南阳理工学院本科生毕业设计（论文）
学院（系）：机电工程系
专业：测控技术与仪器
南阳理工学院本科生毕业设计（论文）
电子体重秤测试系统设计与实现
Design and Implementation of Electronic Weighing Scale System
总计：24 页
表格：3 个
插图：17 幅
南阳理工学院本科毕业设计（论文）
电子体重秤测试系统设计与实现
Design and Implementation of Electronic Weighing Scale Test
System
学院（系）：机电工程系
专业：测控技术与仪器
学生姓名：马凡迪
学号：29107059
指导教师（职称）：任立民（讲师）
评阅教师：何一文
完成日期：2011年5月15日
南阳理工学院
Nanyang Institute of Technology
电子体重秤测试系统设计与实现
测控技术与仪器专业马凡迪
[摘要]分析了电子体重秤的现状，提出了一种简单电子体重秤的设计方案。本
课题设计了以单片机为核心的智能人体电子秤，详述了该系统硬件和软件的设计方法。该系统集称重和显示体重指数于一体，以STC12单片机为主控芯片，选用应变
式传感器，外围附以称重电路、显示电路、按键电路。制作了实物体重秤，实现了
自动称重系统的功能。
[关键词]应变式传感器；STC12单片机；体重指数计算
Design and Implementation of Electronic Weighing Scale System Measurement and Control Technology and Instruments Major MA Fan-di Abstract: The current situation of electronic weighing scale is analyzed in this paper, while one simple electronic weighing scale design plan is put forward. The intelligent human electronic scale is designed with the core of SCM, hardware and software of the system are also elaborated. This system gathers weighing and showing body mass index and is mainly controlled by STC12 single chip, the periphery is consists of strain gauge sensor with weighing circuit, display circuit, buttons circuit. The object weighing scale is made and the function of auto weighing system is achieved.
Key words: strain gauge sensor; stc12 single chip; body mass index
目录
1 绪论 (1)
1.1 课题背景及意义 (1)
1.2 单片机在体重秤上的应用 (1)
2 电子体重秤的设计思路 (2)
2.1 电子体重秤的原理 (2)
2.2 电子体重秤的基本结构 (2)
2.2.1 承重、传力复位系统 (2)
2.2.2 称重传感器 (2)
2.2.3 测量显示、数据显示装置 (3)
2.3 电子秤的计量性能 (3)
3 系统设计方案论证与选型 (3)
3.1 控制器 (4)
3.2 数据采集部分 (4)
3.2.1 传感器的选择 (4)
3.2.2传感器技术指标 (6)
3.2.3 放大电路模块 (6)
3.2.4 A/D转换器的选择 (7)
3.3 显示电路部分 (7)
3.4 STC12C5A60S2的最小系统电路 (8)
3.4.1 单片机芯片STC12管脚图 (9)
3.4.2单片机的基本连接电路 (9)
3.5 键盘电路 (10)
4 电子体重秤实物的设计与制作 (10)
4.1实物的设计 (10)
4.2 实物加工图纸 (11)
4.2.1体重秤垫块 (11)
4.2.2 体重秤踏板 (11)
4.2.3体重秤底座 (12)
5 系统软件设计 (12)
5.1 初始化及主程序模块 (12)
5.2 按键模块 (13)
5.3 显示模块 (13)
5.4 AD转换模块 (14)
6 软硬件的调试 (14)
6.1 软件部分 (14)
6.2 硬件部分 (15)
结束语 (16)
参考文献 (17)
附录 (18)
致谢 (22)
1 绪论
1.1 课题背景及意义
质量是测量领域中的一个重要参数，称重技术自古以来就被人们所重视。公元前，人们为了对货物交换量进行估计，起初采用木材或陶土制作的容器对交换货物进行计量。以后，又采用简单的秤来测定质量。秤是最普遍、最普及的计量设备，电子秤取代机械秤是科学技术发展的必然规律。低成本、高智能化的电子秤无疑具有极其广阔的市场前景[1]。
