一、国内外电子称发展情况
随着称重传感器各项性能的不断突破，为电子称的发展奠定了基础，国外如美国、西欧等一些国家在20世纪60年代就出现了0.1%称量准确度的电子称，并在70年代中期约对75%的机械称进行了机电结合式改造。
80年代以来，我国通过自行研究引进消化吸收和技术改造。已由传统的机械式衡器步入集传感器、微电子技术、计算机技术与一体化的电子衡器发展阶段。
二、设计方案
本电子秤系统由以下几个部分组成。传感器，放大电路，A/D 转换电路，单片机主控模块。
2．放大电路采用仪表放大器，用以将小的模拟信号放大。
3．A/D 转换将模拟信号转化成数字信号，单片机接收后可以对其进行处理。
三、硬件电路设计 1．电阻应变式传感器电路
电阻应变式传感器是将被测量的力，通过它产生的金属弹性变形转换成电阻变化的元件。由电阻应变片和测量线路两部分组成，其主要参数如附录1所示。电阻应变片产生的误差，主要来源于温度的影响，本设计主要在实
验室内进行，温度的影响可不考虑。内部丝绕式应变片结构图如下图2所示。
当贴有电阻应变片的弹性平衡梁受到载荷Ｆ作用时，电阻应变片Ｒ1和Ｒ3受到拉伸作用，阻值增加；Ｒ2和Ｒ4受到压缩作用，阻值减小，电桥失去平衡，产生的不平衡电压
Ｕ 的大小与所受作用力Ｆ成正比。电桥的输出电压反映了电阻应变片相应的受力状态。
电桥电路如图3所示。电桥电路是最常用的非电量电测电路中的一种，当电桥平衡时，桥路对臂电阻乘积相等，电桥输出为零，在桥臂四个电阻R1、R2、R3、R4 中，电阻的相对变化率分别为△R1/ R1、△R2/ R2、△R3/ R3、△R4/ R4 ，当使用一个应变片时，R
R
R ?=
Σ；当二个应变片组成差动状态工作，则有R R
2R ?=
Σ；用四个应变片组成二个差动对工作，且R1= R2= R3= R4=R ，R
R 4R ?=Σ。
当电桥后面接放大器时，放大器的输入阻抗都很高，比电桥的输出电阻大很
多，因此可以把电桥输出端看成是开路。应变电桥电路如下图4所示：
图4 电桥应变电路原理图
若电桥不平衡时，即R 1R 3≠R 2R 4时，电桥输出：
U R R R R R R R R U )
)((432142310++-=
恰好选择各桥臂电阻，可消除电桥的恒定输出，使输出电压只与应变片输出有关。
令R1=R2,R3=R4,在应变片工作时，其电阻R1变化△R,此时电桥的灵敏度为：k u =U/4
电压输出为: U O =(U/4)(△R1/R1)。
2．放大电路
滤波器是具有频率选择作用的电路或运算处理系统，具有滤除噪声和分离各种不同信号的功能。传感器过来的信号经常带有各种各样的干扰，因此要采用滤波电路来去除干扰。
传感器输出的模拟信号都很微弱，必须通过一个模拟放大器对其进行一定倍数的放大，才能满足A/D转换器对输入信号电平的要求，这里选择常用的仪用放大器，原理图如图5所示。
共模抑制比：来自传感器的信号通常都伴随着很大的
共模电压（包括干扰电压）。一般采用差动输入集成运算
放大器来抑制它，但是必须要求外接电阻完全平衡对称，
运算放大器才具有理想特性。否则，放大器将有共模误差
输出，其大小既与外接电阻对称精度有关，又与运算放大
器本身的共模抑制能力有关。一般运算放大器共模抑制比可达80dB，而采用由几个集成运算放大器组成的测量放大电路，共模抑制比可达100～120dB。因此，采用低漂移运算放大器NE5532和op07构成的双运放高共模抑制比放大电路。电路原理如下图6所示：
图6 程控放大器电路原理图
3．A/D转换器
5G14433是国产的3位半双积分A/D转换器，具有抗干扰性能好，转换精度高（相当于11位二进制数），自动校零，自动极性输出，自动量程控制信号输出，动态字位扫描BCD码输出，单基准电压，外接元件少，价格低廉等特点。典型的5G14433外部电路连接方法如图7。
图7 5G14433A/D转换电路
4．按键/显示模块
由于设计按键较少，所以采用独立式键盘结构。显示部分采用共阳极LED，由于单片机I/O口有限，所以采用动态显示方式。
图8 按键/显示
5．总图
图9 总图
四、系统程序设计
1．主程序
图10
2．显示模块
图11
3．程序清单
#include
void LEDshow (unsigned char*p);
void kbscan(unsigned int k);
void kbscan2(void);
void kbscandw(unsigned int l);
idata unsigned char={0,0,0,0};
idata unsigned char sig=0,n1=0,n2=0;
idata unsigned char l;
idata unsigned char hang,lie;
idata unsigned char NN2[4]={0,0,0,0},LL[4]={0,0,0,0};
idata unsigned int result,res=0;
idata float realnum,zongjia;
sbit p36=P3^6;
sbit p37=P3^7;
sbit p10=P1^0;
main()
{
unsigned int kbnum[4][4]={{0,1,2,3},{4,5,6,7},{8,9,10,11},{12,13,14,15}}; unsigned char h;
unsigned int e;
while(1)
{
LEDshow(xianshi);
P1=0xff;
P3=0;
h=P1;
h=h&0x0f;
if(h<0x0f) { for(e=0;e<500;e++);
if(h<0x0f) kbscan(h);
l=kbnum[hang-1][lie-1];
kbscandw(l);
}
}
}
void LEDshow(unsigned char*p)
{unsigned char LEDbod[20]={0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90,
0x40,0x79,0x24,0x30,0x19,0x12,0x02,0x78,0x00,0x10}; unsigned int i=0,a,e;
jixu:
P1=0xff;
switch(i)
{case 0:a=0x70;break;
case 1:a=0xb0;break;
case 2:a=0xd0;break;
case 3:a=0xe0;break;
}
P2=LEDbod[p[i]];
P1=a;
for( e=0;e<100;e++);
P2=0xff;
i++;
