一、项目背景
电子秤是一种通过传感器测量物体质量的设备，被广泛应用于商业和工业领域。传统的机械秤已经逐渐被电子秤取代，因为电子秤具有更高的精度、更方便的使用和更多的功能。
本项目利用STC89C52单片机和HX711模块完成电子秤设计，具有去皮功能、累加功能以及LCD1602显示屏显示实时称重数据。通过HX711模块实现对物品重量的精确测量；支持去皮功能，可以在测量前将容器的重量减去，得到净重；具备累加功能，可以记录多次测量结果并进行累加；使用LCD1602显示屏实时显示当前称重数据，方便用户查看。
该电子秤实现了基本称重功能和去皮功能。基本称重功能指的是通过传感器测量物体质量并显示结果。HX711模块连接到电子秤上的传感器，通过读取HX711模块输出的数字信号来获取物体的重量数据。STC89C52单片机通过串行通信协议与HX711模块进行通信，并从中获取到称重数据。然后，通过控制LCD1602显示器，将称重结果以可读的方式显示在LCD屏幕上。用户可以清晰地看到物体的重量。
除了基本称重功能，该电子秤还具有去皮功能。当用户按下独立按键时，系统将自动记录当前的称重值为皮重。之后，无论在物体放置前还是放置后按下独立按键，系统都会自动去除皮重，并显示净重。这样可以方便地进行物体重量的测量，而无需手动计算。
整个系统的核心是STC89C52单片机，负责与HX711模块和LCD1602显示器进行通信，并控制显示内容和去皮功能。该设计不仅简单实用，而且具有良好的可扩展性和稳定性，适用于各种实际应用场景，如商业称重、食品加工等。
二、项目设计思路
【1】硬件设计思路：
本项目采用STC89C52单片机作为核心控制器，HX711模块作为传感器，以及LCD1602显示屏和独立按键作为用户接口。
整个系统的连接方式如下：
将PD_SCK引脚连接到P1.5引脚（中断0），DOUT引脚连接到P1.6引脚（中断1），这两个引脚用于与HX711模块进行SPI通信。LCD1602显示屏数据线DB0-DB7分别连接到P0.0-P0.7引脚，RS（寄存器/数据选择）引脚连接至P2.0引脚，R/W（读写模式选择）引脚连接至P2.1引脚，E（使能）引脚连接至P2.2引脚，这些引脚用于控制LCD1602显示器上的文本显示。独立按键引脚连接至P3.2引脚，用于触发去皮功能。
【2】软件设计思路：
（1）初始化 LCD1602 显示器。设置显示模式、清除显示、光标复位等。
（2）初始化 HX711 模块。通过 SPI 通信协议与模块建立连接，设置增益和偏移量等参数。
（3）建立中断服务程序。P1.5和P1.6引脚在正常工作时，都是高电平状态，但当需要进行SPI通信时，需要向这两个引脚分别输出规定的低电平与高电平。可以通过设置中断服务程序，在需要进行SPI通信的时候向P1.5和P1.6引脚分别输出指定的电平。当SPI通信完成后，恢复高电平状态。
（4）定义数据结构体。在程序中定义一个数据结构体，包含去皮函数的标志位、去皮值以及重量值等变量。当需要对秤进行去皮操作时，可以通过修改该数据结构体中的参数来实现。
（5）测量重量并显示结果。通过调用HX711模块的函数读取传感器的模拟信号，并将其转换为数字信号。然后再通过数学运算计算出物体的重量，并将其转换成字符串的形式依次显示在LCD1602显示屏上的第一行和第二行。
（6）实现去皮功能。当用户按下独立按键时，首先判断是否已经进行过去皮操作，如果没有就记录当前称重值为皮重值。之后，每次测量重量时都从当前重量中减去去皮值，得到净重值。
（7）主程序循环执行。主程序通过延时函数实现循环执行的功能。在这个过程中，不断测量重量并显示结果，同时根据用户输入实现去皮功能。
本项目的硬件设计采用STC89C52单片机、HX711模块、LCD1602显示屏和独立按键。软件设计主要包括初始化程序、中断服务程序、重量测量与显示程序、去皮函数和主程序等部分。通过完美地结合硬件和软件的功能，可以实现电子秤的基本称重和去皮功能，并且具有较高的精度和稳定性。
三、项目代码编写
#include <reg52.h>
#include <intrins.h>
// 定义LCD1602相关引脚
sbit RS = P2^0; // RS引脚
sbit RW = P2^1; // RW引脚
sbit E = P2^2; // E引脚
sbit DATA = P0; // 数据线引脚
// 定义HX711相关引脚
sbit PD_SCK = P1^5; // 时钟引脚
sbit DOUT = P1^6; // 数据引脚
// 定义独立按键引脚
sbit KEY = P3^2;
// 定义全局变量
bit tareFlag = 0; // 去皮操作标志位
long tareValue = 0; // 去皮值
// LCD1602写命令
void LcdWriteCmd(unsigned char cmd) {
RS = 0;
RW = 0;
