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
门称重值打印机。当时的带电子装置的衡器其称量工作是机械式的，但与称量有关的显示、记录、远传式控制器等功能是电子方式的。
2.电子秤步入社会
电子秤的发展过程与其它事物一样，也经历了由简单到复杂、由粗糙到精密、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。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，都离不开能输出电信号的电子衡器。这是由于电子衡器不仅能给出质量或重量信号，而且也能作为总系统中的一个单元承担着控制和检验功能，从而推进工业生产和贸易交往的自动化和合理化。
近年来，电子秤已愈来愈多地参与到数据处理和过程控制中。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缺少的组成部分。随着称重传感器各项性能的不断突破，为电子秤的发展奠定了其础，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 %称量准确度的电子秤，并在70年代中期约对75 %的机械秤进行了机电结合式的电子化改造。
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，我国通过自行研制、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、计算机技术于一体的电子衡器发展阶段。目前，由于电子衡器具有称量快、读数方便、能在恶劣环境下工作、便于与计算机技术相结合而实现称重技术和过程控制的自动化等特点，已被广泛应用于工矿企业、能源交通、商业贸易和科学技术等各个部门。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。
3.国内外发展概况及存在的问题
在国际上，一些发达国家在电子称重力一面已经达到了较高的水平。特别是在准确度和可靠性等方面有了很大的提高。在称重方面，国外电子秤产品的品种和结构又有创新，技术功能和应用范围不断扩大，典型的成果有：
（1）.美国Revere公司研制出的PUS型具有大气压力补偿功能的拉压两用的称重传感器，用于高准确度检验平台，称重平台，准确度可达5000d。
（2）.德国HBM公司研制成功C2A、C16A两种不同结构的1-100t具有耐压外壳保护的防爆称重传感器，其防爆性能符合欧洲EN50014和EN50018d级标准。
（3）.德国赛特内尔公司研制出以被青铜为弹性体材料，快速称重200型称重传感器。其特点是线性好，固有频率高，动态响应快，独创油阻尼装置与过载保护装置一体化，保证称量时速度快，工作寿命长。组装3~30kg电子秤台秤，准确度可达4000d。
2.总体方案设计
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2.1方案比较
方案一、电子秤以单片机为主要部件，当商品放到秤盘上时，秤盘下的重量电阻应变式传感器产生一电信号，信号的强弱随商品重量的大小而变，该电信号经放大电路放大后，送入A/D 转换芯片进行模数转换，转换后的数字量与物重成正比，再进入89C52单片机经过数据处理，89C52单片机产生一组满足显示要求的数据，送至显示电路显示出实际重量。另一方面，商品单价通过键盘扫描电路送入89C52单片机，经过数据处理，送至显示电路显示,物重与单价经过运算产生总价，也在显示电路上同时显示出来，其框图如图2.1所示.
图 2.1方案一方框图
方案二：采用专用仪表放大器，它具有高共模抑制比、高输入阻抗、低噪声、低线性误差、低失调漂移增益设置灵活和使用方便等特点，其图如图2.2所示.
图 2.2三运放大电路结构图
三位半LED 显示A/D 转换器ICL7107。ICL7107将高精度，通用性和真正的低成本很好的结合在一起，它有低于10uV 的自动校零功能，零漂小于1uV/摄氏度,低于10PA 的输入电流，极性转换误差小于一个字。真正的差动输入和差动参考电源在各种系统中都很有用。在用于测量负载单元，压力规管和其它桥式传感器会有更突出的优点。另外只要用十个左右的无源器件和一个LED 显示器就可以和ICL7107组成一个高性能的仪表面板，实现了低成本和单电源工作。其优点正好可以在和称重传感器一起用时体现出来。其框图如图2.3所示.
压力传
感器
放大电路
A/D 转换
LED 显示电路
AT9S51 单片机
LED 显示电路 A/D 转换
压力传感器放大电路
图 2.3方案二方框图
2.2方案论证
通过桥式传感器电路将力信号转换为电信号，再通过仪表放大器将电压信号放大、输入到双积分模数转换器（ICL7107），它本身通过自己的工作原理将信号显示在LED 数码管显示上、通过数码管显示便可知称重的重量.
2.3方案选择
经过上面二个方案的分析，第二个方案的可行性高，所以我选择第二个方案作为最后的设计方案。在设计开始前我先确定好我的总体方案，为验证我电路的正确性我将我设计的电路都先在Proteus ISIS 上仿真。先分别验证各个模块的能否正确实现其功能，再将整个电路进行仿真解决模块和模块的接口问题，最后画出整个电路图。整个设计流程如图2.4 所示：
图 2.4设计流程规划图
3.单元模块设计
查找资料和设计电
路
学习Proteus ISIS 软件的使用
掌握整个框架设
计和整个电路的
流程
确定电路和元器件仿真无误
后画出总图
仿真
本节主要介绍系统各单元模块的具体功能、电路结构、工作原理、以及各个单元模块之间的联接关系；同时本节也会对相关电路中的参数计算、元器件选择、以及对核心器件进行必要说明。
3.1各个单元模块功能介绍及电路设计
3.1.1传感器模块
要达到设计的性能要求，传感器的精度起着决定性作用，本设计选用应用于称重系统90％以上的高精度电阻应变式传感器。电阻应变式传感器是将被测量的力通过它所产生的金属弹性变形转换成电阻变化的敏感元件。题目要求称重范围10kg，误差不大于+0.005kg，考虑到秤台自重、振动和冲击分量，还要避免超重损坏传感器，所以传感器量程必须大于额定称重即10kg。本设计选择的是L-PSIII型传感器，最大量程20kg，精度为0.01%，满量程时误差0.002kg，可以满足本系统的精度要求[5]。
本设计的测量电路采用最常见的桥式测量电路，用到的是电阻应变传感器半桥式测量电路。它的两只应变片和两只电阻贴在弹性梁上，测量电阻随重力变化导致弹性梁应变而产生的变化。电阻的变化使桥式测量电路的输出电压发生变化，即输出电压的变化反映出重力的变化。
图 3.1全桥测量电桥图(其中V0输出为0~2mv)
激励电压: 9VDC～12VDC ；灵敏度: 2±0.1mV/V
输入阻抗: 405±10Ω；输出阻抗: 350±3Ω
极限过载范围: 150% ；安全过载范围: 120%
使用温度范围: -20℃～+60℃
3.1.2 三运放大电路模块
本次课程设计中，需要一个放大电路，我们将采用三运放大电路，主要的元件就是三运放大器。在许多需要用A/D转换和数字采集系统中，多数情况下，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，在此情况下，就必须选择一种符合要求的放大器。
图 3.2三运放大电路结构图
3.1.3 双积分模数转换器（ICL7107）模块
当输入电压为Vx时，在一定时间T1内对电量为零的电容器C进行恒流（电流大小与待测电压Vx成正比）充电，这样电容器两极之间的电量将随时间线性增加，当充电时间T1到后，电容器上积累的电量Q与被测电压Vx成正比；然后让电容器恒流放电（电流大小与参考电压Vref成正比），这样电容器两极之间的电量将线性减小，直到T2时刻减小为零。所以，可以得出T2也与Vx成正比。如果用计数器在T2开始时刻对时钟脉冲进行计数，结束时刻停止计数，得到计数值N2，则N2与Vx成正比。双积分AD的工作原理就是基于上述电容器充放电过程中计数器读数N2与输入电压Vx成正比构成的。现在我们以实验中所用到的3位半模数转换器ICL7107为例来讲述它的整个工作过程。ICL7107双积分式A/D转换器的基本组成如图1所示，它由积分器、过零比较器、逻辑控制电路、闸门电路、计数器、时钟脉冲源、锁存器、译码器及显示等电路所组成。下面主要讲一下它的转换电路，大致分为三个阶段：
第一阶段，首先电压输入脚与输入电压断开而与地端相连放掉电容器C上积累的电量，然后参考电容Cref充电到参考电压值Vref，同时反馈环给自动调零电容C
AZ
以补偿缓冲放大器、积分器和比较器的偏置电压。这个阶段称为自动校零阶段。
第二阶段为信号积分阶段（采样阶段），在此阶段Vs接到Vx上使之与积分器相连，这样电容器C将被以恒定电流Vx/R充电，与此同时计数器开始计数，当计到某一特定值N1（对于三位半模数转换器，N1=1000）时逻辑控制电路使充电过程结束，这样采
样时间T1是一定的，假设时钟脉冲为T
CP ，则T1=N1*T
CP
。在此阶段积分器输出电压
Vo=-Qo/C(因为Vo与Vx极性相反)，Qo为T1时间内恒流（Vx/R）给电容器C充电得到的电量，所以存在下式：
Qo=dt R Vx
T *1
?
