一种新型智能电子秤系统的开发.doc

方案设计系统总体方案设计主要包括硬件电路设计、单片机控制程序设计及 APP 软件功能设计三部分 硬件电路主要由复位电路、压力传感器及A/D转换模块、蓝牙模块、矩阵键盘、单片机5部 分构成，借鉴引用了传统的电子秤硬件设计单片机程序设计是整个设计的关键部分,APP 软件功能设计分为不同的功能界面单片机采用了STC89C52，其是宏晶科技推出的一种低功 耗、高性能CMOS8位微控制器，价格低廉，且能够实现本设计的功能［5］压力传感器采用 应变式压力传感器，其精度高、结构简单紧凑、抗偏载能力强，其输出电压和压力成正比，斜 率稳定，因此易于实现将重量转变成电信号输出［6］HX711是专为高精度电子秤而设计的24 位A/D转换器芯片，具有集成度高、响应快、抗干扰能力强等优点［7］，与压力传感器结合使用 效果佳HC 05是一款性价比较高的蓝牙模块，完全兼容单片机系统，可实现单片机数据的 收发，因此选择它作为系统的無线通信桥梁2.1单片机控制方案为了使得系统可以一直读取重量数据并显示，在液晶初始化和串口初始化后，进入循环读取、 显示流程，读取HX711 A/D转换后的数值，存放到当前A/D数值变量；扫描矩阵键盘，判 断是否有按键按下，根据按键值和系统设置模式进行相应的响应；将HX711传输的A/D数值 转换成重量，再计算总价；然后根据显示模式，显示对应的主界面、改单价界面、改折扣界面 校准界面中；最后返回读取HX711数值的操作，如图3所示。

2.2 APP设计方案APP主要有5个界面，登录注册界面、接收界面、查看历史记录界面、统计数据界面、扫描 付款界面，关系如图4所示接收界面是关键部分，为历史记录和统计提供数据为了提高电 子秤的实用性，方便付款，增加了扫描二维码进入支付功能本设计所有数据都保存在手 机微数据库中，相当于一个单机版软件，无论是本机微数据库还是联网的服务器数据库，都是 采取键值对的存取方式实现了在不联网的情况下也能读取之前所保存的所有数据3 电子秤软件设计3.1 矩阵扫描的实现先设置行为高电平，列为低电平，逐行扫描再逐列扫描，若有按键按下，则连通部分会由高电 平变为低电平，确定行、列就可以确定是哪个按键按下［8］其中矩阵键盘上的数值0~9是为 了输入数字而设定的，为了可以输入小数，还加入“小数点”键另外还有其他“清零/去 皮”、"改单价"、“改折扣”、“删除/发送"、“校准”按键，充分应用了 4x4的矩阵键 盘3.2 LCD12864显示的实现液晶显示前，需要对液晶进行初始化编写相关函数，方便调用显示字符串是液晶显示关键 的程序，为了方便编写各种显示界面，先编写显示字符串的函数，判断要显示数据所在的行和 列，再写入字符串，程序如下：void LCD_DisStr（uint8 x，uint8 y，uint8 *pDat）{if（x==0） LCD_WriteOneByte（0，0x80+y）；else if（x==1） LCD_WriteOneByte（0，0x90+y）；else if（x==2） LCD_WriteOneByte（0，0x88+y）；else if（x==3） LCD_WriteOneByte（0，0x98+y）；while （ *pDat !='\0‘）〃字符串以\0结尾，用此判断是否已显示完字符串 {LCD_WriteOneByte（1，*pDat）； pDat++；}}显示界面有4个，根据SystemSet变量的不同来显示相应界面，如图5所示。

如果 SystemSet==O （开机就是这个数），贝U显示主界面，即物品名、重量、单价、总价等信息； 如果SystemSet= = 1，会进入修改单价界面，此时单价的显示会随着按下按键而左移显示； 如果SystemSet==2，会进入修改折扣界面，此时折扣的显示会随着按下按键而左移显示； 如果SystemSet= = 3，会进入校准提示界面，显示"请放置设定重量物品，然后按校准键进 行校准！”的提示语；再输入校准物品的重量即可3.3蓝牙收发的实现对蓝牙模块的编程，首先要串口初始化，主要设置串口格式和波特率(9 600 b/s )然后需 要编写发送和接收数据的模块程序：发送(接收)一串数据，先判断TI( RI)是否为1,是， 则表明发完一个8位数据；再判这串数据是否发完，如果发完，把相关变量(发送长度、发送 标志、接收完成标志)置0 ，否则发送后面数据蓝牙发送重量数据和接收单价数据都采用HEX字符串，效率较高［9］由于蓝牙接收物品名数 据只能用ASCLL码文本形式发送的重量数据经过读取A/D转换后的数值，再转换成以克为 单位的整数，以移位的方法转换成HEX格式后保存到发送数组，触发发送模块后，将发送数 组内容发送出去。