if(i!=4)goto jixu;
return;
}
void kbscan(unsigned int k)
{unsigned int p,e;
switch(k)
{case 0x07:kbscan2();hang=1;do{P3=0;p=P1;p=p&0x0f;for( e=0;e<1000;e++);}
while(p<0x0f);return ;
case 0x0b:kbscan2();hang=2;do{P3=0;p=P1;p=p&0x0f;for( e=0;e<1000;e++);}
while(p<0x0f);return ;
case 0x0d:kbscan2();hang=3;do{P3=0;p=P1;p=p&0x0f;for( e=0;e<1000;e++);}
while(p<0x0f);return ;
case0x0e:kbscan2();hang=4;do{P3=0;p=P1;p=p&0x0f;for( e=0;e<1000;e++);}
while(p<0x0f);return ;
}
}
void kbscan2(void)
{unsigned int h;
P3=0x38;h=P1;h=h&0x0f;if(h<0x0f){lie=4;return;}
P3=0x34;h=P1;h=h&0x0f;if(h<0x0f){lie=3;return;}
P3=0x2c;h=P1;h=h&0x0f;if(h<0x0f){lie=2;return;}
P3=0x1c;h=P1;h=h&0x0f;if(h<0x0f){lie=1;return;}
}
void kbscandw(unsigned int l)
{unsigned char i=0,j,e;
unsigned int a,b,c;
{if(l==12)
{ for(e=0;e<4;e++)xianshi[e]=0;
zongjia=(realnum*result)/1000;
if(zongjia>=100){a=(int)(zongjia*10);
for(i=4;i>0;i--){xianshi[i-1]=a%10;a=a/10;}
xianshi[2]=xianshi[2]+10;
}
else if(zongjia>=10){a=(int)(zongjia*100);
for(i=4;i>0;i--){xianshi[i-1]=a%10; a=a/10;}
xianshi[1]=xianshi[1]+10;
}
else if(zongjia>=1){a=(int)(zongjia*1000);
for(i=4;i>0;i--){xianshi[i-1]=a%10; a=a/10;}
xianshi[0]=xianshi[0]+10;
}
else {a=(int)(zongjia*1000) ;
for(i=4;i>0;i--) {xianshi[i-1]=a%10;a=a/10;}
xianshi[0]=xianshi[0]+10;}
return;
}
else if(l==11)
{for(e=0;e<4;e++)xianshi[e]=0;
for(j=0;j<50;j++)
{ p36=0; p36=1; p36=0;
一、设计任务及要求： 设计任务： 完成一个简单的使用数字电子秤的硬件与软件部分的设计。 设计要求： 1.利用单片机实现对所设计的电子秤的各项功能的控制。 2.电子秤能够LCD液晶显示出商品的名称、价格，重量、总价等信息。 3.电子秤具有储存几种简单商品价格的功能。 4.电子秤的测量范围要求达到5KG，测量精度要求达到0.001。 5.电子秤能够自动完成商品的价格计算。 指导教师签名： 2010 年6月16 日二、指导教师评语： 指导教师签名： 2010 年7月3日三、成绩 验收盖章 2010 年7 月日
基于单片机的实用电子秤的设计 1 设计目的 单片机以其功能强，体积小，功耗低，易开发等很多优势被广泛应用。本 次数字电子秤的设计就是需要通过选择合适的单片机来进行主控，再结合A/D 转换、键盘、液晶显示、复位电路和蜂鸣器报警驱动电路的知识，同时在软件 的设计过程中用到键盘扫描、液晶显示驱动、模数转换程序及汉字库的的设计， 做到对我们所学数电、模电、单片机等知识的综合应用，最终实现所设计数字 电子秤的各项功能，达到“巩固知识，培养技能，学而用之”的实践目的。通过这次课程设计，不但要提高我们在工作中的学习能力、探究能力、应用能力和动 手能力，还要历练我们不畏艰难、不懂便学、有漏必补的认真严谨的工作态度，强化我们的社会适应力和社会竞争力，为走向社会提前试水，完善自我。 2 设计的主要内容及要求 本设计主要完成一个简单实用数字电子秤的硬件电路部分和软件部分的设计。硬件部分包括数据采集、最小系统板、人机交互界面三大部分。其中，数 据采集部分由压力传感器和A/D 转换部分组成；人机界面部分为键盘输入、 液晶显示。软件部分应用单片机 C 语言实现了本设计的全部控制功能。本设 计的数字电子秤要求能够显示商品的名称、价格、总量、总价等；能够自动完 成商品的价格计算；能够储存几种简单商品的价格；能够具有超重提醒功能， 一旦重量超出了自身重量的测量的范围，发出警报；同时对数字电子秤的测量 范围要达到5KG，测量精度要求达到0.001。 3 整体设计方案 整个数字电子秤电路由压力传感电路(ADC0832采样）、模数转换系统、单 片机主控制电路、LM4229显示电路、蜂鸣器报警电路和4*4键盘电路6 个部
第一章绪论 (1) 1.1研究目的和意义 (1) 1.2电子称重系统的应用领域 (1) 1.3主要工作以及论文结构 (1) 第二章系统方案论证与选型 (3) 2.1控制器部分 (3) 2.2数据采集部分 (4) 2.2.1 传感器的选择 (4) 2.2.2放大电路选择 (6) 2.2.3 A/D转换器的选择 (7) 2.2.4键盘处理部分方案论证 (8) 2.3显示电路部分的选择 (9) 2.4超量程报警部分选择 (9) 2.4.1 电源模块方案选型 (9) 第三章硬件电路设计 (10) 3.1AT89S52的最小系统电路 (10) 3.1.1单片机芯片AT89S52介绍 (10) 3.1.3 AT89S52的最小系统电路构成 (11) 3.2电源电路设计 (12) 3.3数据采集部分电路设计 (12) 3.6.1LED结构与原理 (14) 3.6.2动态显示LED显示器接口 (15) 3.4键盘电路与AT89S52单片机接口电路设计 (16) 键盘电路与AT89C51的接口电路设计 (16) 3.5报警电路的设计 (17) 第四章系统软件设计 (19) 4.1主程序设计 (19) 4.2子程序设计 (20) 4.2.1 A/D转换启动及数据读取程序设计 (20) 4.2.2显示子程序设计 (21) 4.2.3 键盘输入控制程序的设计 (21) 4.2.4报警子程序的设计 (22) 第五章总结 (23) 参考文献 (24) 附录1系统总图 (25)