=1T R Vx (1) Vo=-C
Qo =-
1T RC
Vx
(2)
图 3.3双积分AD 内部结构图
第三阶段为反积分阶段（测量阶段），在此阶段，逻辑控制电路把已经充电至ref V 的参考电容ref C 按与X V 极性相反的方式经缓冲器接到积分电路，这样电容器C 将以恒定电流R V ref 放电，与此同时计数器开始计数，电容器C 上的电量线性减小，当经过时间T2后，电容器电压减小到0，由零值比较器输出闸门控制信号再停止计数器计数并显示出计数结果。此阶段存在如下关系：
Vo+C 1dt R Vref
T *20?
=0 (3) 把（2）式代入上式，得： T2=
Vref
T 1
Vx (4) 从（4）式可以看出，由于T1和Vref 均为常数，所以T2与Vx 成正比，从图2可以看出。若时钟最小脉冲单元为CP T ,则CP T N T *=11，CP T N T *=22，代入（4）， 即有： N2= Vx (5) 可以得出测量的计数值N2与被测电压Vx 成正比。
对于ICL7107，信号积分阶段时间固定为1000个CP T ,即N1的值为1000不变。而
N2的计数随Vx的不同范围为0～1999，同时自动校零的计数范围为2999～1000，也就是测量周期总保持4000个
T不变。即满量程时N2max=2000=2*N1,所以Vxmax=2Vref，
CP
这样若取参考电压为100mV，则最大输入电压为200mV；若参考电压为1V，则最大输入电压为2V。
下面阐述I CL7107双积分模数转换器引脚功能
图3.4 ICL7107芯片引脚图
ICL7107芯片的引脚图如图3.4所示，它与外围器件的连接图如3.5所示。图3.5中它和数码管相连的脚以及电源脚是固定的，所以不加详述。芯片的第32脚为模拟公共端，称为COM端；第34脚Vr+和35脚Vr-为参考电压正负输入端；第31脚IN+和30脚IN-为测量电压正负输入端； Cint和Rint分别为积分电容和积分电阻，Caz为自动调零电容，它们与芯片的27、28和29相连，电阻R1和C1与芯片内部电路组合提供时钟脉冲振荡源，从40脚可以用示波器测量出该振荡波形，该脚对应实验仪上示波器接口CLK，时钟频率的快慢决定了芯片的转换时间（因为测量周期总保持4000个Tcp不变）以及测量的精度。下面我们来分析一下这些参数的具体作用：
Rint为积分电阻，它是由满量程输入电压和用来对积分电容充电的内部缓冲放大器的输出电流来定义的，对于ICL7107，充电电流的常规值为Iint=4uA，则Rint=满量程/4uA。所以在满量程为200mV，即参考电压Vref=0.1V时，Rint=50K,实际选择47K
电阻；在满量程为2V，即参考电压Vref=1V时，Rint=500K,实际选择470K电阻。Cint=T1*Iint/Vint,一般为了减小测量时工频50HZ干扰，T1时间通常选为0.1S ，具体下面再分析，这样又由于积分电压的最大值Vint=2V，所以：Cint=0.2uF,实际应用中选取0.22uF。对于ICL7107，38脚输入的振荡频率为：f0=1/(2.2*R1*C1)，而模数转换的计数脉冲频率是f0的4倍，即Tcp=1/(4*f0)，所以测量周期T=4000*Tcp=1000/f0，积分时间（采样时间）T1=1000*Tcp=250/fo。所以fo的大小直接影响转换时间的快慢。频率过快或过慢都会影响测量精度和线性度，同学们可以在实验过程中通过改变R1的值同时观察芯片第40脚的波形和数码管上显示的值来分析。一般情况下，为了提高在测量过程中抗50HZ工频干扰的能力，应使A/D转换的积分时间选择为50HZ工频周期的整数倍，即T1=n*20ms,考虑到线性度和测试效果，我们取T1=0.1m(n=5)，这样T=0.4S，f0=40kHZ，A/D转换速度为2.5次/秒。由T1=0.1=250/f0，若取C1=100pF，则R1≈112.5KΩ。
图 3.5ICL7107和外围器件连接图
3.1.4 数码管显示模块
图3.6数码管
图3.6数码管内部电路
数码管可以直接和ICL7107相连，本设计采用的是7段共阳数码管，显示的范围是0~1999。
3.2 电路参数的计算及元器件的选择
在设计好各个模块和总的原理图后，需要根据设计需要选择某些器件的参数，并且选择合适的元器件也尤为重要。下面就着重介绍桥式电路、放大电路、A/D转换中的参数计算和部分数字芯片的使用。
3.2.1 桥式电路
全桥测量电路中，将受力性质相同的两应变片接入电桥对边，当应变片初始阻值：R1＝R2＝R3＝R4，变化值ΔR1＝ΔR2＝ΔR3＝ΔR4时，桥路输出电压Uout＝KEε。其输出灵敏度比半桥又提高了一倍，非线性误差和温度误差均得到改善。电桥的输出电压可由式（1）表示[6]，全桥测量电路图如图2所示：
in
443322114
242out U R R R R R R R R R R R R U ????? ???+?+?+?+?=
3.2.2 三运放放大电路
它主要由两级差分放大器电路构成。其中，运放A1，A2为同相差分输入方式，同相输入可以大幅度提高电路的输入阻抗，减小电路对微弱输入信号的衰减；差分输入可以使电路只对差模信号放大，而对共模输入信号只起跟随作用，使得送到后级的差模信号与共模信号的幅值之比(即共模抑制比CMRR)得到提高。这样在以运放A3为核心部件组成的差分放大电路中，在CMRR 要求不变情况下，可明显降低对电阻R3和R4，Rf 和R5的精度匹配要求，从而使仪表放大器电路比简单的差分放大电路具有更好的共模抑制能力。在R1=R2，R3=R4，Rf=R5的条件下，图1电路的增益为：
Av=(1+2R1／Rg)(Rf ／R3)。由公式可见，电路增益的调节可以通过改变Rg 阻值实现。 3.2.3 双积分模数转换器（ICL7107）
第一阶段，首先电压输入脚与输入电压断开而与地端相连放掉电容器C 上积累的电量，然后参考电容Cref 充电到参考电压值Vref ，同时反馈环给自动调零电容C AZ 以补偿缓冲放大器、积分器和比较器的偏置电压。这个阶段称为自动校零阶段。
第二阶段为信号积分阶段（采样阶段），在此阶段Vs 接到Vx 上使之与积分器相连，这样电容器C 将被以恒定电流Vx/R 充电，与此同时计数器开始计数，当计到某一特定值N1（对于三位半模数转换器，N1=1000）时逻辑控制电路使充电过程结束，这样采样时间T1是一定的，假设时钟脉冲为T CP ，则T1=N1*T CP 。在此阶段积分器输出电压Vo=-Qo/C(因为Vo 与Vx 极性相反)，Qo 为T1时间内恒流（Vx/R ）给电容器C 充电得到的电量，所以存在下式：
Qo=dt R Vx T *1
0?=1T R Vx
(1) Vo=-C
Qo
=-
1T RC
Vx
(2) 第三阶段为反积分阶段（测量阶段），在此阶段，逻辑控制电路把已经充电至ref V 的参考电容ref C 按与X V 极性相反的方式经缓冲器接到积分电路，这样电容器C 将以恒定电流R V ref 放电，与此同时计数器开始计数，电容器C 上的电量线性减小，当经过时间T2后，电容器电压减小到0，由零值比较器输出闸门控制信号再停止计数器计数并显示出计数结果。此阶段存在如下关系：
Vo+C 1dt R Vref
T *20?=0 (3)
把（2）式代入上式，得： T2=
Vref
T 1
Vx (4） 从（4）式可以看出，由于T1和Vref 均为常数，所以T2与Vx 成正比，从图2可以看出。若时钟最小脉冲单元为CP T ,则CP T N T *=11，CP T N T *=22，代入（4）， 即有： N2=Vx (5) 可以得出测量的计数值N2与被测电压Vx 成正比。
3.3特殊器件的介绍
3.3.1 31/2位双积分型A/D 转换器ICL7107
（1）31/2位双积分型A/D 转换器ICL7107的基本特点
1.ICL7107是31/2位双积分型A/D 转换器，属于CMoS 大规模集成电路，它的最大显示 值为士1999，最小分辨率为100uV ，转换精度为0.05士1 个字.
