机电荷2018级课程设计题目及要求
题1:电子称重器设计
功能要求:
1)开机显示时间(小时、分)、时分可修改;
2)用滑动变阻器模拟称重传感器(测量范围0-
200g),数码管显示当前重量值,当重量值高于高
值时,红灯长亮;
3)当重量值低于低值时,黄灯长亮;
4)当重量值在正常值时,绿灯亮;
5)重量高值150g-200g和低值30g。
硬件调试:实现以上功能
数码管 段选RORTD八个引脚 位选PC0 PC1 PA1 PA2 PA3 PA4 PA5(只用到7位数码管)
按键四个 PB0 PB1 PB2 PB3
滑动变阻器接PA0
三个灯，黄绿红，接PB4 PB5 PB6
功能:
1数码管前四个显示时和分比如0158代表1点58分。数码管最后三位显示重量000到200表示多少g。
重量低于30，则黄灯亮。
重量正常，则绿灯亮。
重量高于150，则红灯亮。
按键1增加小时，按键2减少小时。(调时)
按键3增加分钟，按键4减少分钟。(调分)
正常走时。
电子称重器设计
功能要求
- 显示时间：开机后显示当前时间（小时和分钟），并且可以通过按键进行时、分的修改。
- 重量测量：使用滑动变阻器模拟称重传感器，测量范围为0到200克。数码管实时显示当前重量。
- 重量报警：根据测量的重量值，分别控制三种指示灯：
- 当重量高于150克时，红灯亮。
- 当重量低于30克时，黄灯亮。
- 当重量在30克到150克之间时，绿灯亮。
硬件配置
- 数码管：用于显示时间和重量。段选引脚连接RORTD，位选引脚连接PC0、PC1、PA1、PA2、PA3、PA4、PA5（只使用7位数码管）。
- 按键：四个按键，分别连接到PB0、PB1、PB2、PB3。用于调整时间。
- 滑动变阻器：连接到PA0，用于模拟称重传感器。
- 指示灯：三个灯（黄、绿、红），分别连接到PB4、PB5、PB6。
系统原理
-
时间显示与调整：
- 数码管的前四个位置用于显示当前时间。例如，显示"0158"表示当前时间是1点58分。
- 通过按键1和按键2可以增加或减少小时，通过按键3和按键4可以增加或减少分钟。
- 时间正常计时，并且每秒钟更新一次。
-
重量测量与显示：
- 滑动变阻器模拟称重传感器，通过AD转换器将模拟信号转换为数字信号。
- AD转换后的数据经过处理，显示在数码管的后三位。例如，显示"050"表示当前重量为50克。
- 重量的变化实时更新到数码管上。
-
重量报警指示：
- 程序根据重量值的范围控制相应的指示灯。
- 当重量低于30克时，黄灯亮，表示重量过轻。
- 当重量在30克到150克之间时，绿灯亮，表示重量正常。
- 当重量超过150克时，红灯亮，表示重量过重。
- 程序根据重量值的范围控制相应的指示灯。
程序实现与讲解
1. 初始化设置
DDRA = 0xFF - 0x01; // 配置引脚的输入输出关系
DDRC |= 0x03; // 配置引脚的输入输出关系
DDRD = 0xFF; // 配置引脚的输入输出关系
DDRB = 0xF0; // 配置引脚的输入输出关系
这段代码配置了各个引脚的输入输出关系。数码管、滑动变阻器和指示灯分别连接到不同的端口。
2. 时间更新与显示
SEG_DISP[0] = LED_Disbuf[time_hour % 100 / 10];
SEG_DISP[1] = LED_Disbuf[time_hour % 10];
SEG_DISP[2] = LED_Disbuf[time_minute % 100 / 10];
SEG_DISP[3] = LED_Disbuf[time_minute % 10];
这段代码将当前时间的小时和分钟分解成个位和十位，并将其转换为数码管显示的内容。
3. 按键检测与时间调整
int GetKey(void) {
if ((PINB & 0x01) == 0) {
return 1; // 第1个按键
} else if ((PINB & 0x02) == 0) {
return 2; // 第2个按键
} else if ((PINB & 0x04) == 0) {
return 3; // 第3个按键
} else if ((PINB & 0x08) == 0) {
return 4; // 第4个按键
}
return 0;
}
这个函数检测哪个按键被按下，并返回相应的按键编号。通过这个返回值可以调整时间。
if (keyvalue == 1) { // 按键1的功能
time_hour++;
if (time_hour == 24) time_hour = 0;
} else if (keyvalue == 2) { // 按键2的功能
if (time_hour == 0) {
time_hour = 23;
} else {
time_hour--;
}
} else if (keyvalue == 3) { // 按键3的功能
time_minute++;
if (time_minute == 60) time_minute = 0;
} else if (keyvalue == 4) { // 按键4的功能
if (time_minute == 0) {
time_minute = 59;
} else {
time_minute--;
}
}
根据按键检测结果，调整小时和分钟。按键1和按键2用于增加和减少小时，按键3和按键4用于增加和减少分钟。
4. 重量检测与显示
unsigned int AD_GetData(void) {
unsigned int ADData0;
ADMUX = (1 << REFS0); // ADC参考电压为AVcc，ADC结果右对齐，选择通道ADC0
ADCSRA |= (1 << ADEN) | (1 << ADPS2) | (1 << ADPS1); // 使能AD转换，ADC时钟64分频
ADCSRA |= (1 << ADSC); // 开始AD转换
while (!(ADCSRA & (1 << ADIF)));
ADCSRA |= (1 << ADIF); // 清零ADC中断标志位
ADData0 = ADC;
ADData0 = ((long)ADData0 * 5010 / 1024); // 将获得的AD值转换为电压值，单位为mv
ADData0 = ADData0 / 25; // 数值换算到0~200g
return ADData0;
}
该函数通过AD转换器获取滑动变阻器的电压值，并将其转换为重量值，显示在数码管上。
5. 指示灯控制
if (ADData0 < 30) { // 重量低于30
PORTB &= ~0x10; // PB4低电平，黄灯亮
PORTB |= 0x20; // PB5高电平，绿灯不亮
PORTB |= 0x40; // PB6高电平，红灯不亮
} else if (ADData0 < 150) {
PORTB &= ~0x20; // PB5低电平，绿灯亮
PORTB |= 0x10; // PB4高电平，黄灯不亮
PORTB |= 0x40; // PB6高电平，红灯不亮
} else {
PORTB &= ~0x40; // PB6低电平，红灯亮
PORTB |= 0x20; // PB5高电平，绿灯不亮
PORTB |= 0x10; // PB4高电平，黄灯不亮
}
根据重量值控制相应的指示灯。当重量低于30克时，黄灯亮；重量在30克到150克之间时，绿灯亮；重量超过150克时，红灯亮。
通过以上功能模块的合理设计和实现，可以完成电子称重器的主要功能，包括时间显示与调整、重量测量与显示以及重量报警指示。
资源
https://docs.qq.com/sheet/DUEdqZ2lmbmR6UVdU?u=bdf8eeb84961492ba2b62f7bfee641ea&tab=BB08J2