第一章绪论 1.1 研究目的和意义 传统的机械秤有很多缺点，比如精度不高，结构复杂，易老化，成本高等。随着社会的发展，市场对秤的要求的越来越高，尤其是人体秤、厨房秤等各类便携式小型秤。电子秤与传统的机械秤相比有许多优越性，它用压力传感器取代机械秤的弹簧大大减小了秤的体积和制造难度，以LCD 或LED显示屏取代传统的刻度盘使外形更加美观，由于内部集成了单片机以及软件系统，电子秤还拥有传统机械秤无法比拟的智能性。他可以完成过载报警，总价计算，数据通信等众多功能。 目前市场上使用的称量工具，或者结构复杂，或者运行不可靠，且成本高，而且整体水平不高，部分小型企业质量差且技术薄弱，设备不全，缺乏产品的开发能力，产品质量在低水平徘徊。因此，有针对性的开发出一套具有实用价值的电子秤系统，从技术上克服上述诸多缺点，改善电子秤应用中的不足之处，具有现实意义。 1.2 电子称重系统的应用领域 电子秤是电子衡器中的一种，衡器是国家法定计量器具，是国计民生、国防建设、科学研究、内外贸易不可缺少的计量设备，衡器产品技术水平的高低，将直接影响各行各业的现代化水平和社会经济效益的提高。电子秤的应用领域主要分为工业计量和民用消费类。在工业计量应用领域有电子天平，珠宝秤，市场计价秤等；而民用秤主要有厨房秤，人体秤，便携式口袋秤等。工业计量应用对精度要求较高，而民用消费类的应用对精度的要求不高，但对秤的外观，智能性，便携性却有很高的要求。 1.3主要工作以及论文结构
1 引言 在生活中我们经常需要用秤来测量物体的重量，由于秤在我们日常生活中的应用十分广泛，我们对其的设计要求就需要操作方便、易于识别。随着计量技术和电子技术的发展，传统纯机械结构的杆秤、台秤、磅秤等称量装置逐步被淘汰，电子称量装置电子秤、电子天平等以其准确、快速、方便、显示直观等诸多优点而受到人们的青睐。电子秤向提高精度和降低成本方向发展的趋势引起了对低成本、高性能模拟信号处理器件需求的增加。 1.1 称重技术的发展与成果 电子称的发展过程经历了由简单到复杂、又粗糙到精密、由机械到机电结合再到全电子化、由单一功能到多功能的过程[1]。特别是近30年以来，工艺流程中的现场称重、配料定量称重、以及产品质量的监测等工作，都离不开能输出信号的电子衡器。近年来电子称已愈来愈多地参与到数据的处理和控制过程中。现代称重技术和数据系统已经成为工艺技术、储运技术、预包装技术、收货业务及商业销售领域中不可或缺的组成部分。随着称重传感器各项性能的不断突破[2]，为电子称的发展奠定了基础，国外如美国、西欧等一些国家在20世纪60年代就出现了0.1%称量准确度的电子称，并在70年代中期约对75%的机械称进行了机电结合式改造。 我国的衡器在20世纪40年代以前还全是机械式的，40年代开始发展了机电结合式的衡器，50年代开始出现了以称重传感器为主的电子衡器，80年代以来，我国通过自行研究引进消化吸收和技术改造，已由传统的机械式衡器步入集传感器、微电子技术、计算机技术与一体化的电子衡器发展阶段[3]。随着称重传感器技术以及超大规模集成电路和微处理器的进一步发展，电子称重技术及其应用范围将更进一步的发展，并被人们越来越重视。根据近些年来电子称重技术和电子衡器的发展情况及电子衡器市场的需求，电子称的发展动向为：小型化、模块化、智能化、集成化；其技术性能趋向于速率高、准确度高、可靠性高；其应用性趋向综合性、组合性[4]。 1.2 电子秤的组成 1.2.1电子秤的基本结构 电子秤是利用物体的重力作用来确定物体质量（重量）的测量仪器，也可用来确定与质量相关的其它量大小、参数、或特性。不管根据什么原理制成的电了秤均由以
测控技术与仪器专业 《传感器技术》课程设计任务书 淮阴工学院电子与电气工程学院 2014年06月
专业方向课程设计 课题：电阻应变式电子称 班级测控1111 学生姓名金梦磊学号 1111203115 指导教师张青春 淮阴工学院电子与电气工程学院
目录1.系统方案设计 1.1 概述 1.2 检测原理 1.3 系统原理框图 2.系统硬件设计 2.1 传感器选择及其特性 2.2 测量电路 2.3 信号采集电路 2.4 单片机及外围电路 2.5 总体电路图 3.系统软件设计 3.1 软件设计方法 3.2 软件流程图 3.3 软件清单及说明 4.系统调试与验证 4.1 调试过程 4.2调试结果（仿真结果）截图4.3 误差分析 5．课程设计体会与总结 附录：1、参考资料 2、元器件表
基于电阻式应变片式传感器的电子称设计 ` 1.系统方案设计 1.1概述 随着时代的进步和科技的发展，电子称已经成为现代生活中不可或缺的一部分。无论是做生意确定货物的重量，还是菜市场买菜看斤看两，还是没事减肥看看自己体重有没有减少，我们都需要使用称量道具，电子称以其便携，准确等优点占据着市场。 早期的电子称是通过模拟电路实现的，其抗干扰能力不足，准确也比较低。现在的电子称都是通过微控制器，采用数字信号的方式，这样就克服了以前的缺点，还可以实现键盘控制以及超额报警等更能。在学习了传感器，单片机，测控电路几门课程之后，我们可以自己设计出一个电子称了。 在我的设计中，我将采用电阻式应变片传感器进行测量，并采用放大器对传感器转换出的电压信号进行放大、达到A/D转换器输入电压的要求，采用8位A/D转换器将放大器产生的模拟信号转换成数字信号，单片机将接收到的数字处理后显示在4个数码管上（量程为0-1.999kg，所以只需要4个数码管），还需要蜂鸣器进行超量程报警，led灯显示电源的通断，两个拨位开关实现电源通断的控制，以及单片机的复位功能。 1.2检测原理 电阻式应变片传感器是通过电阻的应变效应进行测量。
学号： G RADUATE T HESIS 论文题目：基于51 单片机的电子秤的设计 学生姓名： 专业班级： 学院： 指导教师： 2017 年06 月12 日