2.能直接驱动共阳极LED 数码管，不需要另加驱动器件，使整机线路简化，采用士5V 两组电源供电，并将第21脚的GND 接第30脚的IN .
3.在芯片内部从V+与COM 之间有一个稳定性很高的2.8V 基准电源，通过电阻分压器可获得所需的基准电压VREF .
4. 能通过内部的模拟开关实现自动调零和自动极性显示功能。
5.输入阻抗高，对输入信号无衰减作用.
6. 整机组装方便，无需外加有源器件，配上电阻、电容和LED 共阳极数码管，就能构成一只直流数字电压表头.
7.噪音低，温漂小，具有良好的可靠性，寿命长. 8. 芯片本身功耗小于15mw （不包括LED ）.
9. 不设有一专门的小数点驱动信号。使用时可将LED 共阳极数数码管公共阳极接V+ （2）ICL7107引脚功能
V ＋和V-分别为电源的正极和负极。
au-gu,aT-gT,aH-gH ：分别为个位、十位、百位笔画的驱动信号，依次接个位、十位、百位LED 显示器的相应笔画电极。
Bck ：千位笔画驱动信号。接千位LEO 显示器的相应的笔画电极。 PM ：液晶显示器背面公共电极的驱动端，简称背电极。
Oscl-OSc3 ：时钟振荡器的引出端，外接阻容或石英晶体组成的振荡器。第38脚至第40脚电容量的选择是根据下列公式来决定。
Fosl = 0.45/RC
COM ：模拟信号公共端，简称“模拟地”，使用时一般与输入信号的负端以及基准电压的负极相连。
TEST ：测试端，该端经过500欧姆电阻接至逻辑电路的公共地，故也称“逻辑地”或“数字地”。
VREF＋ VREF- ：基准电压正负端。
CREF：外接基准电容端。
INT：27是一个积分电容器，必须选择温度系数小不致使积分器的输入电压产生漂移现象的元件。
IN＋和IN- ：模拟量输入端，分别接输入信号的正端和负端。
AZ：积分器和比较器的反向输入端，接自动调零电容CAz 。如果应用在200mV满刻度的场合是使用0.47μF，而2V满刻度是0.047μF。
BUF：缓冲放大器输出端，接积分电阻Rint。其输出级的无功电流( idling current )是100μA，而缓冲器与积分器能够供给20μA的驱动电流，从此脚接一个Rint至积分电容器，其值在满刻度200mV时选用47K，而2V满刻度则使用470K。
(3） ICL7107的工作原理
双积分型A/D转换器ICL7107是一种间接A/D转换器。它通过对输入模拟电压和参考电压分别进行两次积分，将输入电压平均值变换成与之成正比的时间间隔，然后利用脉冲时间间隔，进而得出相应的数字性输出。它的原理性框图如图2所示，它包括积分器、比较器、计数器，控制逻辑和时钟信号源。积分器是A/D转换器的心脏，在一个测量周期内，积分器先后对输入信号电压和基准电压进行两次积分。比较器将积分器的输出信号与零电平进行比较，比较的结果作为数字电路的控制信一号。时钟信号源的标准周期Tc 作为测量时间间隔的标准时间。它是由内部的两个反向器以及外部的RC组成的。其振荡周期Tc=2RCIn1.5=2.2RC。计数器对反向积分过程的时钟脉冲进行计数。控制逻辑包括分频器、译码器、相位驱动器、控制器和锁存器。
分频器用来对时钟脉冲逐渐分频，得到所需的计数脉冲fc和共阳极LED数码管公共电极所需的方波信号fc。
译码器为BCD-7段译码器，将计数器的BCD码译成LED数码管七段笔画组成数字的相应编码。驱动器是将译码器输出对应于共阳极数码管七段笔画的逻辑电平变成驱动相应笔画的方波。控制器的作用有三个：第一，识别积分器的工作状态，适时发出控制信号，使各模拟开关接通或断开，A/D转换器能循环进行。第二，识别输入电压极性，控制LED 数码管的负号显示。第二，当输入电压超量限时发出溢出信号，使千位显示“1" ，其余码全部熄灭。钓锁存器用来存放A/D转换的结果，锁存器的输出经译码器后驱动LED 。它的每个测量周期自动调零（AZ）、信号积分（INT）和反向积分（DE）三个阶段。
第一阶段：自动调零阶段AZ转换开始前（转换控制信号VL=0) ，先将计时器清零，并接通开关S0 ，使积分电容C完全放电。
第二阶段：信号积分INT令开关S1合到输入信号V1一侧，积分器对V1进行固定时间Tl的积分，积分结果为：上式说明，在Tl固定条件下V0与Vl成正比。
第三阶段：反向积分DE令开关S1转至参考电压VREF一侧，积分器反向积分。如果积分器的输出电压上升至必零时，所经过的积分时间T2则可得，
可见，反向积分到V0=0这段时间T2与Vl成正比。令时钟脉冲CD的周期为Tc，计数扔器在T2时间内计数值为N得：T2=NTc .由此式分析可知：T1,Tc，VREF固定不变，计数值N仅与VIN成正比，实现了模拟量到数字量的转变。下面介绍A/D转化过程的时间分配。假设时钟脉冲频率为40KHz，每个周期为4000Tc,每个测量周期中三个阶段工作自动循环。
双积分型A/D转换器的电压波形图各阶段时间分配如下:
①信号积分时间Tl用1000Tc 。
②信号反向积分时间T2用0一2000Tc ，这段时间的长短是由VIN的大小决定的
③自动调零时间T0用1000－3000Tc 。
从上面的分析可知，Tl 侍定不变的，但T2随VIN的大小而改变。因为，选基准电压VRFF= 100.0mv ,由：得：VIN=0.1N满量程时N=2000，同样由上式可导出满量程时VIN与基准电压的关系为：VIN=2VREF。为了提高仪表的抗干扰能力，通常选定的采样时间Tl 为工频周期的整数倍。我国采用50Hz交流电网，其周期为20ms，应选T1=n×20ms。n= l,2,3……n越大，对串模干扰的抑制能力越强，但n越大，A/D转换的时间越长。因此，一般取Tl=100ms，即f0＝40KHz 。由T0=2RC105=2.2RC，得
式中T0为振荡周期。由上式可知，当f0=40KHz时，阻容元件的选取并不唯一，只要满足要求即可。电源电压ICL7107 V+ 到GND6V温度范围0℃到 70℃ICL7107 V- 到GND-9V 热电阻PDIP封装qJA(℃/W)50MQFP封装80拟输入电压V+ 到V-最大结温150℃参考输入电压V+ 到 V-最高储存温度范围-65℃到150℃时钟输入GND 到 V+.