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，特别是对快速称重和动态称重的研究与应用。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、智慧化；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。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[2]。
1.2 单片机在体重秤上的应用
目前，随着社会的发展、生活水平不断提高，人们越来越关注自己的身体健康。许多人由于工作的压力和不良的饮食习惯，使得身体健康每况愈下，疾病也随之而来，而在这些人群中，患有肥胖和营养不良的病人居多。为方便人们及时了解自己的体重是否超出或低于标准的体重，在许多公共场合都摆放了人体秤，商场、药店、马路旁等随处可见，给那些由于工作紧张没有时间到医院做定期体验的人们带来了方便。人体秤已不再是医院的专用医疗器械，已成为人们生活中不可缺少的一部分。体重健康标准的具体计算方法如下(仅适合中国人群)男性：标准体重=(身高-100)*0.9。女性：标准体重=(身高-105)*0.9。当实际体重大于标准体重的10％为过重，小于标准体重10％为瘦[3]。
普通人体秤测量身高和体重的结果都是直接用眼睛观看指标读取的，由于读数的方法各不相同、读数时光线有明有暗等多种原因，使得读取数据的误差过大。由于人体秤的使用非常普遍，解决这一问题显得尤为重要。近年来，随着科技不断进步，计算机已渗透到各个领域，单片机已逐渐成为科学技术现代化的重要工具，正在不断地走向深入。单片机的应用已深入到人类的生活、生产等各种领域。在此基础上发展起来的由单片机控制的人体称，比普通人体称在耐用性、适用环境、读数的准确度等方面有了很大的提
高。
智慧人体秤经济、实用，适合在广大工薪阶层推广。因此，以单片机为控制核心的人体秤，不但提高了读数的精确度，给人们以直观的效果，将身材标准与否一并显示，与普通人体秤的价格相差无几，逐渐取代传统的人体秤。
2 电子体重秤的设计思路
2.1 电子体重秤的原理
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－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不断扫描键盘和各种功能开关，根据键盘输入内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。运算结果送到内存贮器，需要显示时，CPU发出指令，从内存贮器中读出送到显示器显示，或送打印机打印。一般地信号的放大、滤波、A/D转换以及信号各种运算处理都在仪表中完成。
本设计由以下几部分组成：电阻应变传感器、信号放大器、单片机、按键、LED灯、显示器。
图2-1 设计原理图
2.2 电子体重秤的基本结构
2.2.1 承重、传力复位系统
它是被称物体与转换组件之间的机械、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。
2.2.2 称重传感器
即由非电量（质量或重量）转换成电量的转换组件，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[4]。
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。本次设计采用的是电阻应变式传感器。
2.2.3 测量显示、数据显示装置
即处理称重传感器信号的电子线路（包括放大器、模数转换、电流源或电压源、调节器、补尝组件、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）。这部分习惯上称载荷测量装置或二次仪表。在数字式的测量电路中，通常包括前置放大、滤滤、运算、变换、计数、寄存、控制和驱动显示等环节。
2.3 电子秤的计量性能
电子秤的计量性能涉及的主要技术指针有：量程、分度值、分度数、准确度等级等。
（1）量程：电子衡器的最大称量Max，即电子秤在正常工作情况下，所能称量的最大值。
（2）分度值：电子秤的测量范围被分成若干等份，每份值即为分度值。用e或d 来表示。
（3）分度数：衡器的测量范围被分成若干等份，总份数即为分度数用n表示。电子衡器的最大称量Max可以用总分度数n与分度值d的乘积表示即Max= n ?d （4）准确度等级：国际法制计量组织把电子秤按不同的分度数分成Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四类等级，分别对应不同准确度的电子秤和分度数n的范围，如下表所示：
表2-1 电子秤等级分类
本设计技术指标：测量范围0～100kg；显示精度0.1kg；精度等级Ⅳ级。
3 系统设计方案论证与选型
测量部分是利用称重传感器检测压力信号，得到微弱的电信号（本设计为电压信
号），而后经处理电路（如滤波电路，差动放大电路，）处理后，送A/D转换器，将模拟量转化为数字量输出。控制器部分接受来自A/D转换器输出的数字信号，经过复杂的运算，将数字信号转换为人体的实际重量信号，并将其存储到存储单元中。控制器还可以通过对扩展I/O的控制，对键盘进行扫描，而后通过键盘散转程序，对整个系统进行控制。数据显示部分根据需要实现显示功能[5]。
3.1 控制器
本设计由于要求必须使用单片机作为系统的主控制器,而且以单片机为主控制器的设计，可以容易地将计算机技术和测量控制技术结合在一起，组成新型的只需要改变软件程序就可以更新换代的“智能化测量控制系统”。这种新型的智能仪表在测量过程自动化、测量结果的数据处理以及功能的多样化方面，都取得了巨大的进展。
