

　　weight=FullScale-AdVal/1000;

　　if （weight》0x8000） weight=0;

　　weight=10000*weight/FullScale;

　　weight=weight*RATIO; //如果超量程，则报警

　　if （weight 》= 10000）

　　{

　　beep = 0;

　　alert = 0;

　　display_GB2312_string（3，60，“------”）;

　　display_GB2312_string（7，44，“--------”）;

　　}

　　//如果不超量程

　　else

　　{

　　beep = 1;

　　alert = 1; //显示重量值

　　Display_Weight（）;

　　//如果单价设定好了，则计算价格

　　if （FlagSetPrice == 1）

　　{

　　money = weight*price/1000; //money单位为分

　　//显示总金额

　　Display_Money（）;

　　}

　　else

　　{

　　display_GB2312_string（7，44，“ ”）;

　　}

　　//清测试标志

　　FlagTest = 0;

　　}

　　}

　　//获取按键

　　keycode = Getkeyboard（）; //有效键值0-15

　　if （（keycode《16）&&（FlagKeyPress==0））

　　{

　　FlagKeyPress = 1;

　　KeyPress（keycode）;

　　FlagKeyPress = 0;

　　}

　　delay（20）;

　　}

　　}