3.4 各单元模块的联接
见附录一
4 相关软件介绍
本章节介绍本次设计中用到的软件，并总结本次设计学习软件的情况。
Altium Designer Summer 09，原名Protel,从2004年开始更名为Protel Dxp 而后是新版 Altium Designer Summer 6.0，6.0以后开始了以年份命名。Altium Designer Summer 09共分5个模块，分别是原理图设计、PCB设计（包含信号完整性分析）、自动布线器、原理图混合信号仿真、PLD设计。以下介绍一些它的部分最新功能：可生成30多种格式的电气连接网络表；强大的全局编辑功能；在原理图中选择一级器件，PCB 中同样的器件也将被选中；同时运行原理图和PCB，在打开的原理图和PCB图间允许双向交叉查找元器件、引脚、网络。既可以进行正向注释元器件标号（由原理图到PCB），也可以进行反向注释（由PCB到原理图），以保持电气原理图和PCB在设计上的一致性；满足国际化设计要求（包括国标标题栏输出，GB4728国标库）；方便易用的数模混合仿真（兼容SPICE 3f5）；支持用CUPL语言和原理图设计PLD，生成标准的JED下载文件；PCB可设计32个信号层，16个电源-地层和16个机加工层；强大的“规则驱动”设计环境，符合在线的和批处理的设计规则检查；智能覆铜功能，覆铀可以自动重铺；提供大量的工业化标准电路板作为设计模版；放置汉字功能；可以输入和输出DXF、DWG格式文件，实现和AutoCAD等软件的数据交换；智能封装导航（对于建立复杂的PGA、BGA 封装很有用）；方便的打印预览功能，不用修改PCB文件就可以直接控制打印结果；独特的3D显示可以在制板之前看到装配事物的效果；强大的CAM处理使您轻松实现输出光绘文件、材料清单、钻孔文件、贴片机文件、测试点报告等；经过充分验证的传输线特性和仿真精确计算的算法，信号完整性分析直接从PCB启动；反射和串扰仿真的波形显示结果与便利的测量工具相结合。
5系统调试
图5.1系统仿真图
本设计在protues软件里完成电路原理整体框架的绘制后，进行模块单元的仿真与调试:
由于在仿真软件中不存在传感器这类器件，所以我采用的是搭建一个桥式电路，然后用一个滑动变阻器调节来改变阻值，即可输出相应的电压差，可以模拟应变式传感器的工作原理，在测试数据方面也是模拟的，得到的都是模拟数据。总体思路是调节滑动变阻器，使其输出不同的电压，观察数码管显示是否显示对应的数值。然后分析和理论数值是否相同。
6系统功能、指标参数
6.1系统能实现的功能
通感应器模块将被测量的力转化为电信号，再经过放大器模块将电信号输入模数转
化器模块。基于双积分模数转换器（ICL7107）的工作原理，最终将信号传入显示器模块。最终将感应器模块、放大器模块、模数转化器模块、显示器模块组合得到数字电子称系统。
6.2系统指标参数测试
通过改变各个元件及各元件的参数来校准实验要求的量程及精度，调节电阻电容对电子称的量程范围进行校准达到kg kg 999.1~0，测量精度为kg 001.0)1(g
6.3系统功能及指标参数分析
感应器主要通过重物质量的改变来改变电路中的电阻，进而改变输出电压。结合实验要求，调节电阻及工作电压获得线性的输出电压，基于全桥测量电桥原理可知
14R =17R =16R =4R =5R =6R =k 10。三运放放大电路对输入信号做线性放大，由三运放的的结构和功能可以计算出8R =9R =k 20，7R =10R =11R =k 10，12R =13R =k 80。称重实质是对质量的累积计算，故采用ICL7107A/D 转换器，根据其工作特性可以得出1R =k 47，2R ＝
M 1,3R =k 100，15R =k 10，1C ＝uF 1.0，2C =uF 47.0,3C =nF 1.0,4C =uF 22.0
7设计总结与体会
这次课程设计的主要任务是设计一个数字电子秤，组装及调试各单元电路及系统电路，用数字表显示称重结果。
回顾起此次课程设计，至今我仍感慨颇多，可以说，这次课程设计比较不容易，因
为很多内容还未进行学习，但是可以学到很多很多的东西，同时不仅可以巩固了以前所学过的知识，而且学到了很多在书本上所没有学到过的知识。这次设计使自己有机会使用到原来所学知识，并且可以有更深的认识，可以时候收获不小。
在设计的过程中可以说得是困难重重，这毕竟是第一次做数电课程设计，难免会遇到过各种各样的问题，设计的过程中我发现了自己的不足之处，对以前所学过的知识理解得不够深刻，掌握得不够牢固。也提醒自己要更加努力学习来扩充自己的知识。这次课程设计历时两个星期左右，在这两个星期的学习过程中，发现自身还有很多不足，有很多的知识漏洞，自己的实践经验还是比较缺乏，理论联系实际的能力也有待提高。在设计过程中，通过自己查阅资料，以及老师和同学的帮助，不仅使我对自己所学专业有了更好的认识，也使我独立思考和独立操作的能力有了很大提高，这对自己以后走向社会大有裨益。
通过这次课程设计，我收获颇多。首先，在这次设计过程中我查阅了很多资料，通过查阅各种资料，加深了我对更多理论知识的理解，同时也增强了我对资料的检索能力。其次，通过这次课程设计增加了我对很多元器件、模拟电路和数字电路的理解。再次，这次设计进一步加深了我的团队意识，团队协作是非常重要的。
不过，这个设计还是有它的不足之处。它只能单一测试部分标准波形，且占用很多芯片组，成本较高。这些不足之处仍有待解决。如果考虑到实际的应用还有很多需要改进的地方，所以这也使我明白要真正的设计出一款电子产品是非常不容易的。
在设计过程中，我曾因为自己理论知识以及实践经验的缺乏而彷徨过，也曾因为设计的成功而兴奋过。尽管最终获得的知识很多，但更多的还是精神上的收获。它让我明白了学无止境、活到老学到老的真理。在人生路上，迎接我们去挑战的艰难还有很多很多，等待我们去征服的挫折还有很多很多，革命尚未成功，我们仍需努力！
8谢辞
在这里，我对我们的带课老师张祖媛老师表示衷心的感谢。张祖媛老师在这次课程设计过程中对我们的全方位的指导，是我们这次课程设计取得成功的根本保证。
张祖媛老师对这次课程设计抱着认真负责的态度，她极力做好安排、指导等各个环节，只为我们能通过这两周的课程设计学到更多知识，更快地提高我们的能力。在张祖
媛老师的指导下，我学到了很多平时没有学到的东西，尤其是学到了很多依托我们的专业知识在实际生活中广泛应用的东西。
另外，我还要感谢学校能安排这次课程设计，为我们熟悉我们的专业相关提供了平台。当然，这次课程设计能取得成功，还少不了我们组几个同学的通力合作，大家在设计中献言献策，不积极发挥着个人的聪明与才智。
9参考文献
[1] 康华光.电子技术基础（数字部分）[M].第五版.北京：高等教育出版社，2006.1
[2] 康华光.电子技术基础（模拟部分）[M].第五版.北京：高等教育出版社，2006.1
[3] 谢自美.电子线路设计?实验?测试[M].第三版.武汉：华中科技大学出版社，2006.8
[4] 刘福太.电子电路461例[M].北京：科学出版社，2007
[5] 李瀚荪.电路分析基础[M].第四版.北京：高等教育出版社，2006.5
[6] 黄智伟.全国大学生电子设计竞赛电路设计[M].北京：北京航空航天大学出版社，2006.12
[7] 彭介华.电子技术课程设计.北京：高等教育出版社.2003
[8] 杨兴瑶.实用电子电路设500例.武汉：华中科技大学出版社.2004
[9] 阎石.数字电子技术基础.高等教育出版社.1997
[10] 王毓银.数字电路逻辑设计.北京.高等教育出版社.2005
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个部分
组成。如图3.1所示。 图3.1 基于单片机的实用电子秤组成框图 电子秤的测量过程实际是通过电阻应变传感器将被测物体的重量转换成电压信号输出，电压信号经过模数转换把模拟信号转换成数字量，数字量通过显示器显示重量。打开电源，数字电子秤开始工作。接通电源时，数字电子秤进入欢迎界面“欢迎使用电子秤设计······”。数字电子秤上MCU开始工作，键盘不断进行扫描，同时通过ADC0832也不断进行外部称量数据采样，LCD上显示“实用电子秤名称单价······”。当载物台上放有物体时，ADC0832立即将数据收集送给单片机处理。在键盘输入对应商品的代码编号，在240*128的LCD上可以看到相应商品的名称，单价，总重，总价格等信息。在称量的过程中，一旦物体自身的重量超出电子秤的称量范围，蜂鸣器立即会发出“滴滴····”警报声告诉工作人员，所称量物品超重。 4硬件电路设计 4.1整体电路图 数字电子秤采用AT89C51单片机作为微处理器，接口电路由晶振、LM4229显示电路、4*4按键电路、ADC0832电路、报警电路、存储器等组成。控制器系统的硬件电路如图4.1所示。 控制器系统硬件电路的工作过程是：打开电源时，MCU及各个部分电路开始工作，MCU调用内部存储数据对各部分接口电路初始化。200ms后LM4229进入欢迎界面，ADC0832不断对外部数据进行采样交给MCU进行处理，一旦有物品放入载物台，ADC0832立即发送中断请求，并将本次采集数据交给MCU
基于霍尔式传感器的电子秤-课程设计