再则由于系统没有其它高标准的要求，又考虑到本设计中程序部分比较大，根据总体方案设计的分析，设计这样一个简单的的系统，可以选用带EPROM的单片机，由于应用程序不大，应用程序直接存储在片内，不用在外部扩展内存，这样电路也可简化。在这里选用STC12系列单片机。STC12系列与89C52相比由是高速/低功耗/超强抗干扰的新一代单片机，指令代码完全兼容传统8051,但速度快8-12倍。
最后我们最终选择了STC12C5A60S2这个单片机来实现系统功能要求STC12C5A60S2内部带有定时控制逻辑、指令寄存器、译码器、地址指针DPTR及程序计数器PC、堆栈指针SP、RAM地址寄存器、16位地址缓冲器、内部集成MAX810专用复位电路,2路PWM,8路高速10位A/D转换(250K/S),针对电机控制，强干扰场合，能满足本次设计的基本要求[6]。
3.2 数据采集部分
电子秤的数据采集部分主要包括称重传感器、处理电路和A/D转换电路，因此对于这部分的论证主要分三方面。
3.2.1 传感器的选择
在设计中,传感器是一个十分重要的组件,因此对传感器的选择也显的特别的重要,不仅要注意其量程和参数,还有考虑到与其相配置的各种电路的设计的难以程度和设计性价比等等。
传感器量程的选择可依据秤的最大称量值、选用传感器的个数、秤体的自重、可能产生的最大偏载及动载等因素综合评价来确定。一般来说，传感器的量程越接近分配到每个传感器的载荷，其称量的准确度就越高。但在实际使用时，由于加在传感器上的载荷除被称物体外，还存在秤体自重、皮重、偏载及振动冲击等载荷，因此选用传感器量程时，要考虑诸多方面的因素，保证传感器的安全和寿命。传感器量程的计算公式是在充分考虑到影响秤体的各个因素后，经过大量的实验而确定的。其公式如下：
N W W K K K K C /)(m a x 3210+????= （3-1） C —单个传感器的额定量程；W —秤体自重；W max —被称物体净重的最大值；N —秤体所采用支撑点的数量；K 0—保险系数，一般取值在1.2～1.3之间；K 1—冲击系数；K 2—秤体的重心偏移系数；K 3—风压系数。本设计要求称重范围0～100kg ，重量误差不大于0.1kg ，根据传感器量程计算公式（3-1）可知：
0625.1481/1510013.0115.21=+????=）（C （3-2）
为保证电子秤称量结果的准确度，克服传感器在低量程段线性度差的缺点。传感器的量程应根据皮带秤的最大流量来选择。在实际工作中，要求称重传感器的有效量程在20%～80%之间，线性好，精度高。重量误差应控制在±0.1Kg ，又考虑到秤台自重、振动和冲击分量，还要避免超重损坏传感器，根据公式3-1的计算结果，所以我们确定传感器的额定载荷为150Kg ，允许超载为150%，精度为0.05%，最大量程时误差±0.1kg ，可以满足本系统的精度要求。
本系统采用梁式称重型称重传感器,额定载荷为150kg 。传感器电路所采用的是全桥电路,有四个电阻应变片。理想情况下,传感器输出信号、放大器输出信号、AD 转换输出信号、人体体重之间的关系基本成线性。
在电桥测量电路中，将一对变化相反的应变片接入电桥一臂，另一臂接两个相同的阻值作为基准值；当桥臂电阻初始值4321R R R R ===时平衡，其变化值为
4321R R R R ?=?=?=?R ?=时，其桥路输出电压out U 与R ?成正比[7]。
图3-1 称重传感器原理图
3.2.2传感器技术指标
表3-1 传感器参数表
3.2.3 放大电路模块
通常传感器输出的电信号是微弱的,不能够满足后续的转换要求,必须对它进行放大。称重传感器输出电压振幅范围0～20mV，而单片机输入电压要求在0～5V,为了是单片机能更好的采集信号处理，根据本设计传感器实测数据的实际情况增益设为200倍即可，零点和增益的温度漂移和时间漂移极小。
图3-2 放大电路
本设计选用的运放器是OP07，OP07芯片是一种低噪声，非斩波稳零的双极性运算放大器集成电路。由于OP07具有非常低的输入失调电压，所以OP07在很多应用场合不需要额外的调零措施。OP07同时具有输入偏置电流低和开环增益高的特点，这种低失调、高开环增益的特性使得OP07特别适用于高增益的测量设备和放大传感器的微弱信号等方面。
图3-3 OP07管脚图
OP07芯片引脚功能说明：1和8为偏置平衡(调零端)，2为反向输入端，3为正向输入端，4接地，5空脚6为输出，7接电源+
3.2.4 A/D转换器的选择
由于本次设计所选用的单片机自带10位A/D转换模块，能达到设计的精度要求，故电路中不再添加A/D转换器。
3.3 显示电路部分
显示的种类很多，从液晶显示、发光二极管显示到CRT显示器等，都可以与微机连接。其中单片机应用系统最常用的显示是发光二极管数码显示器（简称LED显示器）。液晶显示器简LCD。LED显示器价廉，配置灵活，与单片接口方便，LCD可显示图形，但接口较复杂成本也较高[6]。
LED数码根据LED的接法的不同分为共阴极和共阳极两类，了解LED的这些特性，对编程很是重要，因为不同类型的数码管，除了他们的硬件电路有差异以外，编程的方法也是不同的。在本设计中我们采用的是共阴极数码管其内部结构及管教配置如图所示：
图3-4共阴极数码管及其内部结构