第一章功能说明 本设计系统以单片机AT89S52为控制核心，实现电子秤的基本控制功能。在设计系统时，为了更好地采用模块化设计法，分步设计了各个单元功能模块。 系统的硬件部分包括最小系统部分、数据采集部分、人机交互界面和系统电源四大部分。最小系统部分主要包括AT89S52和扩展的外部数据存储器；数据采集部分由称重传感器，信号的前期处理和A/D 转换部分组成，包括运算放大器AD620和A/D 转换器ICL7135；人机界面部分为键盘输入，四位LED数码显示器，可以直观的显示重量的具体数字以及方便的输入数据，使用方便；系统电源以LM317和LM337为核心设计电路以提供系统正常工作电源。 系统的软件部分应用单片机C 语言进行编程，实现了该设计的全部控制功能。该电子秤可以实现基本的称重功能（称重范围为0～9.999Kg ，重量误差不 大于± 0.005Kg）, 并发挥部分的显示购物清单的功能，可以设置日期和设定十种商品的单价，还具有超量程和欠量程的报警功能。 本系统设计结构简单，使用方便，功能齐全，精度高，具有一定的开发价值。 称重传感器原理 即由非电量（质量或重量）转换成电量的转换元件，它是把支承力变换成电的或其它形式的适合于计量求值的信号所用的一种辅助手段。 按照称重传感器的结构型式不同，可以分直接位移传感器（电容式、电感式、电位计式、振弦式、空腔谐振器式等）和应变传感器（电阻应变式、声表面谐振式）或是利用磁弹性、压电和压阻等物理效应的传感器。对称重传感器的基本要求是：输出电量与输入重量保持单值对应，并有良好的线性关系；有较高的灵敏度；对被称物体的状态的影响要小；能在较差的工作条件下工作；有较好的频响特性；稳定可靠。 传感器下的定义是：“能感受规定的被测量并按照一定的规律转换成可用信号的器件或装置，通常由敏感元件和转换元件组成” 。其中敏感元件指传感器中能直接感受被测量的部分，转换元件指传感器中能将敏感元件输出量转换为适于传输和测量的电信号部分。此外传感器是一种检测装置，能感受到被测量的信息，并能将检测感受到的信息，按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出，以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。它是实现自动检测和自动控制的首要环节。 称重传感器在电子秤中占有十分重要的位置，被喻为电子秤的心脏部件，它的性能好坏很大程度上决定了电子秤的精确度和稳定性。通常称重传感器产生的误差约占电子秤整机误差的50%~70%。若在环境恶劣的条件下（如高低温、湿热），传感器所占的误差比例就更大，因此，在人们设计电子秤时，正确地选用称重传感器非常重要。 称重传感器的种类很多，根据工作原理来分常用的有以下几种：电阻应变式、电容式、压磁式、压电式、谐振式等。（本设计采用的是电阻应变式） 电阻应变式称重传感器包括两个主要部分，一个是弹性敏感元件：利用它将
单片机电子秤设计报告 秤是一种在实际工作和生活中经常见到的测量器具。随着计量技术和电子技术的发展, 传统纯机械结构的杆秤、台秤、磅秤等称量装置逐步被淘汰, 电子称量装置电子秤、电子天平等以其准确、快速、方便、显示直观等诸多优点而受到人们的青睐。 和传统秤相比较, 电子秤利用新型传感器、高精度AD转换器件、单片机设计实现, 具有精度高、功能强等特点。本课题设计的电子秤具有基本称重、键盘输入、计算价格、显示、超重报警功能。该电子秤的测量范围为0-10Kg, 测量精度达到5g, 有高精度, 低成本, 易携带的特点。电子秤采用液晶显示汉字和测量记过, 比传统秤具有更高的准确性和直观性。另外, 该电子秤电路简单, 使用寿命长, 应用范围广, 能够应用于商场、超市、家庭等场所, 成为人们日常生活中不可少的必须品。 一、功能描述 1、采用高精度电阻应变式压力传感器, 测量量程0-10kg, 测量精度可达5g。 2、采用电子秤专用模拟/数字( A/D) 转换器芯片hx711对传感器信号进行调理转换, HX711 采用了海芯科技集成电路专利技术, 是一款专为高精度电子秤而设计的24 位A/D 转换器芯片。 3、采用STC89C52单片机作为主控芯片, 实现称重、计算
价格等主控功能。 4、采用128*64汉字液晶屏显示称重重量、单价、总价等信息。 5、采用4*4矩阵键盘进行人机交互, 键盘容量大, 操作便捷。 6、具有超量程报警功能, 能够经过蜂鸣器和LED灯报警。 7、系统经过USB电源供电, 单片机程序也可经过USB线串行下载。 二、硬件设计 1、硬件方案 单片机电子秤硬件方案如图1所示: 图1 单片机电子秤硬件方案
学号： 毕业设计 G RADUATE T HESIS 论文题目：基于51单片机的电子秤的设计 学生姓名： 专业班级： 学院： 指导教师： 2017年06月12日
第一章功能说明 本设计系统以单片机AT89S52为控制核心，实现电子秤的基本控制功能。在设计系统时，为了更好地采用模块化设计法，分步设计了各个单元功能模块。 系统的硬件部分包括最小系统部分、数据采集部分、人机交互界面和系统电源四大部分。最小系统部分主要包括AT89S52和扩展的外部数据存储器；数据采集部分由称重传感器，信号的前期处理和A/D转换部分组成，包括运算放大器AD620和A/D转换器ICL7135；人机界面部分为键盘输入，四位LED数码显示器，可以直观的显示重量的具体数字以及方便的输入数据，使用方便；系统电源以LM317和LM337为核心设计电路以提供系统正常工作电源。 系统的软件部分应用单片机C语言进行编程，实现了该设计的全部控制功能。该电子秤可以实现基本的称重功能（称重范围为0～9.999Kg，重量误差不大于±0.005Kg）,并发挥部分的显示购物清单的功能，可以设置日期和设定十种商品的单价，还具有超量程和欠量程的报警功能。 本系统设计结构简单，使用方便，功能齐全，精度高，具有一定的开发价值。称重传感器原理 即由非电量（质量或重量）转换成电量的转换元件，它是把支承力变换成电的或其它形式的适合于计量求值的信号所用的一种辅助手段。 按照称重传感器的结构型式不同，可以分直接位移传感器（电容式、电感式、电位计式、振弦式、空腔谐振器式等）和应变传感器（电阻应变式、声表面谐振式）或是利用磁弹性、压电和压阻等物理效应的传感器。 对称重传感器的基本要求是：输出电量与输入重量保持单值对应，并有良好的线性关系；有较高的灵敏度；对被称物体的状态的影响要小；能在较差的工作条件下工作；有较好的频响特性；稳定可靠。 传感器下的定义是：“能感受规定的被测量并按照一定的规律转换成可用信号的器件或装置，通常由敏感元件和转换元件组成”。其中敏感元件指传感器中能直接感受被测量的部分，转换元件指传感器中能将敏感元件输出量转换为适于传输和测量的电信号部分。此外传感器是一种检测装置，能感受到被测量的信息，并能将检测感受到的信息，按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出，以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。它是实现自动检测和自动控制的首要环节。 称重传感器在电子秤中占有十分重要的位置，被喻为电子秤的心脏部件，它的性能好坏很大程度上决定了电子秤的精确度和稳定性。通常称重传感器产生的误差约占电子秤整机误差的50%~70%。若在环境恶劣的条件下（如高低温、湿热），传感器所占的误差比例就更大，因此，在人们设计电子秤时，正确地选用称重传感器非常重要。 称重传感器的种类很多，根据工作原理来分常用的有以下几种：电阻应变式、电容式、压磁式、压电式、谐振式等。（本设计采用的是电阻应变式）电阻应变式称重传感器包括两个主要部分，一个是弹性敏感元件：利用它将被测的重量转换为弹性体的应变值；另一个是电阻应变计：它作为传感元件将弹性体的应变，同步地转换为电阻值的变化。电阻应变片所感受的机械应变量一般