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课程设计报告 设计题目基于霍尔式传感器的电子秤 指导老师 摘要 科学技术的发展对称重技术提出了更高的要求，尤其是微处理技术和传感技术的巨大进步，大大加速了这个进程。目前，电子秤在商业销售中的使用已相当普遍，但在市场上仍广泛使用的电子秤有很大局限性。这些电子秤体积大、成本高，又不便随身携带，而目前市场上流行的便携秤又大都采用杆式秤或以弹簧压缩、拉伸变形来实现计量的弹簧秤等，其计量误差大，又容易损坏。杆式秤和弹簧秤等计量器械将逐渐被淘汰。因此，一种能够在未来更方便、更准确的普及型电子秤的发展受到人们的重视，设计一种重量轻、计量准确、读数直观的民用电子秤迫在眉睫。 本设计过程充分利用传感器的有关知识，利用霍尔传感器设计的简单电子秤很大程度上满足了此应用需求，并从简单电子秤的基本构造进一步了解大型电子秤的构造原理。 关键词：CSY传感器实验仪；电子秤；霍尔式传感器；差动放大器
目录 第一章绪论 (1) 1.1 电子秤概述 (1) 1.1.1 电子秤的发展 (1) 1.2 电子秤的组成 (2) 1.2.1 电子秤的基本结构 (2) 1.2.2 电子秤的基本工作原理 (2) 第二章电子秤设计的目的意义及设计任务与要求 (4) 2.1 电子秤设计目的 (4) 2.2 此课程在教学计划中的地位和作用 (4) 2.3 电子秤设计任务与要求 (4) 2.3.1 设计任务 (4) 2.3.2 设计要求 (4) 第三章电子秤总体设计方案 (5) 3.1 电子秤设计思想 (5) 3.2各电路单元或部件选择 (6) 3.2.1 直流稳压电源的选择 (6) 3.2.2 电桥平衡网络的选择 (6) 3.2.3 称重传感器的选择 (6) 3.2.4 差动放大器的选择 (9) 3.2.5 F/V表的选择 (9) 3.3 最终方案的确定 (10) 第四章硬件设计 (11) 4.1 硬件设计概要 (11) 4.1.1 硬件电路设计原理说明及电路图 (11)
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。 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
数字电路课程设计说明书 题目：数字电子秤 学生姓名：李思标 学号： 8080514215 院（系）：职业技术学院 专业：机械设计制造及其自动化 指导教师：郭文强 2010 年 7 月 2日
目录 第一节绪论 (3) 1.1本设计的任务和主要内容 (3) 1.2基本工作原理及原理框图………………………………… 第二节硬件电路的设计 (4) 2.1 电阻应变式传感器的选择 (4) 2.2 三运放大电路的设计 (6) 2.3 集成A/D转换器CC7106 (7) 2.4 LED显示电路的设计 (9) 2.5 总体工作电路原理图 (10) 第三节电路元件列表 (11) 第四节设计总结 (12)
数字电子秤设计 第一节绪论 本课程设计的电子秤以单片机为主要部件，利用全桥测量原理，通过对电路输出电压和标准重量的线性关系，建立具体的数学模型，将电压量纲（V）改为重量纲（g）即成为一台原始电子秤。其中测量电路中最主要的元器件就是电阻应变式传感器。电阻应变式传感器是传感器中应用最多的一种，本设计采用全桥测量电路，使系统产生的误差更小，输出的数据更精确。而三运放大电路的作用就是把传感器输出的微弱的模拟信号进行一定倍数的放大，以满足A/D转换器对输入信号电平的要求。CC7106 A/D转换的作用是把模拟信号转变成数字信号，进行模数转换，然后把数字信号输送到显示电路中去，最后由显示电路显示出测量结果。 1.1本设计的任务和主要内容 设计任务：设计一数字电子秤，其技术要求如下： 1）测量范围：0-1.999kg; 0-19.99kg; 0-199.9kg; 0-1999kg。 2）用数字显示被测重量，小数点位置对应不同量程显示。 3）具有自动切换量程功能。 1.2设计思路及原理框图 1.设计思路 1）用电子称称重的过程是把被测物体的重量通过传感器转换成电压信号。由于这一信号通常都非常小，需要进行放大，放大后的模拟信号经模/数变换转变成数字量，再通过译码显示器显示出重量。由于被测物体的重量相差很大，根据不同的测量范围要求，可由电路自由切换量程，同时，显示器的小数点数位对应不同量程而变化，即可实现电子称的要求。 2）称重的准确程度首先取决于传感器输出的信号，电子称的传感器通常使用电桥，它将应变电阻转变成电压信号或电流信号。 基本工作原理框图如下：
电子技术基础 课程设计 题目名称：数字频率计设计 评语： 成绩： 重庆大学电气工程学院 2015年7月6日 目录 摘要 (1) 1、设计的目的及要求 (2) 1.1、设计目的 (2) 1.2、设计要求 (2) 2、设计思路及方案选择 (2) 2.1、设计思路 (2) 2.2、设计方案选择 (2)
3、设计及仿真 (3) 3.1、总体框图 (3) 3.2、各模块功能实现及介绍 (3) （1）整形电路 (3) （2）时钟产生及分频电路 (4) （3）T触发器 (5) （4）单稳触发器 (6) （5）计数器 (7) （6）锁存器 (8) （7）显示 (8) （8）小数点功能的实现 (8) 3.3全部电路及功能测试 (10) 4、焊接规划及实物设计 (12) 4.1、逻辑设计图转换 (12) 4.2、电路VCC\GND端共线设计 (12) 4.3、焊接元器件及排针 (12) 4.4、元件接线及电流引入 (12) 5、总结与感想 (12) 参考文献 (14)
摘要 作为数字电子技术、模拟电子技术中最常用的基本参数，频率经常会被应用到各种数据的计算当中。这就导致数字频率计在电子技术领域应用广泛，其作为一种最基本的测量仪器以其测量精度高、速度快、操作简便、数字显示等特点被广泛应用。本文主要介绍制作简易数字频率计的原理、方法以及设计思路。以74LS系列常用电子集成电路为例，分析如何利用整形、计数、分频、译码电路实现对于矩形波、三角波、方波等信号的频率分析及显示。本文以作者二人小组的设计为蓝本，分享设计经验，为有制作需求及意愿的人提供施行经验。 关键字：频率计整形电路分频电路计数方式
沈阳航空航天大学 课程设计 （说明书） 数字电子称的设计 班级 学号 学生姓名 指导教师胡乃瑞
沈阳航空航天大学 课程设计任务书 课程名称电子技术综合课程设计 课程设计题目数字电子称的设计 课程设计的内容及要求： 一、设计说明与技术指标 设计一个一个具有数字显示功能的数字电子称，具体技术要求如下： （1）测量范围0~0.99kg（0~0.99V）1~1.99kg（1~1.99V）。 （2）用3 位数码管显示测量结果。 （3）直流电源输出的微弱信号作为该系统的输入信号。 （4）发挥部分：设计测量量程，进一步扩大测量量程和减小测量误差。 二、设计要求 1．在选择器件时，应考虑成本。 2．根据技术指标，通过分析计算确定电路和元器件参数。 3．画出电路原理图（元器件标准化，电路图规范化）。 三、实验要求 1．根据技术指标制定实验方案；验证所设计的电路，用multisim软件仿真。 2．进行实验数据处理和分析。 四、推荐参考资料 1. 童诗白，华成英主编．模拟电子技术基础．[M]北京：高等教育出版社，2006年 五、按照要求撰写课程设计报告
成绩评定表： 指导教师签字： 年月日
一．概述 电子秤是日常生活中常用的电子衡器，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。目前市场上使用的称量工具，或者是结构复杂，或者运行不可靠，且成本高，精度稳定性不好，调整时间长，易损坏，维修困难，装机容量大，能源消耗大，生产成本高。而且目前市场上电子秤产品的整体水平不高，部分小型企业产品质量差且技术力量薄弱，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，有针对性地开发出一套有实用价值的电子秤系统，从技术上克服上述诸多缺点，改善电子秤系统在应用中的不足之处，具有现实意义。 从20世纪70年代开始，在世界范围内掀起了一股“电子秤热”，各先进工业国都很重视传感技术和电子秤的研究、开发和生产。传感技术已经成为重要的现代科技领域，电子秤及其系统生产已经成为了重要的新兴行业。我国生产的电子秤产品主要是属于静态衡器电子秤，在计量要求、功能和外形上已经达到了国外同类产品的先进水平，而且在价格上又低于国外的同类产品，具有较好的出口潜力；但动态衡器电子秤，与国外的同类产品还有一定的差距，尤其是在动态稳定性上存在较大的距离，我国进口的电子秤大多数就是这类产品。我国的电子衡量器要想打入国际市场，参与国际竞争。这就要求企业必须以技术为先导、以质量为中心、以管理为基础，努力提高制造技术与制造工艺水平，稳定产品
目录 一、绪论 (1) 1.0引言 (1) 1.1问题的提出 (1) 1.2任务与分析 (1) 二、总体方案设计 (2) 2.1设计任务 (2) 2.2 系统设计框图 (3) 三、系统硬件设计 (3) 3.1 5V直流电源设计模块 (3) 3.2 传感器数据采集模块 (5) 3.3信号电路放大模块 (8) 3.4 A/DC0832数模转换模块 (9) 3.5 AT89C51单片机控制模块 (11) 3.6 LED显示模块 (13) 四、系统软件设计 (14) 4.1 C语言在单片机中的用 (14) 4.2电子称的软件设计与实现 (15) 4.3主程序流程图 (15) 4.4 子程序设计 (16) 4.4.1 A/DC0832采样程序 (16) 4.4.2 LED显示程序 (16) 五、Protues仿真调试 (17) 5.1 仿真调试结果 (17) 设计总结 (19) 参考文献 (20) 附录A程序清单 (20) 附录B 原理图 (26) 附录C PCB图 (27)