使用LED显示器时，要注意区分两种不同的接法，为了显示数字或字符，必须对数字或字符进行编码。七段数码管加上小数点共计八段。因此为LED提供编码正好是一个字节。实际上要显示各种数字和字符，只需在各段二极管的阴极上加不同的电平，就可以得到不同的代码。这些用来控制LED显示的不同电平代码称为字段码（也称段选码）。根据电路连接图显示16进制数的编码列表如下图所示：
表3-2 共阴极数码管表
3.4 STC12C5A60S2的最小系统电路
根据设计要求与设计思路，此电路由一块STC12C5A60S2、按键输入电路、4位LED 显示器电路、LED灯显示电路组成。
图3-4 硬件电路设计框图
在本系统中用于称量的主要器件是称重传感器（一次变换组件），称重传感器在受到压力或拉力时会产生电信号，受到不同压力或拉力是产生的电信号也随着变化，而且力与电信号的关系一般为线性关系。
由于称重传感器一般的输出范围为0～20mV，对A/D转换或单片机的工作参数来说不能使A/D转换和单片机正常工作，所以需要对输出的信号进行放大。由于传感器输出的为模拟信号，所以需要对其进行A/D转换为数字信号以便单片机接收。单片机根据称重传感器输出的电信号和速度传感器输出的速度信号计算出人体的重量。
在本系统中，硬件电路的构成主要有以下几部分：STC12C5A60S2的最小系统构成、电源电路、数据采集、人-机交换电路等。
3.4.1 单片机芯片STC12管脚图
图3-5 单片机管脚图
3.4.2单片机的基本连接电路
单片机正常工作时，都需要一个时钟电路和一个复位电路来构成单片机的最小系统。时钟电路用于产生单片机工作时所需的时钟信号，其有两种时钟方式：外部时钟和内部时钟。外部始终是使用外部振荡脉冲信号，常用于多片单片机同时工作，以便于同步。本设计只有一片单片机，采用内部时钟方式。引脚XTAL1和XTAL2分别是此放大器的输入端和输出端。这个放大器与回馈组件的片外石英晶体或陶瓷谐振器构成一个自激振荡器。外接晶体以及电容C1和C2构成并联谐振电路，接在放大器的反馈回路中。对外接电容值虽然没有严格的要求，但是电容的大小多少会影响振荡器频率的高低、荡器的稳定性、震的快速性和温度稳定性。外接晶体时，两个电容通常选择30PF左右，外接陶瓷谐振器时，典型值约为47PF.出于对测距精度的考虑，本设计采用11.0592MHZ 的晶体振荡器，c1和c2的电容值约为30PF。
3.5 键盘电路
图3-6 键盘控制电路
在不同的系统中，键盘的数量有很大的差别。但是根据本设计的需要，采用独立式键盘既能满足系统需要，又节省I/O和键盘的数量。
独立式键盘的各个按键之间彼此是独立的，每一个按键均连接单片机的一根I/O口。独立式键盘的硬件接口电路简单，软件设计也比较方便，但由于每个按键均需要单片机的一根I/O口，因此，独立式键盘值适合于按键较少的场合。独立式按键是直接用I/O 口线构成的单个按键电路，其特点是每个按键单独占用一根I/O口线，每个按键的工作不会影响其它I/O口线的状态。
独立式按键电路配置灵活，软件结构简单，但每个按键必须占用一根I/O口线，因此，在按键较多时，I/O口线浪费较大，不宜采用。
4 电子体重秤实物的设计与制作
4.1实物的设计
（1）选取厚度合适的材料按照设计尺寸进行切割，由于踏板底座设计需要尺寸过大无法再铣床上装夹，在尺寸切割后手工去除毛刺和锐边。
（2）为了保证孔的方便加工和减少误差，孔的设计位置在一条直线上。
（3）粗糙度确定：垫块的加工精度位 3.2μm，电子称踏板与底座由于设计尺寸过大原材料在铣床上无法进行装夹，在切割机上进行需要的尺寸切割后只做消除毛刺、去锐边的的粗加工处理[8]。
（4）各部位尺寸：根据各定位装置、固定装置、调节装置的设计，其具体尺寸见图4-1、4-2、4-3
4.2 实物加工图纸
4.2.1体重秤垫块
图4-1 体重秤垫块4.2.2 体重秤踏板
图4-2 体重秤踏板
4.2.3体重秤底座
图4-3 体重秤底座
5 系统软件设计
5.1 初始化及主程序模块
主程序主要是完成对各个子程序的调用以及体重的显示，流程图如下：
图5-1 主程序流程图
5.2 按键模块
身体指数计算的过程中用到按键程序，流程图如下：
图5-2 按键程序流程图
5.3 显示模块
本次设计采用的是动态显示，使用P0口作位选，P2口作段选，并在P2口接1K的上拉电阻以驱动数码管显示。显示时个、十、百、千四位依次显示，每一位显示时维持2毫秒。
图5-3 显示程序流程图
5.4 AD转换模块
STC12系列单片自带AD转换模块，放大器输出的电压信号要进行AD转换，流程图如下：
图5-3 AD转换流程图
6 软硬件的调试
6.1 软件部分
图6-1 PROTUS仿真图
由于PROTUS中没有STC12系列单片机，仿真时由89系列外加8位AD转换模块代替。
6.2 硬件部分
程序仿真运行后把电路和传感器进行连接并开始进行测试，当人站到体重秤踏板时，LED会自动显示人的体重。上电开始工作时，电源指示灯灯亮，LED显示示数为零。当被测人站上踏板，被测人体重会直接显示在LED显示上，其读数为65.5kg，体重精确到0.1kg。
图6-2 实物调试图