基于单片机的电子秤 单片机电子秤设计报告 秤是一种在实际工作和生活中经常用到的测量器具。随着计量技术和电子技术的发展，传统纯机械结构的杆秤、台秤、磅秤等称量装置逐步被淘汰，电子称量装置电子秤、电子天平等以其准确、快速、方便、显示直观等诸多优点而受到人们的青睐。 和传统秤相比较，电子秤利用新型传感器、高精度AD转换器件、单片 机设计实现，具有精度高、功能强等特点。本课题设计的电子秤具有基本称重、键盘输入、计算价格、显示、超重报警功能。该电子秤的测量范围为 0-10Kg，测量精度达到 5g，有高精度，低成本，易携带的特点。电子秤采用液晶显示汉字和测量记过，比传统秤具有更高的准确性和直观性。另外，该电子秤电路简单，使用寿命长，应用范围广，可以应用于商场、超市、家庭等场所，成为人们日常生活中不可少的必需品。 一、功能描述 1、采用高精度电阻应变式压力传感器，测量量程 0-10kg ，测量精度可 达 5g 。 2、采用电子秤专用模拟 / 数字（ A/D）转换器芯片 hx711 对传感器信号进行调理转换， HX711 采用了海芯科技集成电路专利技术，是一款专为高精度电子秤而设计的 24 位 A/D 转换器芯片
3、采用 STC89C52单片机作为主控芯片，实现称重、计算价格等主控功 4、采用 128*64 汉字液晶屏显示称重重量、单价、总价等信息。 5、采用 4*4 矩阵键盘进行人机交互，键盘容量大，操作便捷。 6、具有超量程报警功能，可以通过蜂鸣器和 LED灯报警。 7、系统通过 USB电源供电，单片机程序也可通过 USB线串行下载。 二、硬件设计 1、硬件方案 单片机电子秤硬件方案如图 1 所示： 图 1 单片机电子秤硬件方案称重传感器感应被测重力，输出微弱的毫伏级电压信号。该电压信号经过电子秤专用模拟 /数字(A/D)转换器芯片hx711 对传感器信号进行调理转换。 HX711 采用了海芯科技集成电路专利技术，是一款专为高精度电子秤而设计的 24 位 A/D 转换器芯片，内置增益控制，精度高，性能稳定。 HX711芯片通过 2 线串行方式与单片机通信。单片机读取被测数据，进行计算转换，再液晶屏上显示出
哈尔滨工程大学本科生毕业论文 第1章绪论 1.1引言 在我们生活中经常都需要测量物体的重量，于是就用到秤，但是随着社会的进步、科学的发展，我们对其要求操作方便、易于识别。随着计量技术和电子技术的发展，传统纯机械结构的杆秤、台秤、磅秤等称量装置逐步被淘汰，电子称量装置电子秤、电子天平等以其准确、快速、方便、显示直观等诸多优点而受到人们的青睐。电子秤向提高精度和降低成本方向发展的趋势引起了对低成本、高性能模拟信号处理器件需求的增加。通过分析近年来电子衡器产品的发展情况及国内外市场的需求，电子衡器总的发展趋势是小型化、模块化、集成化、智能化；其技术性能趋向是速率高、准确度高、稳定性高、可靠性高；其功能趋向是称重计量的控制信息和非控制信息并重的“智能化”功能；其应用性能趋向于综合性和组合性。 1.2 选题背景和意义 称重技术自古以来就被人们所重视，作为一种计量手段，广泛应用于工农业、科研、交通、内外贸易等各个领域，与人民的生活紧密相连。电子秤是电子衡器中的一种，衡器是国家法定计量器具，是国计民生、国防建设、科学研究、内外贸易不可缺少的计量设备，衡器产品技术水平的高低，将直接影响各行各业的现代化水平和社会经济效益的提高。称重装置不仅是提供重量数据的单体仪表，而且作为工业控制系统和商业管理系统的一个组成部分，推进了工业生产的自动化和管理的现代化，它起到了缩短作业时间、改善操作条件、降低能源和材料的消耗、提高产品质量以及加强企业管理、改善经营管理等多方面的作用。称重装置的应用已遍及到国民经济各领域，取得了显著的经济效益。电子秤是称重技术中的一种新型仪表，广泛应用于各种场合。电子秤与机械秤比较有体积小、重量轻、结构简单、价格低、实用价值强、维护方便等特点，可在各种环境工作，重量信号可远传，易于实现 1
摘要 电子秤是日常生活中常用的称重设备，广泛应用于超市、大中型商场、物流配送中心。电子秤在结构和原理上取代了以杠杆平衡为原理的传统机械式称量工具。相比传统的机械式称量工具，电子秤具有称量精度高、装机体积小、应用范围广、易于操作使用等优点，在外形布局、工作原理、结构和材料上都是全新的计量衡器。 微电子技术的发展为电子秤提出了改进的空间。电子秤向着简单、便宜发展，智能化、精确的电子秤成为了人们的追求。本简易电子秤以常见的AT89C51为核心，以电阻应变片采集应变数据，通过HX711放大并进行AD转换供单片机处理，用LCD1602显示所测量的重量，同时本电子秤系统还提供单价设置进行求价格的计算以及去皮功能，通过一些简单低成本的元器件就完成了一个功能齐全的电子秤的制作，将传统电子秤的成本进行了缩减。 关键词：电阻应变片 AT89C51 HX711 电子秤