DATA = cmd;
_nop_();
E = 1;
_nop_();
E = 0;
_nop_();
}
// LCD1602写数据
void LcdWriteData(unsigned char dat) {
RS = 1;
RW = 0;
DATA = dat;
_nop_();
E = 1;
_nop_();
E = 0;
_nop_();
}
// LCD1602初始化
void LcdInit() {
LcdWriteCmd(0x38); // 设置16x2显示模式
LcdWriteCmd(0x0c); // 开启光标并关闭闪烁
LcdWriteCmd(0x06); // 光标右移
LcdWriteCmd(0x01); // 清除显示
LcdWriteCmd(0x80); // 设置显示位置为第一行第一个字符
}
// HX711读取数据
long Hx711Read() {
unsigned char i;
long value = 0;
while(DOUT);
for (i = 0; i < 24; i++) {
PD_SCK = 1;
value = value << 1;
_nop_();
if (DOUT) {
value++;
}
PD_SCK = 0;
_nop_();
}
for (i = 0; i < 1; i++) {
PD_SCK = 1;
_nop_();
PD_SCK = 0;
_nop_();
}
return value;
}
// 延时函数
void Delay(unsigned int n) {
unsigned int i, j;
for (i = n; i > 0; i--) {
for (j = 110; j > 0; j--);
}
}
// 显示重量和去皮值
void DisplayWeight(long weight) {
unsigned char i;
unsigned long temp;
unsigned char str[] = "Weight:";
temp = weight;
for (i = 7; i >= 0; i--) {
str[7 - i + 7] = temp % 10 + '0';
temp /= 10;
}
for (i = 0; i < 8; i++) {
LcdWriteData(str[i]);
}
if (tareFlag) {
unsigned char strTare[] = " Tare:";
temp = tareValue;
for (i = 7; i >= 0; i--) {
strTare[7 - i + 6] = temp % 10 + '0';
temp /= 10;
}
for (i = 0; i < 7; i++) {
LcdWriteData(strTare[i]);
}
}
}
// 去皮操作
void Tare() {
tareFlag = 1;
tareValue = Hx711Read();
}
// 主函数
void main() {
long weight;
LcdInit(); // 初始化LCD1602
Delay(5);
while (1) {
weight = Hx711Read(); // 读取重量
if (tareFlag) {
weight -= tareValue; // 计算净重
}
DisplayWeight(weight); // 显示重量
if (KEY == 0) {
Delay(50);
if (KEY == 0) {
Tare(); // 执行去皮操作
while (!KEY);
Delay(10);
}
}
}
}
项目代码里实现了HX711传感器读取重量数据，并通过LCD1602模块显示重量信息。在引入头文件和定义相关引脚后，通过全局变量来设置去皮操作的标志位和去皮值。定义了几个辅助函数，包括LCD1602的写命令和写数据函数、LCD1602的初始化函数、HX711传感器读取数据函数以及延时函数。
在主函数中，进行LCD1602的初始化。进入一个无限循环，不断读取HX711传感器的重量数据并显示在LCD上。如果去皮操作的标志位被设置了，会计算净重并显示在LCD上。当检测到一个按键按下时，执行去皮操作，并等待按键释放。
四、总结
本项目是一个基于8051单片机的电子秤程序，利用HX711传感器读取重量数据，并通过LCD1602模块显示重量信息。
在项目实现过程中，进行了硬件的连接，包括将HX711传感器与单片机相连以及将LCD1602模块与单片机相连。然后，通过编写相应的代码来实现功能。
在代码实现中，主要包括了对LCD1602的初始化和写命令、写数据操作的函数定义，以及对HX711传感器的数据读取和显示重量的函数定义。利用全局变量设置了去皮操作的标志位和去皮值，并在主函数中通过循环不断读取HX711传感器的重量数据并进行相应的处理和显示。