一、综述本课题国内外研究动态，说明选题的依据和意义 1.前言 在我们生活中经常都需要测量物体的重量,于是就用到称重器,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,电子称重器向提高精度和降低成本方向发展的趋势对低成本, 高性能模拟信号处理器件需求的增加,通过近年来电子称产品的发展情况及国内外市场的需求,电子称总的发展趋势是小型化,模块化, 集成化,智能化。 2.国内研究动态 目前，电子称重器在商业销售中的使用已相当普遍[1]。国内从20世纪60年代中期开始研制和生产电子秤,初期为模拟式,20世纪80年代中后期发展成数字式,20世纪90年代末至21世纪初已研制开发出微机式产品。[2]近几年，我国的电子称重系统从最初的机电组合型发展到现在的全电子型和数字智能型，电子称重技术逐渐从静态称重到动态称重发展，从模拟测量到数字测量发展，从单参数测量到多参数测量发展[4]。总体来说,目前国内电子称重器的发展水平相当于发达国家20世纪90年代的水平，少数产品的技术已处于国际领先水平[5]。杨东海也在期刊《水利电力机械》中写到，电子秤现在已被社会所公认,它能完成一般机械秤所不能实现的计量问题，所以电子称的研究与开发越来越得到社会的重视[6]。目前，虽然我国在电子秤测量精度上，与外国产品一般相差1个数量级，但我国在电子秤研究方面也取得了很大成就。在《第九届称重技术研讨会》中，张书芳提出的门座式起重机动态电子秤，主要应用于大型动态称重系统中[7]。罗及红在《计算机测量与控制》一书中发表了以DSP处理器TMS320LF2407为信息处理核心的高精度电子秤的设计，电子秤的各项性能均优于国家标准《非自动秤通用检定规程JJG555-1996》规定的三级秤指标[8]。另外，国际电子秤产品已网络化，我国基本上处在起步阶段,如上海三积电子有限公司的唐令弟发表的《网络一体化的智能电子秤》一书中，说明了其设计，并申请了专利[9]。杨柯编写的《智能网络电子计价秤》也获得了专利，说明我得电子秤的网络化也在慢慢
设计报告 实验名称：电子称设计 院（系）：专业： 姓名：学号： 实验室：实验组别： 同组人员：实验时间：2016年12月02
评定成绩：审阅教师： 目录 1 设计要求··3 2 设计原理··3 3 系统框图··3 4 具体设计··4 4.1 称重传感器··4 4.2 放大电路和量程切换··5 4.3 A/D转换··7 4.4 显示器··8 5 实验小结··9
1设计要求 试设计10μg~10kg电子称，数字显示，精度为0.1%。 2设计原理 数字电子称通过传感器将被测物体的重量转换成模拟的电压信号，较小的电压信号通过应用放大系统进行准确、线性的放大，以满足模数转换器对输入信号电平的要求。 放大电路采用三运放数据放大器。仪表用放大器具备足够大的放大倍数、高输入电阻和高共模抑制比的特点。放大后的模拟电压信号经过模数转换电路变成数字量，模数转换电路采用模数转换芯片CC7107实现。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，显示电路采用四块分立的七段LED显示电路进行显示。本设计中通过改变放大电路的增益，从而达到转换量程的目的。由于被测物体的重量相差较大，根据不同的测重范围要求，需对量程进行切换。 3系统框图
图1 电子称设计框图 （1）利用由电阻应变式传感器组成的测量电路测出物体的重量信号； （2）由放大器电路把传感器输出的微弱电压信号进行一定倍数的放大，放大后的电压信号送到模数转换电路中； （3）由模数转换电路把接收到的模拟信号转换成数字信号，传送到显示电路； （4）由显示电路显示数据。 4具体设计 4.1称重传感器 4.1.1 设计原理 图2 电阻应变式桥式测量电路
1233随着时代科技的迅猛发展，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，人们生活水品也更进一步的有所提高。智能化的电子产品自然也得到了越来越多人的喜爱，而多功能电子秤具有结构体积小、测量的精度较高、拥有广泛的应用范围、机械操作起来简便易懂等优点，基本取代了以杠杆平衡为原理的传统机械式称量器具。 本设计介绍了该系统实现方法，通过LCD显示器显示所测重量以及当前选择的功能。该课题的设计主要由STC89C52单片机、重量测量模块、A/D转换模块ADC0808、单片机的外围接口电路：4*4矩阵扫描按键以及LCD1602液晶屏幕显示五部分组成。本系统比传统测量更具有准确性和直观性，具有一定的实际推广性。 关键字：压力传感器；STC89C52单片机；ADC0808；LCD1602
第一章绪论 1.1课题目地与意义 1.2国内外多功能电子秤的发展与现状 1.3主要工作及设计思路 第二章硬件设计 2.1工作原理 2.2系统总体设计方案 2.3控制器部分 2.4数据采集部分 2.5键盘处理部分 2.6显示电路部分 2.7报警部分 第三章具体电路设计 3.1AT89C52的最小系统电路 3.2数据采集部分电路设计 3.3显示电路与AT89C52单片机接口电路设计 3.4键盘电路与AT89C52单片机接口电路设计 3.5报警电路的设计 第四章软件设计 4.1主程序设计
4.2子程序设计 4.21A/D转换设计及数据读取程序设计 4.22显示子程序设计 4.23键盘输入控制程序的设计 4.24报警子程序的设计 第五章仿真调试 5．1软件试用 5．2仿真调试 第六章总结 1绪论
