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摘要:電路設計失敗是每個電子愛好者都碰到過的問題。在經過了購買元器件，焊接，調試失敗后再回頭調整電路設計比較麻煩。作者以電子稱電路為例，在焊接電路之前先對其進行了仿真，驗證電路的可行性，大大提高了實驗效率，節約了成本。

關鍵詞:protues仿真;電路設計;提高效率Protues

是一款優秀的EDA工具軟件。它能仿真多種單片機及其外圍器件，大家只要有一臺電腦就可以隨時隨地進行電路設計。本文設計了一款電子稱，在電路焊接之前以Protues仿真軟件為平臺對其進行了仿真。電子稱電路設計的思路是:電阻式傳感器采集因壓力變化產生的模擬信號，模擬信號再傳送給模/數轉換芯片，模數電路把模擬信號轉換成數字信號后傳送到單片機，單片機將數字信號經過相應的處理傳給液晶顯示器，同時按鍵電路把設置好的單價傳送給單片機，最后可以通過液晶顯示出物品的重量和金額。當物體重量超過傳感器能檢測到的范圍時報警電路工作。

1電路硬件設計

該電路主要由五部分組成:電阻傳感器、A/D轉換電路、單片機、液晶顯示、報警電路。具體電路框架如圖1。MCU單片機采用AT89C52。AT89C52是一種高性能的8位微控制器，它具有成本低，功耗低、技術成熟的優點。AT89C52內部有4個輸入/輸出口，稱為I/O口，即P0、P1、P2、P3口，每個口都是8位。在此電路中用了4個P口。P1口接4*4矩陣，P0口和P2口接液晶顯示器，P3口接模數轉換芯片和報警電路。另外單片機還設置了時鐘電路和復位電路。時鐘電路引腳18腳和19腳分別接了石英振蕩器的兩端和電容，石英振蕩器的振蕩頻率設置為11．0592MHz。復位引腳9腳接一個電容和電阻構成的復位電路。在加電瞬間，復位端出現一定時間的高電平就可以使單片機有效復位。信號采集采用了橋式測量電路。由4個滑動電阻器采用全橋連接，四個節點分別接電源，地，0832的模擬輸入通道CH0端和模擬輸入通道CH1端。當滑動電阻器的電阻值發生改變時，轉化為電壓或者電流的變化，這種電路結構的缺點是對于大應變有較大的非線性。實際電路操作時可采用電阻應變片。它的測量原理是:當構件受力變形時，金屬絲的長度和橫截面積也隨著構件一起變化，進而發生電阻變化。信號處理器采用模數模塊ADC0832。ADC0832為8位分辨率A/D轉換芯片，它能對兩路模擬信號進行模擬轉換，其最高分辨可達256級。ADC0832與單片機的接口為CS、CLK、DO、DI4條數據線。電路設計時可以將DO和DI并聯在一根數據線上接單片機17腳，CS接單片機15腳，CLK接單片機16腳。A/D轉換時，使能端CS置低電平。ADC0832的模擬輸入通道CH0和CH1接電阻應變片的全橋的兩端完成采集模擬信號。按鍵采用4×4的矩陣按鍵。它是用4條I/O線作行線，4條I/O線作為列線組成的鍵盤。行線接單片機P1．0－P1．3口，列線接單片機P1．4－P1．7口。在行線和列線的每一個交叉點上，設置一個按鍵。這樣鍵盤中按鍵的個數是4×4個。這種行列式鍵盤結構能夠有效地提高單片機系統中I/O口的利用率。這十六個鍵依次設置為0～9十個數，小數點，#備用鍵，A，B，C，D。A具有去皮功能，B是清除鍵，C是輸入單價錯誤時返回上一步，D是計算總價。報警器電路連單片機10腳，該電路通過一個電阻和二極管完成。當電路檢測到稱重的物體超過儀器的測量限制時，單片機10腳即P3．0口輸出高電平從而點亮二極管。液晶顯示電路采用1602．1602可以顯示兩行，每行16個字符。Protues仿真中用LM016L。LM016L中D0—D7是并行數據輸入/輸出引腳，可接單片機的P0—P3任意的8個I/O口。此電路中接P0口，在P0口加了10K的電阻排。RS是命令/數據選擇引腳，接單片機的P2．1口，當RS為低電平時，選擇命令;當RS為高電平時，選擇數據。RW是讀/寫選擇引腳，接單片機的P2．1口，當RW為低電平時寫入命令或數據;當RW為高電平時讀取狀態或數據。E為使能端，接單片機的P2．2口和P2．3口，當E由高電平跳變成低電平時，液晶模塊工作。此電路采用了兩個1602，一個顯示重量和單個商品的總價，另一個顯示單個商品的單價和所有商品的總價。

2軟件設計

程序設計是一件復雜的工作，為了把復雜的工作條理化可以先畫出程序流程圖。系統軟件設計包括主程序和子程序設計。子程序設計包括0832的數模轉換程序、4×4按鍵程序、1602顯示程序。本文中程序的編寫是基于C語言編寫的。主程序的主要任務是獲得物體的重量和總價，然后更新顯示即可。當物體重量超出250g時黃燈點亮實時報警。由于篇幅的原因本文只做了主流程圖。

3Protues仿真聯調

在Keil中編譯好程序，編譯成功后輸出HEX文件。打開Protues軟件，鼠標單擊單片機AT89C52，點擊ProgramFile添加HEX文件，點擊RunSimulation開始仿真。電路仿真界面見圖3。

4結論

通過仿真結果表明該電路理論上切實可行，可以進行下一步實際操作。實際焊好電路后發現電阻應變片受溫度影響比較大，究其原因Protues仿真軟件中每個元器件的選擇都是理想型元件，不受外界的影響，為了改善電路測試結果可以在原來的基礎上增加溫度補償電路。

參考文獻

［1］于飛，李擎，員乾乾．基于HX711的電子稱設計［J］．傳感器世界，2016，(12):33－36．

［2］唐慧瑩．基于ATmega16智能人體電子稱設計［J］．硅谷，2012，(6):59．

［3］王瑞琦，劉向陽，鄒星興，等．基于STC89C52單片機的電子稱設計［J］．國外電子測量技術，2017，(36):94－97．

作者：梁美麗 王愛國 陳立杰 單位：山西輕工職業技術學院