第一章方案与论证 一、方案类型 （一）方案一 通过单片机为主控芯片，用应变片采集应变数据，通过专用仪表放大器INA128对采集到的信号进行放大，在配上模数转换芯片对放大了的模拟信号转化为数字信号，传入单片机中进行数据处理，找出函数关系并转化关系。通过数字信号转化为重量值显示在LDC1602上，同时通过键盘进行数据输入，输入单价、去皮等功能。通过蜂鸣器和二极管实现超额报警功能。 （二）方案二 以单片机为主控芯片，应变片采集应变数据，将放大和模数转换用HX711芯片来同时进行实现，将模拟量传入主控芯片单片机中进行数据转换，通过函数关系转换为重量显示到LED 上或者LCD1602上，同时通过键盘按键进行数据输入，输入单价、去皮等功能，并通过蜂鸣器进行数据处理。 （三）方案三 运用PLC作为主控制器，PLC运用广泛，它具有接线简单，通用性好，编程简单，使用方便，可连接为控制网络系统，易于安装，便于维护等优点。 二、方案论证与选定 运用51单片机作为主控芯片，AT89C51是一种高效微控制器。它为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。但方案一中，放大和AD转换模块为独立模块，它们的独立设计费事费力且还会存在误差较大的情况。相比于方案一，方案二一HX711作为放大和AD 转换芯片，简化了电路结构。HX711是一款专为高精度电子秤设计的24位AD转换器芯片。与同类型其他芯片相比，该芯片集成了包括文雅电源、片内时钟振荡器等其它同类型芯片所需要的外围电路，具有集成度高、响应速度快、抗干扰性强等优点。精度方面很好的满足了题目中的要求，相比于方案一，方案二根据可行性。 方案三采用PLC作为主控芯片，但其价格昂贵，违背了我们制作电子秤的简单、便捷、便宜的原则，所以我们并没考虑选用PLC作为主控芯片。 综合考虑后，我们决定选择方案二来进行本简易电子秤系统的设计与制作。通过精度、价格、简单程度出发考虑，方案二是最合适的。
四川信息职业技术学院 毕业设计阐明书(论文) 设计(论文)题目： 基于单片机电子秤设计 专业：应用电子技术 班级：应电12-3 学号： 1111111 姓名：某某某 指引教师：某某某
二〇一四年十一月二十五日
四川信息职业技术学院毕业设计（论文）任务书
目录 摘要................................................................................................... 错误!未定义书签。绪论................................................................................................... 错误!未定义书签。第一章方案设计与论证................................................................... 错误!未定义书签。 1.1方案选取 ............................................................................ 错误!未定义书签。 1.2方案论证 ............................................................................ 错误!未定义书签。第二章硬件设计与分析................................................................... 错误!未定义书签。 2.1单片机最小系统 ................................................................ 错误!未定义书签。 2.1.1 芯片简介.............................................................. 错误!未定义书签。 2.1.2 时钟电路设计...................................................... 错误!未定义书签。 2.1.3 复位电路设计...................................................... 错误!未定义书签。 2.2信号采集模块 .................................................................... 错误!未定义书签。 2.2.1 传感器选取.......................................................... 错误!未定义书签。 2.2.2 传感器选取.......................................................... 错误!未定义书签。 2.3数据转换电路 .................................................................... 错误!未定义书签。 2.3.1 A/D转换器选取................................................... 错误!未定义书签。 2.3.2 ADC0832简介 ..................................................... 错误!未定义书签。 2.3.3单片机对ADC0832控制原理 ............................ 错误!未定义书签。 2.4声光报警电路 .................................................................... 错误!未定义书签。 2.5显示电路 ............................................................................ 错误!未定义书签。 2.6整机电路 ............................................................................ 错误!未定义书签。
万方数据
51单片机的电子秤设计 作者：郭伦伦 作者单位：江汉大学文理学院,湖北,武汉,430056 刊名： 科技创业月刊 英文刊名：PIONEERING WITH SCIENCE & TECHNOLOGY MONTHLY 年，卷(期)：2010，23(4) 被引用次数：0次 参考文献(1条) 1.张培仁.基于C语言编程MCS-51单片机原理及应用[M].北京:清华大学出版社,2003 相似文献(10条) 1.期刊论文周华鹏.毛建国.顾筠.李芳培.柏方超.卢文玉.ZHOU Hua-peng.MAO Jian-guo.GU Jun.LI Fang-pei.BO Fang-chao.LU Wen-yu高精度电容式压力传感器测量方法-传感器与微系统2010,29(2) 提出了一种高精度、低成本的电容式压力传感器的测量方法.用RC振荡器将电容式传感元件的变化调制为时变频率信号,用SSP1492芯片测量该频率变化量,并送入C8051F021单片机,用高阶多项式完成频率变化到压力变化的解算,实现了高精度压力测量.