单片机课程设计论文.doc

任务分析与设计思路
本课程设计主要的目的是为了检测剩饭重量,并把重量进行分析计算。通过识别射频卡,将剩饭重量数据与射频卡对应后录入存储模块,最终整合得到相应的结果。
整体设计方案
系统总体框架
由于本设计硬件上简单,方法上易于实现,成本低的要求,设计中利用电子技术和传感技术。主要应用各种芯片实现设计中的要求,依靠一颗主芯片控制个芯片的动作。系统由单片机主控模块、存储模块、电源模块、AD模块、显示模块、称重模块、射频识别模块,共6个模块组成如图2-1所示。
LCD显示器
12864
主
控
器
件
STC15
存储器
AT24C02
称重传感器
可调电源模块
射频识别
DM28340
AD采集
HX711
图2-1系统原理
单片机的选择
方案一:采用STC89C52。该单片机软件编程灵活、自由度大,功耗低、体积小、技术成熟等优点,得到了广泛应用
。但是51单片内部资源有限,内部没有集成的A/D转换器,在一些需要数据采集的应用场合,需要外扩A/D转换器,给系统设计过程带来不便。且影响系统控制等各个环节,不便于实时调控。
方案二:采用STC15F2K60S2。该单片机包含了89C52的优点,大容量2048字节片内RAM数据存储器;1个机器周期,速度比传统51快7~12倍;~,~;采用低速模式,空闲模式,掉电模式低功耗设计;不需要外部复位电路,不需要外部晶振;支持掉电唤醒;大容量片内EEPROM功能,刷鞋次数10万次上;3通道捕获/比较单元;6个定时器,2个16位可重装载定时器。
综合以上二种方案,选择方案二。
单片机的结构框图
51子系列单片机15由CPU、数据存储器RAM、程序存储器ROM、特殊功能寄存器、4个I/O口、串行口、定时器/计数器、中断系统等八个功能部件组成。CPU由累加器A、暂存器1、2、ALU、PSW等组成数据存储器由RAM地址寄存器、RAM单元等组成。程序存储器指EPROM或ROM。SFR指P0、P1、P2、P3锁存器、B、DPTR等。
结构框图如图2-3。
图2-3结构框图
引脚图及功能
8051系列单片机的引脚图: MCS-51 是标准的40引脚双列直插式集成电路芯片。高速ADC,8通道10位,速度可达30万次/秒。3路PWM还可当3路D/A使用。其中3通道捕获/P/PCA/PWM)。还有6个定时器,2个16位可重装载定时器。引脚分布请参照图2-4。
图2-4引脚图
三、硬件设计

根据方案的选择,系统由最小系统、HX711 AD模块、称重传感器模块、AT24C04存储电路、液晶显示电路、射频识别模块DM28340组成。
本系统采用C语言编写,控制器采用单片机STC15系列,
AD采集部分采用HX711 AD模块,称重传感器模块用压敏电阻,用LCD液晶12864作为显示器,用AT24C04作为存储器件。单片机通过AD模块采集压敏电阻电压数据,对数据处理后;射频识别采用DM28340获取对应的个人信息后送给单片机处理。存储器通过单片机对某些重量的数据进行存储;单片机再把重量数据送液晶显示器12864显示。
晶振电路
单片机的晶振频率应低于40MHZ,,加两个30 F电容。图3-2所示。
图3-2晶振电路


复位电路
上电复位采用电平方式开关复位。如图3-3所示。上电复位用RC电路,电容用10F,电阻用10K。

图3-3晶振电路
存储电路
存储电路采用ATMEL公司生产的AT24C04,具有4KB的存储空间。24C04是电可檫除PROM,分别采用512X8bit的组织结构以及两线串行接口。,待机电流和工作电流分别为1μA和1mA 24C04具有页写功能每页分别为16字节。
其引脚图如图3-4:
24C04引脚功能介绍
引脚号
引脚名称
功能说明
1
A0
24C04使用A2和A1输入引脚作为硬件地址,总线上可同时级联4个24C04期间,A0为空脚,可接地。
2
A1
3
A2
5
SDA
串行地址和数据输入/输出。SDA是双向串行数据传输引脚,漏极开路,(典型值10KΩ)
6
WP
串行时钟输入。SCL同步数据传输,上升沿数据写入,下降沿数据读出。
4
GND
地
8
VCC
正电源
图3-4-1 24c04引脚图

电路原理图3-4-2如图:
图3-4-2 24c04引脚图
液晶显示电路
带中文字库的128X64是一种具有4位/8位并行、2线或3线串行多种接口方式,内部含有国标一级、二级简体中文字库的