一、绪论 1.0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。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。 1.1问题的提出 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。随着时代科技的迅猛发展，微电子学和计算机等现代电子技术的成就给传统的电子测量与仪器带来了巨大的冲击和革命性的影响。经现今电子衡器制造技术及应用得到了新发展：电子称重技术从静态称重向动态称重发展；计量方法从模拟测量向数字测量发展；测量特点从单参数测量向多参数测量发展。常规的测试仪器仪表和控制装置被更先进的智能仪器所取代，使得传统的电子测量仪器在远离、功能、精度及自动化水平定方面发生了巨大变化，并相应的出现了各种各样的智能仪器控制系统，使得科学实验和应用工程的自动化程度得以显著提高。 1.2任务与分析 本设计基于单片机技术原理，以单片机芯片AT89C51作为核心控制器，通过
综合课程设计报告 基于AT89C51的数字电子秤的设计
目录 1、设计目的 (2) 2、设计的主要内容和要求 (2) 3、整体设计方案 (2) 3.1设计方案 (2) 3.2工作原理 (2) 4、硬件电路的设计 (3) 5、软件设计 (5) 5.1主程序设计 (5) 5.2 LM4229液晶显示 (5) 5.3 ADC0832采样程序 (7) 5.4 4*4键盘程序 (8) 6、系统仿真 (8) 7、使用说明 (12) 8、设计总结 (13) 9、元器件 (13) 10、参考文献 (13) 附录A (14) 附录B (23)
基于AT89C51的数字电子秤的设计 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。但单片机不是万能的，也存在不适合的场合，我们要充分利用单片机的内部资源和选择合适的单片机来完成我们的设计。本数字电子秤的设计过程中需要用到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需要用到键盘扫描、液晶显示驱动、模数转换程序及汉字库的的设计，可以很好的将数电、模电、单片机知识进行综合应用。在综合应用中进一步熟悉单片机设计的开发各个流程，最终达到"巩固基础、注重设计、培养技能、追求创新、走向实用"的目的。 2、设计的主要内容和要求 本文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。在设计的过程学会使用单片机对数字电子秤的各种功能进行控制。本设计中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 3.1设计方案 整个数字电子秤电路由电源电路、单片机主控制电路、LM4229显示电路、蜂鸣器报警电路、4*4键盘电路和压力传感电路(ADC0832采样）6个部分组成。如图3.1所示。 3.2工作原理 打开电源开关，数字电子秤开始工作。接通电源时，数字电子秤进入欢迎界面“欢迎使用电子秤设计······”。此时数字电子秤上MCU开始工作，键盘不断进行扫描，同时通过ADC0832也不断进行外部称量数据采样，LCD上显示“实用电子秤名称单价······”。当载物台上放有物体时，ADC0832立即将数据收集送给单片机处理。此时工作人员只要输入对应商品的代码编号，在240*128的LCD上可以看到相应商品的名称，单价，总重，总价格等信息。在称量的过程中，一旦物体自身的重量超出电子秤的称量范围，蜂鸣器立即会发出“滴
电 子 设 计 实 验 报 告 电子科技大学 设计题目：电子称姓名：
学生姓名 任务与要求 一、任务 使用电阻应变片称重传感器，实现电子秤。用砝码作称重比对。 二、要求 准确、稳定称重； 称重传感器的非线性校正，提高称重精度； 实现“去皮”、计价功能； 具备“休眠”与“唤醒”功能，以降低功耗。
电子秤 第一节绪论 摘要：随着科技的进步，在日常生活以及工业运用上，对电子秤的要求越来越高。常规的测试仪器仪表和控制装置被更先进的智能仪器所取代，使得传统的电子测量仪器在远离、功能、精度及自动化水平定方面发生了巨大变化，并相应的出现了各种各样的智能仪器控制系统，使得科学实验和应用工程的自动化程度得以显著提高。影响其精度的因素主要有:机械结构、传感器和数显仪表。在机械结构方面,因材料结构强度和刚度的限制,会使力的传递出现误差,而传感器输出特性存在非线性,加上信号放大、模数转换等环节存在的非线性,使得整个系统的非线性误差变得不容忽视。因此,在高精度的称重场合,迫切需要电子秤能自动校正系统的非线性。此外,为了保证准确、稳定地显示,要求所采用的ADC具有足够的转换位数,而采用高精度的ADC,自然增加了系统的成本。基于电子秤的现状,本文提出了一种简单实用并且精度高的智能电子秤设计方案。通过运用很好的集成电路,使测量精度得到了大大提高,由于采用数字滤波技术,使稳态测量的稳定性和动态测量的跟随性都相当好。并取得了令人满意的效果。 关键词：压力传感器，AD620N放大电路，ADC模数转换，STM32单片机，OLED 显示屏，矩阵键盘，电子秤。 1.1引言 本课程设计的电子秤以单片机为主要部件，利用全桥测量原理，通过对电路输出电压和标准重量的线性关系，建立具体的数学模型，将电压量纲（V）改为重量纲（g）即成为一台原始电子秤。其中测量电路中最主要的元器件就是电阻应变式传感器。电阻应变式传感器是传感器中应用最多的一种，本设计采用全桥测量电路，是系统产生的误差更小。输出的数据更精确。而AD620N放大电路的作用就是把传感器输出的微弱的模拟信号进行一定倍数的放大，以满足A/D 转换器对输入信号电平的要求。A/D转换的作用是把模拟信号转变成数字信号，进行模拟量转数字量转换，然后把数字信号输送到显示电路中去，最后由OLED
单片机电子称课程设计1
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单片机技术及其应用原理课程设计报告 设计题目:电子秤的设计 专业年级:08电子信息工程本科 小组成员: 杨婷(200800802035 华娟(200800802041 王尹怿(200800802048 成绩: 完成时间:20110702 【设计题目】电子称的设计 【设计要求】 (1设计一款电子秤,用LED液晶显示器显示被称物体的质量(2可以设定该秤所称的上限 (3当物体超重时,能自动报警 【设计过程】 1.【方案设计】 3
4 在设计系统时,针对各个模块实现的功能来设计电子秤的方案有以下几种: 方案一 结构简图如下图所示: 图1 带有键盘输入的结构简图 此方案设计的电子秤,可以实现称物计价功能,但是局限于数码管的功能,在显示时只能显示单价、购物总额以及简单的货物代码等。在显示重量时,如果数码管没有足够的位数,那么称量物体重量的精度必受到限制,所以此方案需要较多的数码管接入电路中。这样在处理输入输出接口时需要另行扩展足够多的I/O 接口供数码管使用,比较麻烦。 方案二前端信号处理时,选用放大、信号转换等措施, 尤其在显示方面采用具有字符图文显示功能的LCD 显示器。这种方案不仅加强了人机交换的能力,而且满足设计要求,可以显示购物清单、所称量的物体信息等相关内容。 结构简图如下图所示: 图2 LCD 显示的方案
目前单片机技术比较成熟,功能也比较强大,被测信号经放大整形后送入单片机,由单 片机对测量信号进行处理并根据相应的数据关系译码显示出被测物体的重量。单片机控制适合于功能比较简单的控制系统,而且其具有成本低,功耗低,体积小算术运算功能强,技术成熟等优点。但其缺点是外围电路比较复杂,编程复杂。使用这种方案会给系统设计带来一定的难度。 方案三采用现场可编程门阵列(FPGA为控制核心 采用现场可编程门阵列(FPGA为控制核心,利用EDA软件编程,下载烧制实现。系统集成于一片Xilinx公司的SpartanⅡ系列XC2S100E芯片上,体积大大减小、逻辑单元灵活、集成度高以及适用范围广等特点,可实现大规模和超大规模的集成电路。 采用FPGA测频测量精度高,测量频率范围大,而且编程灵活、调试方便,设计要求的精度较高,所以要求系统的稳定性要好,抗干扰能力要强。 从下图中可以看到系统的基本工作流程和各单元电路所用到的核心器件。其中控制器采用Xilinx公司可编程器件FPGA为核心,基于ISE软件平台,采用VHDL编程实现数据处理、LED和LCD驱动、时钟芯片的I2C通讯、键盘控制等模块。 结构简图如下图所示 : 5
《荷重传感器及电子秤》 课程设计 一，设计简述 随着现代化生产的发展，电子秤在许多商业活动中已成为不可缺少的计量工具。电子秤作为一个典型的自动检测系统，也可归纳为由三大环节所组成。 如图1所示一次仪表通常指的是传感器，它是由敏感元件，电路，机构等组成，是利用某些特殊材料对某些物理量具有一定的敏感，然后转换成电量（电压，电流）。通常来自一次仪表的电信号比较弱小，不足以驱动显示器。为此采用二次仪表对信号进行放大；来自一次仪表的电信号往往还夹带外部的干扰信号，必须把它去除，一般二次仪表还包括滤波电路用以消除干扰。传感器的转换关系往往并不服从线性关系，所以有时还需要进行适当的线性补偿处理。故称二次仪表为测量与显示部件。 二次仪表的输出信号可能是模拟量，也可能是数字量。三次仪表是采用了计算机技术，所以要求二次仪表的输出信号必须是数字信号。三次仪表将进一步对信号进行处理并形成控制量输出。作为规模较小的仪表系统，三次仪表主要是以中央处理器为核心的数字电路，组成智能化仪表。使整个测量系统的性能与功能大大提高。