实验结果显示:该方法用于电容式压力传感器的测量精度优于0.02%FS. 2.学位论文张翼飞基于压力传感器的风速风压测量与无线数据传输2008 风速和风压的测量在很多领域都有很重要的作用，对于航海、航空、渔业和农业以及风力发电站等部门来说，风压和风速则更为重要。在工业生产中，监测和控制系统均离不开数据信息的传输，很多情况下，由于条件所限，采用普通有线电缆引出信号是无法满足要求或者跟本无法实现的。 本文设计了用MCS-52系列单片机设计的监测风压风速的数据采集和处理系统。该系统采用单片机技术,以AT89S52为核心，把压力传感器安装在步进电机上，使步进电机带动传感器转动来测量风压，由压力传感器采集数据,单片机接收并处理数据，LED数码管显示测量风压值。在软件上采用的是由孙以材教授提出的归十法的算法。来改进测量数据的准确性。描述了系统的硬件设计及软件实现，给出了程序编制的基本流程图，从而降低了系统成本,提高了测量精度。 本文设计了具有无线数据传输功能的测压装置、包括硬件结构设计、软件系统工作流程及实验结果,该装置以单片机为核心,利用发射器芯片、接收器芯片构成的无线收发模块PTR8000,设计出数据采集与无线传输系统。该系统的无线数据采集模块体积小、功耗低、电路构造简单,可以方便地嵌入被监测系统中,利用上位机实现对被测数据的实时监测。 3.期刊论文张翼飞.孙以材.潘国峰.Zhang Yi-fei.SUN Yi-cai.PAN Guo-feng基于压力传感器的风速风压测量系统与无线数据传输-传感器世界2009,15(3) 本文介绍了用MCS-52系列单片机设计的监测风压风速的数据采集和处理系统.该系统采用单片机技术,以AT89S52为核心, 把高性能低量程压力传感器安装在步进电机上,使步进电机带动传感器转动来测量风压.另外将无线收发模块PTR800应用于该系统,实现测量系统所测数据的无线传输,用户可在接收端对系统进行控制.该系统避免了复杂的现场连线,应用灵活,提高了工作效率,降低了工作成本. 4.学位论文李国玉智能压力传感器的设计2004 压阻型扩散硅压力传感器以其低价格得到广泛应用,基于单片机技术的智能压力传感器以其使用方便,测量精确而得以推广.压力传感器的核心是扩散硅电阻桥,智能压力传感器应用单片机技术采集数据、处理并输出显示结果.扩散硅的压阻系数是温度的函数,所以存在灵敏度温漂,而影响温度的因素是多方面的:测量环境的变化,测量电路产生的热量的影响等等,所以要想得到比较精确的压力值,必须对压力传感器进行校正.压力传感器的零点存在热漂移、电漂移和时间漂移,减小压力传感器的热零点漂移的措施是各力敏电阻的电阻值及其温度系数的相等性.本论文应用曲线拟合方法,神经网络算法和多项式拟合的规范化方法校正零点,降低成本且精确度提高.压力传感器的压力灵敏度与压阻系数成比例关系,而压阻系数是温度的函数,所以非线性补偿的实质是消除温度对灵敏度的影响.可应用的方法很多:二极管补偿法,恒流源补偿法,热敏电阻补偿法等.本论文利用集成的温度传感器AD590获得温度信息,应用曲线拟合技术,融入温度信息,得出带有温度信息的压力解析表达式,此方法简化硬件电路且可实现自校正自补偿功能.本论文根据压力传感器零点补偿与非线性补偿原理,设计出了测量压力传感器的硬件电路及C51软件编程,应用单片机技术测量电路简单,成本低,应用面广,但是由于自身的稳定性其测量结果仍存在误差. 5.期刊论文刘元宾.靳世久.陈世利.Liu Yuanbin.Jin Shijiu.Chen Shili压力传感器SP12在胎压监视系统中的应用-电子测量技术2008,31(2) 汽车胎压是汽车安全行驶的重要保证之一.本文详细介绍了在胎压监视系统中应用的压力传感器SP12的功能、特点、数据传输格式;设计了SP12与单片机的硬件接口电路,对电路组成、功能以及SPI串口通信协议进行了说明;给出了软件控制流程图以及软件程序编写中应注意的问题. 6.期刊论文张劼.景博.谢红星基于振筒式压力传感器的某型检测系统设计-传感器技术2005,24(1) 针对飞行器全静压系统的检测需求,设计实现了以80C552单片机为控制核心、基于振筒式压力传感器的自动检测系统,论述了系统的总体构成,重点设计了提高振筒式传感器测量准确度配套电路和测量显示组件.系统的实现提高了飞行器全静压系统的检测自动化程度,具有检测速度快、准确度高、判读直观、可靠性高和操作简单的特点,在实际测试中运行良好,性能稳定. 7.期刊论文陈延奎智能压阻压力传感器的设计-中国测试技术2008,34(4) 为克服传统压阻压力传感器的不足,设计出一种智能型压阻压力传感器.根据智能传感器的系统组成和应用范围,在充分考虑各元器件之间连接的参数配合的基础上,选择实用性好,可靠性高,成本低的元器件组成整个测量系统,该系统在89C51单片机的控制和处理下,同时具备温度和压力参数的自动测量、放大、A/D转换和结果显示,而且具有自检、自动补偿和现场通讯等功能. 8.期刊论文王瑜.WANG Yu基于C8051F020单片机的多路压力测量仪-国外电子元器件2008,16(11) 介绍了一种基于C8051F020单片机的多路压力测量仪.该测量仪选用电阻应变式压力传感器采集压力信号,并经放大电路处理后送入C8051F020单片机,再由C8051F020单片机内部的A/D转换器将采集到的压力信号进行模数转化,然后分别对数据进行存储和显示.该测量仪能测量6路压力信号,并且各测量点都能单独检测和设置.由于采用了C8051F020单片机,简化了硬件电路,增强了抗干扰能力,使得测量仪具有测量精度高,冲击小等特点. 9.学位论文刘新月压力传感器温度漂移补偿的电路设计2006 压阻型扩散硅压力传感器以其低价格得到广泛应用，基于单片机技术的智能压力传感器以其使用方便，测量精确高而得以推广。
摘要 随着微电子技术的应用，市场上使用的传统称重工具已经满足不了人们的要求。为了改变传统称重工具在使用上存在的问题，在本设计中将智能化、自动化、人性化用在了电子称重的控制系统中。本系统主要由单片机来控制，测量物体重量部分由称重传感器及A/D转换器组成，加上显示单元，此电子秤俱备了功能多、性能价格比高、功耗低、系统设计简单、使用方便直观、速度快、测量准确、自动化程度高等特点。 本系统以AT89S52单片机为主控芯片，外围附以称重电路、显示电路、报警电路、键盘电路等构成智能称重系统电路板，从而实现自动称重系统的称重功能、报警功能、数据计算功能以及人机交换功能。可以说,此设计所完成的电子秤很大程度上满足了应用需求。 关键词 AT89S52，CZAF-602压力传感器，A/D转换器，LCD显示器.