【关键字】毕业设计 毕业设计电子秤 篇一：毕业论文--基于单片机的电子秤设计 基于单片机的电子秤设计 摘要:本设计以51系列单片机STC89C52RC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，分步的设计各个单元功能模块，系统的硬件部分可以分为最小系统、数据采集、人机交互界面(键盘以及显示)和系统电源四大部分。最小系统部分为STC89C52RC系统；数据采集部分由压力传感器、信号的前级处理和A/D转换部分组成，包括运算放大器OP07和A/D转换器ADC0809；人机交互界面为键盘输入和数码管显示，主要使用5X5键盘、CH423数码管控制芯片及13位数码管显示，可以方便的输入数据并直观的显示重量、单价和总价。系统电源是以LM7805、LM7812为核心设计电路以提供系统正常工作电源。软件部分应用单片机C51语言进行编程，实现了该设计的基本控制功能。该电子秤可以实现基本的称重功能（称重范围为0～10Kg，重量误差不大于±0.02Kg）,重量、单价、总价的计量可以精确到两位小数，键盘设置有数字键（‘0’～‘9’、‘.’）、储存键、单价1～单价8调用单价键、清除键、去皮键等；发挥部分有8种不同物品的单价记忆功能、99种消费商品价格累计功能、；待发挥部分为讲电子秤与打印机连接，能打印消费记录（小票），超量程和欠量程的报警功能。本系统结构简单，使用方便，功能齐全，精度高，具有一定的开发价值。 关键词：单片机采样电路A/D转换器CH423数码管驱动芯片数码管显示工作电源the design of electronic scales based on Single-chip Microcomputer ABSTRACT :The design for the control of 51 computers STC89C52RC the core, to achieve the basic control functions of electronic scales. In designing the system, in order to better modular design, the design of each unit step function modules, the system can be divided into the minimum hardware system, data acquisition, man-machine interface (keypad and display) and the system power 4 most. Minimum system partly STC89C52RC system; data collection in part by the pressure sensor, signal processing and the first class A / D conversion components, including the operational amplifier OP07 and the A / D converter ADC0809; man-machine interface for the keyboard and digital display The main use of 5X5 keypad, CH423 digital control chip and 13 digital display, can easily enter data and visual display weight, unit price and total price. System power is based on LM7805, LM7812 as the core design of the circuit to provide normal power supply system. Software part of the application MCU C51 language programming, the design of the basic control functions. The electronic weighing scales can realize the basic functions (weighing range of 0 ~ 10Kg, the weight of the error is not greater than ± 0.02Kg), weight, unit price, total measurement is accurate to two decimal places, the keyboard settings are the number keys ( '0 '~ '9','.'), storage key, Unit 1 to Unit 8 Unit call key, clear key, peeled keys, etc.; play a part in 8
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0-40Kg，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0-40kg，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，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，再液晶屏上显示出来。 矩阵键盘主要用于计算金额。当被测物体重量得到后，用户可以通过矩阵键盘输入单价，电子秤自动计算总金额并在液晶屏显示。电源系统给单片机、HX711电路及传感器供电。 2、称重传感器 传感器是测量机构最重要的部件。称重传感器本身具有单调性，其主要参数指标是灵敏度、总误差和温度漂移。 (1) 灵敏度 称重传感器的电灵敏度为满负荷输出电压与激励电压的比值，典型值是