图2所示的以单片机为核心部件组成三次仪表，它大大丰富了电子秤功能。 各种各样形式的电子秤的仪表结构都是大同小异的，都必须利用荷重传感器来采集重量信号并变换成相应大小的电信号。电子秤的二次仪表把来自荷重传感器的微弱电压信号进行放大，滤波。这不仅为了提高灵敏度，更重要的是与下一环节的电路进行正确匹配。目前大多数电子秤是数字显示方式，所以模拟信号还必须作模数转换。有了A/D转换器的数码信号，就可以进行自动标度变换、自动超载报警、自动数字显示。还可以增加人机对话键盘、与外部设备的数据交换与通信、输出模拟或数字控制信号等功能。由此大大提高了性能。 二，设计过程 1、荷重传感器电子称传感器的选用 荷重传感器的形式有电阻式、电容式、压磁式等多种形式。电阻式传感器又分为金属丝（箔）式、半导体式，它们各有优缺点及使用范围。 大多数电子秤的使用场合是极为普通的室内外的大气层环境，所谓的温度条件是-10C?～55C?。选用金属箔式应变片传感器作为电子秤的荷重传感器是最广泛的应用。因为金属箔式应变片在这个温度范围内具有精度高、稳定性好、线性、转换电路简单，成本较低等优点。相对半导体应变片尽管也能适用并且也有不少优点，如灵敏度高，体积小，响应速度快等。但是对温度的敏感，以前一直是它的缺陷，虽然目前已经通过激光修补工艺解决了温度补偿问题，可是生产成本高成为广泛使用的阻碍。电容式荷重传感器也是一种可选对象，但是需要稳定的交流电源作为工作电源，技术要求高，电路复杂，适用于安装空间小，响应速度快的场合。压磁式荷重传感器特别适用于环境温度较高的场合，但是精度不高，仅适用于大吨位秤重。选用荷重传感器的基本要求是：灵敏度高，函数关系呈线性，重复性好，长期稳定。 应变片传感器 在“传感器与测试技术”课程的学习中已经了解了应变效应。利用应变效应可以组成荷重传感器的论述并不多。如图3所示，为三种常见的应变片荷重传感器。
【设计题目】:基于单片机的电子秤设计 【设计要求】： （1）设计一款电子秤，用LCD液晶显示器显示被称物体的质量（2）可以设定该秤所称的上限 （3）当物体超重时，能自动报警 【设计过程】 1.【方案设计】 1.1电子秤的组成 1.1.1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下三部分组成： (1)承重、传力复位系统 它是被称物体与转换元件之间的机械、传力复位系统，又称电子秤的秤体，一般包括接受被称物体载荷的承载器、秤桥结构、吊挂连接部件和限位减振机构等。 (2) 称重传感器 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。 (3) 测量显示和数据输出的载荷测量装置 即处理称重传感器信号的电子线路（包括放人器、模数转换、电流源或电
压源、调节器、补尝元件、保护线路等）和指示部件（如显示、打印、数据传输和存贮器件等）。 1.1.2电子秤的工作原理 当被称物体放置在秤体的秤台上时，其重量便通过秤体传递到称重传感器，传感器随之产生力一电效应，将物体的重量转换成与被称物体重量成一定函数关系（一般成正比关系）的电信号（电压或电流等）。此信号由放大电路进行放大、经滤波后再由模／数( A/D)器进行转换，数字信号再送到微处器的CPU处理，CPU不断扫描键盘和各功能开关，根据键盘输入容和各种功能开关的状态进行必要的判断、分析、由仪表的软件来控制各种运算。运算结果送到存贮器，需要显示时，CPU发出指令，从存贮器中读出送到显示器显示，或送打印机打印。 1.2本设计思路 本设计的主要思路是：利用压力传感器采集因压力变化产生的电压信号，经过电压放大电路放大，然后再经过模数转换器转换为数字信号，最后把数字信号送入单片机。单片机经过相应的处理后，得出当前所称物品的重量，然后显示出来。主要技术指标为：称量围0～600g，分度值1kg，精度等级III级，电源AC220V。 2.【器件选择】 按照本设计功能的要求，系统由5个部分组成：控制器部分、测量部分、数据显示部分、键盘部分、语音提示部分和电路电源部分，系统设计总体方案框图如图1所示。
数字电子秤 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、人性化用在了电子秤重的控制系统中。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各种控制功能。可以说,此设计所完成的电子秤在很大程度上满足了应用需求。 关键词：AT89S52，称重传感器，A/D转换器，LED显示器 Abstract:With the application of micro-electronics technology, tradition ponderation instrument used in market has been not satisfaction with hunman requirements already. In order to make up for the traditional apparatus shortcoming, we improve the apparatus's control system with intelligence and automation. This system is mainly controlled by microcontroller, the section of height measurement accomplish by supersonic sensor, the section of weight measurement accomplish by weight sensor and A/D transformer, this apparatus have many characteristic such as having more function, consume less energy, small and move easily, low price, measure precisely, the speed is quick, automatic work without people and so on.The system is mainly controlled by the microcontroller AT89S52, the periphery is consist of the circuit of clock and calendar, the circuit of measure height and weight, the circuit of display and print, all of these comprise the circuit board of the intelligent apparatus of height and weight. It can achieve all function of the apparatus. Keywords: AT89S52，ponderation –sensor，A / D converter，LEDDisplay
题目班级学号 多功能数字电子时钟************** ************ ****** 指导时间 ********** 2010 年12月18日瓷学院
电工电子技术课程设计任务书
目录 1、总体方案与原理说明................................... .. (1) 2、单元电路1 ——单片机最小系统 (3) 3、单元电路 2 ——指示灯与数码管显示电 路. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 4、单元电路 3 ——键盘检测电 路 (7) 5、单元电路4 ——A T 2 4 C 0 2 存储电 路 (9) 6、总体电路原理相关说 明 (11) 7、总体电路原理
图 (13) 8、PCB印制电路板图 (14) 9、元件清 单............................................................. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 5 10 、参考文 献 (16) 11、设计心得体 会.............................................................. . . . . . . . . . . . . . . . 1 7 12 、附件： C 源程 序.............................................................. 18