Abstract With the application of microelectronic technology，the tools of traditional weighing on the market have can't satisfy the demands of people. In order to change the problem of the application of traditional weighing tools in the using of daily life, the design will be integrated with intelligence, automation and human nature in the electronic scales with weight control system. This system mainly controlled by the single chip microcomputer , measured by weighting transducer and A/D converter component and added with the display unit, the electronic scales are aptitude for the high ratio of performance, multi-function , low power consumption ,and it is simple enough ,especially it is given the characteristic with Easy-to-use intuitively, Speed, Measure accurately, Higher automation. The system take AT89S52 SCM as the main controller chip,
基于51单片机的可穿戴式电子秤设计与实现 作者翟成英指导老师徐冬寅 【摘要】本设计以51单片机模块设计、A/D转换模块、传感器为核心部份，实现人体尺度的基本系统的硬件部分包括数据采集与处理模块、CPU控制模块、液晶显示模块、电源模块。数据采集及处理模块由称重传感器，放大电路和A/D转换电路组成，本设计采用的是HX711集成芯片。CPU控制模块主要外部扩展电路；液晶屏显示模块。可以直接在显示屏上显示,非常人性化；无线传输模块采用FBT06_V2进行数据的发送与接收。系统电源使用220V进行降压处理所得正常工作电源。本智能秤平衡系统的设计，显示器可以拿在手上读数据，用户不要低头看体重。使用方便，具有一定的开发价值。 【关键词】 51单片机；传感器；A/D转换模块 Wearable wireless weight measurement instrument research and implementation 【Abstract】The design system microcontroller to STM8S003F3P6 to control the core hardware part of the basic system of the human scale, including data acquisition and processing module, CPU control module, wireless transmission module and LCD touch screen display module, clock module, power supply module and five. Data acquisition module by the load cell amplification circuit and A / D conversion circuit, the design is the HX711 integrated chip. CPU control module including STM8S003F3P6 and external expansion circuit; LCD touch screen display module for touch color display, intuitive display that was the historical weight value on the display, and can be directly related to the operation, is very user-friendly 。System power 220V-buck treating the resulting work properly power.The intelligent wireless body scale system uses a split design, you can display in your hand to read the data, users do not have to look down at the weight. users to be able to clearly see the changes in their weight, easy to use, has a certain value for development. 【Keywords: hotel】stc89c51；single chip；
1.前言 电子称重技术是现代称重计量和控制系统工程的重要基础之一，电子衡器经过40年的不断改进和完善，从60年代的机电结合型发展到现在的全电子型和数字化智能型。由于它具有称量准确、快速，读取方便，环境适应性强，便于与电子计算机结合而实现称重计量与过程控制自动化等特点，在工商贸易、能源交通、轻工食品、医药卫生、航空航天等部门得到了广泛的应用。本课题本着电子秤向高精度、高可靠方向研究,讲述了用单片机控制A/D转换、键盘输入和数据显示，对如何实现键盘中断、A/D采样进行研究。设计特别适用于测量精度要求较高的场合, 具有较高的实用价值和推广价值。本文中第一章讲述了电子秤的发展情况及其工作原理，第二章讲述了电子秤的硬件电路组成部分,第三章介绍了电子秤各部分功能实现的软件设计。 1.1研究本文的意义 物料计量是工业生产和贸易流通中的重要环节。称重装置或衡器是不可缺少的计量工具。随着工农业生产的发展和商品流通的扩大，衡器的需求也日益增多，过去沿用的机械杠杆秤己不能适应生产自动化和管理现代化的要求。自六十年代以来，由于传感器技术和电子技术的迅速发展，电子称重技术日趋成熟，并逐步取代机械秤。尤其是七十年代初期，微处理机的出现使电子称重技术得到了进一步的发展。快速、准确、操作方便、消除人为误差、功能多样化等方面已成为现代称重技术的主要特点。称重装置不仅是提供重量数据的单体仪表，而且作为工业控制系统和商业管理系统的一个组成部分，推进了工业生产的自动化和管理的现代化，它起到了缩短作业时间、改善操作条件、降低能源和材料的消耗、提高产品质量以及加强企业管理、改善经营管理等多方面的作用。称重装置的应用已遍及到国民经济各领域，取得了显著的经济效益。同时对称重仪表的要求也越来越高，要求仪表有更高抗干扰能力、更高的精度。 基于电子秤的现状，本文拟研究一种用单片机控制的高精度数字电子秤设计方案。这种高精度数字电子秤计量准确、携带方便，集质量称量功能与价格计算功能于一体，能够满足商业贸易和居民家庭的使用需求。 1.2 电子秤的发展 1.电子技术渗入衡器制造业 随着第二次世界大战后的经济繁荣，为了把称重技术引入生产工艺过程中去，对称重技术提出了新的要求，希望称重过程自动化，为此电子技术不断渗入衡器制造业。在1954年使用了带新式打印机的倾斜杠杆式秤，其输出信号能控制商用结算器，并且用电磁铁机构与代替人工操作的按键与办公机器联用。在1960年开发出了与衡器相联的专