电子体重秤测试系统设计与实现 [ 摘要] 分析了电子体重秤的现状，提出了一种简单电子体重秤的设计方案。本课题设计了以单片机为核心的智能人体电子秤，详述了该系统硬件和软件的设计方法。该系统集称重和显示体重指数于一体，以STC12 单片机为主控芯片，选用应变式传感器，外围附以称重电路、显示电路、按键电路。制作了实物体重秤，实现了自动称重系统的功能。 [关键词] 应变式传感器；STC12 单片机；体重指数计算 Design and Implementation of Electronic Weighing Scale System Abstract: The current situation of electronic weighing scale is analyzed in this paper, while one simple electronic weighing scale design plan is put forward. The intelligent human electronic scale is designed with the core of SCM, hardware and software of the system are also elaborated. This system gathers weighing and showing body mass index and is mainly controlled by STC12 single chip, the periphery is consists of strain gauge sensor with weighing circuit, display circuit, buttons circuit. The object weighing scale is made and the function of auto weighing system is achieved. Key words: strain gauge sensor; stc12 single chip; body mass index 目录 1绪论 (1)
电子秤的分析与研究毕业论文 目录 摘要 (1) 第一章绪论 (2) 1.1引言： (2) 1.2 选题背景与意义 (2) 1.3 研究现状 (3) 1.3.1 影响因素 (3) 1.3.2 产品质量 (3) 1.3.3 发展方向............................. 错误!未定义书签。 1.3.4 电子秤的智能化 (4) 1.4 本文的结构 (4) 第二章系统方案的设计 (4) 2.1 电子秤的设计要求 (4) 2.1.1 基本要求 (4) 2.1.2 特色与创新 (5) 2.2 设计原理及设计基本思路： (5) 2.2.1系统的原理： (5) 2.2.2 系统的基本设计思路： (5) 2.3 系统总体设计方案比较与论证 (5) 2.4单片机的选型： (8) 2.5输入输出设备指派: (9) 2.5.1 键盘输入 (9) 2.5.2 输出显示 (9) 2.6系统电源 (10) 第三章系统硬件设计 (13) 3.1 基于AT89S52的主控电路 (13) 3.1.1芯片介绍 (13) 3.1.2 主控电路 (18) 3.2 基于ICL7135的前端信号处理电路 (18) 3.2.1 芯片介绍 (18) 3.2.2 信号处理电路 (22) 3.3 人机交互界面 (25) 3.3.1 键盘控制电路 (25) 3.3.2 液晶显示电路 (27) 3.4 系统电源 (30) 3.4.1 芯片介绍 (30) 3.4.2 电源电路 (31) 3.5 报警电路 (32) 第四章软件流程 (33) 4.1 主程序流程图 (33) 4.2 主要中断程序流程图 (34) 参考文献 (36) 附录1：原理图 (36)
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
传感器文献综述 设计题目：传感器的前程与挑战姓名： 班级：测控111班 指导老师：汪斌/谢东福/陈如清日期：2014.10.8~ 10.17
目录 第一章课程设计任务书 (1) 1.1设计题目：电子秤硬件电路设计 (1) 1.2设计目的 (1) 1.3设计任务及主要技术指标 (1) 1.3.1课程设计的任务 (1) 第二章总体方案设计 (2) 2.1 电子秤工作原理 (2) 2.2 基于AT89C51单片机的主控电路 (3) 2.2.1 单片机硬件接口 (3) 2.3 电阻应变式传感器 (4) 2.4 前级放大器部分 (5) 2.5 A/D转换器 (8) 2.6 显示模块 (8) 2.7 键盘输入 (9) 第三章硬件设计 (10) 3.1 显示模块 (10) 3.2 测量电路 (10) 3.3 模数转换电路 (11) 3.4 键盘及报警模块 (12) 第四章软件设计 (13) 4.1 程序运行框图 (13) 4.2 ADC0832采样子程序 (14) 4.3 显示子程序设计 (14) 4.4 键盘控制子程序设计 (15) 4.5 报警子程序 (16) 第五章仿真结果 (17) 5.1 电子秤硬件电路仿真图 (17) 5.2 仿真结果 (17) 第六章结束语 (19) 参考文献 (19) 附录1 c程序源代码 (20)