蓝牙接收到单价数据后，则液晶屏显示4 APP功能设计4.1登录注册界面该屏幕初始化时，从数据库读取用户名和密码保存在列表变量当中，以便输入的用户名和密码 进行查询列表对比在登录界面，若输入密码错误，会弹出错误提示框“密码错误！”，若为 未注册的用户，点击“注册”会进入注册界面4.2接收界面该界面是接收单片机数据，并保存到数据库的主要功能界面，为了方便用户的使用，加入了定 义、查询物品编号功能用户定义一个编号，该编号对应一种物品及其单价、折扣等相关信息 用户则从编号列表选择或输入编号即可查询到相应信息并显示出来，当APP接收到单片机传 过来的数据后，计算总价，并显示物品重量及总价，如图7所示4.3扫描界面如图8所示，点击图片选择框选择支付二维码的图片，该二维码图片会保存到数据库，下次打 开则直接从数据库读取并显示该二维码图片可以更换4.4查看记录界面用户可以在日期选择框选择要查看的日期，点击确定即可查看当天所有记录为了防止由于重 复按下电子秤部分的“发送”键而导致的重复记录，设置了选中某条记录，点击“删除该条” 即可将该条记录删除为了方便用户将某些天记录删除，以节省存储空间，点击“删除当天” 可以把选中日期的记录删除，如图9 所示。

4.5 统计功能界面为了让用户清楚地分析销售状况，并根据销售情况制定销售策略，决定进货量，统计功能是必 不可少的统计指定某段时间的状况，在如图9 所示的日期选项框选择日期点击“统计”， 系统运用“冒泡法”自动把不同物品归类统计，并画出柱状图此外，点击“导出记录”则可 以把统计的信息以Exce I表格的形式存放到指定位置，方便用户查看和打印，如图10所示5结语本文设计的电子秤与传统电子秤相比，數据的发送、接收、存储、分析与导出均在APP 上实现，切合实际应用场景，且体积小、功耗低，实现了便携式、智能化其中蓝牙是连接软 硬件的桥梁，APP接收界面则为统计和查看历史记录提供数据历史记录和导出表格功能是 用户清楚了解交易情况的重要组成部分作为一种新型智能电子秤，达到了人们对称重装置的 全新要求，满足了现代商业市场的应用需求参考文献[1] 吴宇红，徐淦荣，章建森，等.一种智能无线电子秤：CN201410643585.9[P].2014-11-10.[2] 王任大，赵然，尹德胜，等.电子秤、移动设备和体重测量系统及无线传输方法：中国，201110160098.3[P].2012-01-18.[3] 江杭军，朱型存，施烨凯，等•基于单片机数字式智能电子热量称的设计J]•电子世界， 2013(17)：138.[4] 程智•简易电子秤的设计[J].电子世界，2013 (7 ): 133.⑸旬際斤，刘海亮•基于MSP430单片机的电子秤设计[J].数字技术与应用，2016 (2 ):28.[6] 侯学青，高艳霞•一种高精度电子秤设计[J].仪表技术，2015 (7): 39-40.[7] 沈懋如•智能仪器仪表机器语言程序自动生成系统J]•仪器仪表学报，1989 ,10 (2 ):194-199.[8] 顾文武，何庆中，周铁，等•基于LabVIEW与智能仪器数据采集系统[J].仪表技术与传感器， 2012(11):53-54.[9] 黄明锋，应捷，杨海马，等•基于STM8L微处理器的便携式无线测振系统设计[J]•仪表技术 与传感器，2014(12):59-61.[10] ZENG Sihting， LEE Chingmin. Personal emergency notification application design for mobile devices [C]// Proceedings of International Symposium on Next-generation Elec. [S.l.]: IEEE， 2014: 1-12.。