发布时间 : 星期三 文章基于单片机的语音报价电子称的设计更新完毕开始阅读684f56c9d1d233d4b14e852458fb770bf68a3b4d
第二章 总体方案选型与设计
根据本设计所要实现的功能来划分，系统总共由下面几大模块组成：主控模块、显示模块、AD采样模块、语音报价模块，下面本设计针对芯片的选型来进行具体方案的论证。
2.1 主控模块的选型
方案一：
选用MSP430单片机，该单片机是一种16位超低功耗、精简RSC(精简指令集)混合信号处理型的单片机，这种单片机的内部集成了许多数字电路、模拟电路以及微处理器，具有很强大的功能[5]。但是该芯片的价格一直较高，因此不适合一般的设计开发，不适合用来练习。 方案二：
选用51系列的单片机，这种类型的单片机具有可靠性高，售价低廉，性能高等优点，并且它的数据都进行了加密，破解基本不可能[6]。是一款具有32个IO口8位单片机，STC系列的还可以进行在线编程，很方便初学者一边编程一边练习。
经过以上方案的仔细对比，结合此次设计的实际情况最终确定选用方案二。
2.2 显示模块的选型
方案一：
选用点阵式数码管做显示模块，数码管是种可以发光的半导体器件，其基本组成单元为发光二极管，八排八列的发光二极管方阵就组成了点阵式数码管，点阵式数码管可以很方便的显示文字，但是如果用来显示数字就变成了一种浪费，并且这种数码管价格相对较高，有一个很大的不足是恒流驱动与非恒流驱动对数码管均有影响，综合上述缺点不宜采用此种方案[7]。 方案二：
选用LED数码管动态扫描，LED数码管显示数字较合适，但是这种数码管需要借助74LS164移位寄存器进行移位，这样会使本设计变得比较麻烦，所以也放弃了这个方案。 方案三：
选用LCD液晶显示屏,LCD显示功能强悍，能显示较多文字，图形也可以显示，并且显示类型多样，清晰度高，价格便宜，适合初学者练习使用。
所以权衡以上几个方案中不同方案的优缺点，最终决定选用方案三中的LCD1602液显示屏作为本设计的显示模块。
2.3 模数转换模块的选型
方案一：
ADC0809作为一种传统的8分辨率CMOS工艺的模数转换器其内部一个8位的多路开关是它的特点[8]。本设计用不到多路开关，AD转换精度也不符合本设计要求，因此不选用。 方案二：
选用HX711进行AD转换，HX711具有很高的转换精度。较快的响应速度和高抗干扰性有利于电子称的整体性能和工作可靠性[9]。集成度较高从而降低了焊接难度，节省空间。
上述方案各有利弊，但是结合本设计的实际情况从整体出发，确定选用方案二。
2.4 语音播报模块的选型
方案一：
语音芯片ISD1760是ISD公司研究开发的一款最新的高质量语音录制播放的芯片，录放次数多，可达十万次，具有两种控制录音方式，同时也具有两种放音输出方式[10]。能处理的信息段也较多，但是其价格较高，本设计要在能完成基本功能的前提下，尽量降低设计成本，所以不选用此种方案。 方案二：
这里选用了集成的语音芯片NY3P035，本款芯片共有3个IO口,其工作电压范围为2.2—5.5V,功耗低，工作可靠稳定,可配置8—16欧姆范围内的任意喇叭,发出清晰的声音。适用范围宽广,该芯片内部含有一个ROM指令表,储存了0-9和一些常用的字符等32段语音片段，可以任意调用和组合。当需要播放价格时,只需要向语音芯片发送相应语音片段的脉冲信号,该芯片根据单片机发出的序列脉冲信号来查找相对应ROM的地址，调取储存的语音片段来播报价格。
2.5 系统整体设计概述
本设计的系统结构框图如下，系统结构图表明了构成一个设计的主要组成部分之间数据的流向及相互之间的协调关系。
图2-1系统结构框图
从上图可知本系统由单片机模块、液晶显示模块、AD转换模块、信号放大模块、压力传感器模块、矩阵键盘模块、语音模块和扬声器所组成[11]。本设计用来实现以下功能。本设计通过差分电桥，将放在秤台上的被测物体的重量转换成差分电压，再利用HX711通过采样定律把差分电压转换成不连续的数字信号再传输到做为中央控制系统的单片机，单片机经过处理储存运算。通过矩阵键盘来设置单价，用单价乘以总量便可以计算得出货物的总价，并将总重量和总价的数据发送给液晶屏LCD1602上进行显示，该系统除了上述功能之外还可以对所显示的数据进行语音播报，数据可以是显示屏上显示的任意数据，只要不超出称重范围，均可以进行称量报价。
2.6 本章小结
本章主要进行了总体方案的选型，通过比较不同类型的产品，根据具体需要最终确定了各模块所采用的芯片。系统整体概述部分给出了本设计的系统结构框图，系统结构框图是本设计的主线，指导本设计各个环节的进行。
第三章 系统硬件电路设计
本部分是硬件电路设计部分，主要包括了单片机主控电路部分、液晶显示部分、矩阵键盘部分、数模转换部分和本设计的特色语音模块部分。下面将详细介绍各个芯片的参数和它的一些特性。
3.1 主控模块
主控模块是本设计的重中之重，在整个系统中起着统筹协调各个模块之间的工作的作用，需要检测键盘，液晶显示也靠它来驱动。在本设计中经过一番论证比较之后最终决定选用STC89C52单片机来做主控芯片。
最初由Intel公司开发设计了51系列单片机，后来Intel公司把这门技术卖给了几家比较大的电子生产厂商，所以现在市面上的大多数单片机虽然各有不同，但都是以51系列为内核的。因此这些公司生产的单片机互相之间都能够兼容51指令，除内核外的其它一些功能各个生产厂家略有不同。但总体来讲51系列的兼容性很强。
STC89C52单片机的基本结构构成图如下图3-1所示。
XTAL2时钟电路XTAL1RAM128BSFR 21个定时个/计数器2VccCPUROM/EPROM/Flash 4KB总线控制中断系统5个中断源2个优先级串行口全双工1个4个并行口VssRSTEAPSENALEP0P1P2P3
图3-1 STC89C52单片机结构构成图