1、总体方案与原理说明 图1:作品总体框图 这是一个具有时间、日期、秒表、闹铃以及断电储存数据功能的多功能数字电子时钟。它主要由以下几部分组成：单片机最小系统；指示灯及数码管显示电路；按键电路；以及AT24C02存储电路。整机的逻辑框图如右图所示： 本时钟的主控芯片是一台AT89S51单片机，AT89S51是一个低功耗，高性能CMOS 啦单片机，片含4k Bytes ISP（In-system programmable）的可反复擦写1000次的Flash只读程序存储器，器件采用ATME公司的高密度、非易失性存储技术制造，兼容标准MCS-51指令系统及80C51引脚结构，芯片集成了通用8 位中央处理器和ISP Flash存储单元，功能强大的微型计算机的AT89S51可为许多嵌入式控制应用系统提供高性价比的解决方案。 AT89S51具有如下特点：40个引脚，4k Bytes Flash片程序存储器，128 bytes 的随机存取数据存储器（RAM，32个外部双向输入/输出（I/O ）口，5个中断优先级2层中断嵌套中断，2个16位可编程定时计数器,2个全双工串行通信口，看门狗（WDT电路，片时钟振荡器。此外，AT89S51设计和配置了振荡频率可为0Hz并可通过软件设置省电模式。空闲模式下，CPU暂停工作，而RAM定时计数器，串行口，外中断系统可继续工作，掉电模式冻结振荡器而保存RAM勺数据，停止芯片其它功能直至外中断激活或硬件复位。同时该芯片还具有PDIP、TQFP 和PLCC等三种封装形式，以适应不同产品的需求。 整个电路由一台单片机和一些外围电路组成。它的计时采用单片机部的定时器，其晶振频率为11.0592MHz其主要功能都是通过C语言编程来实现的。其显示部分用四位
单片机技术及其应用原理课程设计报告 设计题目:电子秤的设计 专业年级:08电子信息工程本科 小组成员: 杨婷(200800802035 华娟(200800802041 王尹怿(200800802048 成绩: 完成时间:20110702 【设计题目】电子称的设计 【设计要求】 (1设计一款电子秤,用LED液晶显示器显示被称物体的质量(2可以设定该秤所称的上限 (3当物体超重时,能自动报警 【设计过程】 1.【方案设计】
在设计系统时,针对各个模块实现的功能来设计电子秤的方案有以下几种: 方案一 结构简图如下图所示: 图1 带有键盘输入的结构简图 此方案设计的电子秤,可以实现称物计价功能,但是局限于数码管的功能,在显示时只能显示单价、购物总额以及简单的货物代码等。在显示重量时,如果数码管没有足够的位数,那么称量物体重量的精度必受到限制,所以此方案需要较多的数码管接入电路中。这样在处理输入输出接口时需要另行扩展足够多的I/O接口供数码管使用,比较麻烦。 方案二前端信号处理时,选用放大、信号转换等措施,尤其在显示方面采用具有字符图文显示功能的LCD显示器。这种方案不仅加强了人机交换的能力,而且满足设计要求,可以显示购物清单、所称量的物体信息等相关内容。 结构简图如下图所示: 图2 LCD显示的方案
目前单片机技术比较成熟,功能也比较强大,被测信号经放大整形后送入单片机,由单 片机对测量信号进行处理并根据相应的数据关系译码显示出被测物体的重量。 单片机控制适合于功能比较简单的控制系统,而且其具有成本低,功耗低,体积小算术运算功能强,技术成熟等优点。但其缺点是外围电路比较复杂,编程复杂。使用这种方案会给系统设计带来一定的难度。 方案三采用现场可编程门阵列(FPGA为控制核心 采用现场可编程门阵列(FPGA为控制核心,利用EDA软件编程,下载烧制实现。系统集成于一片Xilinx公司的SpartanⅡ系列XC2S100E芯片上,体积大大减小、逻辑单元灵活、集成度高以及适用范围广等特点,可实现大规模和超大规模的 集成电路。 采用FPGA测频测量精度高,测量频率范围大,而且编程灵活、调试方便,设计要求的精度较高,所以要求系统的稳定性要好,抗干扰能力要强。 从下图中可以看到系统的基本工作流程和各单元电路所用到的核心器件。其中 控制器采用Xilinx公司可编程器件FPGA为核心,基于ISE软件平台,采用VHDL编程实现数据处理、LED和LCD驱动、时钟芯片的I2C通讯、键盘控制等模块。 结构简图如下图所示: 图2.4 电子称系统的组成结构图
数字电子技术课程设计报告题目：电子秒表的设计 专业： 班级： 姓名： 指导教师： 课程设计任务书 学生班级：学生姓名：学号： 设计名称：电子秒表的设计 起止日期： 指导教师：周珍艮
目录 绪论- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 4 第一章、设计要求 1.1设计任务及目的- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -- - - - - - - - -5 1.2 系统总体框图- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
- - - 5 1.3、设计方案分析- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -6 第二章、电路工作原理及相关调试 2.1 电路工作原理- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 7 2.1相关调试- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -- 11 第三章、实验总结 附录A 电子秒表原理图 附录B 相关波形 元件清单 参考文献 绪论 随着电子技术的发展，电子技术在各个领域的运用也越来越广泛，渗透到人们日常生活的方方面面，掌握必要的电工电子知识已经成为当代大学生特别是理工类大学生必备的素质之一。 电子秒表是日常生活中比较常见的电子产品，秒表的逻辑结构主要由时基电路、分频器、二一五一十进制异步加法记数器、数据选择器和显示译码器等组成。整个秒表需有一个清零/ 启动信号和一个停止/保持信号装置，以便秒表能随意停止及启动，计数器的输出全都为BCD码输出，方便显示译码器连接。本次设计基于简单易行的原则，秒表显示以0.1s为最小单位，最大量程为9.9s，采用七段数码管作为显示部分，以此来达到基本设计要求.我门设计的秒表，是以555定时器为核心，以分频、计数与译码显示模块为主要构成部分的电子秒表的设计方案，充分利用数
电子信息与电气工程系课程设计报告
课程设计任务书
目录 1 摘要： (4) 关键字 2 方案论证及选择： (5) 2．1输入模块 (5) 2．2显示模块 (5) 3 系统硬件及功能： (5) 3．1 单片机控制电路功能及介绍 (5) 3．2 A\D转换 (6) 3．3 3×4键盘 (7) 3．4 LCD显示 (7) 4 设计思路及程序流程图： (8) 5 结果仿真： (9) 6 总结与心得体会： (10) 7 参考文献 (10) 附录
1：摘要 现代社会的发展，对称重技术提出了更高的要求。目前，台式电了秤在商业贸易中的使用已相当普遍，但存在较大的局限性:体积大、成本高、需要工频交流电源供应、携带不便、应用场所受到制约。现有的便携秤为杆秤或以弹簧压缩、拉伸变形来实现计量的弹簧秤，居民用户使用的是国家已经明令淘汰的丰卜秤。多年来，人们一直期待测量准确、携带方便、价格低廉的便携式电子秤投放市场。木文设计了一种便携式电子秤，论述了仪器的工作原理，介绍了仪器的误差来源与误差分配，给出了仪器电路设计与软件流程，探讨了仪器的工程设计技术。针对电容式称重传感器非线性影响大的问题，提出并建立了电容式称重传感器的非线性影响模型与校正模型，为便携式电子秤的低成本准确称量奠定了理论基础。便携式电子秤主要由电源、称重传感器、单片机、键盘/开关、LCD显示器等部分构成。主要技术指标为:称量范围0^- lOkg;分度值O.Olkg; 精度等级m级;电源DC 1.5V。 关键字：电子秤，A T89C51, LCD
2：方案论证及选择： 2．1: 输入模块 方案一：采用独立式按键作为输入模块，其特点：直接用I/O口构成单个按键电路，接口电路配置灵活、软件结构简单，但是当键数较多时，占用I/O口较多； 方案二：采用矩阵式键盘作为输入电路，其特点：电路和软件稍复杂，但相比之下，当键数越多时越节约I/O口。 本设计使用键盘输入价格值，若采用独立按键，对数值进行递增递减需频繁按键，为软件设计增加负担，且操作界面不友好。若采用矩阵式按键，可以方便地输入一个价格值，节约了宝贵的I/O口资源。通过对比，故采用方案二作为系统输入模块。 2．2：显示模块 方案一：用LCD显示，液晶显示屏具有低耗电量，无辐射危险，以及影像不闪烁等优势，可视面积大，画面效果好，分辨率高，抗干扰能力强等特点。 方案二：采用LED数码管并行动态显示，电路简单，同样的功率驱动下，显示亮度不及静态显示，且占用I/O口较多。 综上所述，我们采用方案一使用了1602型号的的LCD进行显示，能显示出更多的重量值以及显示更大的总额从而扩大了称量范围。 3 系统硬件及功能： 3．1单片机控制电路功能及介绍 本设计中单片机控制电路是由AT89C51组成，它是一个低功耗，高性能CMOS 8位单片机，片内含4k Bytes ISP(In-system programmable)的可反复擦写1000次的Flash只读程序存储器，器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术制造，兼容标准MCS-51指令系统及80C51引脚结构，芯片内集成了通用8位中央处理器和ISP Flash存储单元，功能强大的微型计算机的AT89S51可为许多嵌入式控制应用系统提供高性价比的解决方案。 AT89C51具有如下特点：40个引脚，4k Bytes Flash片内程序存储器，128 bytes