第一章课程设计任务书 1.1设计题目：电子秤硬件电路设计 1.2设计目的 称重技术自古以来就被人们所重视，作为一种计量手段，广泛应用于各个领域，但是随着微电子技术的应用，传统的机械称重工具已经满足不了人们的要求。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，所以电子称替代机械称是发展的趋势。 1.3设计任务及主要技术指标 1.3.1课程设计的任务 设计任务要求： 电子秤硬件电路设计并用Proteus软件进行仿真调试。 设计硬件电路要求： 1、根据电路的要求选择电阻应变式传感器 2、可液晶显示所称物体重量、设置商品单价（元/Kg）及商品总价输出； 3、电子秤称重范围：0～9.999㎏；重量误差不大于 0.005㎏； 4、性能稳定、计数要精确，具有校准旋钮，简化电子称的校准操作； 5、具有溢出声光报警，提示用户纠正操作功能。
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
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,
题目：电子秤控制系统的硬件设计
摘要 该设计以51系列单片机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，分步的设计各个单元功能模块，系统的硬件部分可以分为最小系统、数据采集、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；数据采集部分由压力传感器、信号的前级处理和A/D转换部分组成，包括运算放大器AD620和A/D转换器ICL7135；人机交互界面为键盘输入和点阵式液晶显示，主要使用ZLG7289键盘控制芯片和OCM4x8C显示器，可以方便的输入数据和直观的显示中文。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。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。整个系统结构简单，使用方便，功能齐全，精度高，具有一定的开发价值。 关键词：单片机；采样电路；A/D转换器；液晶显示
ABSTRACT The design is based on the microcontroller AT89S52 system as the core to carry out the basic control function of the electronics steelyard. While designing the system, I adopt the mold piece method to divide the hardware of the system into four parts: the minimum system, sampling circuit, I/O interface and the system power supply. The minimum system mainly includes the AT89S52 and the expanded exterior data memory. Sampling circuit is comprised of a pressure sensor, a differential measuring amplifier AD620 and a A/D converter ICL7135. With the usage of ZLG7289 keyboard control chip and OCM4*8C display, we complete the function of the key board input and the LCD manifestation. The power supply system selects the LM317 and LM337 to design the electric circuit to provide the needed power supply. The software part applies a machine C language to carry out all control function. The electronic steelyard can weigh the scope as 0～9.999Kgs, and the weigh error margin is no bigger than ±0.005Kgs. It also has many other functions, such as displaying the shopping detailed list, setting the date and ten kinds of unit prices of merchandise and overweighing alarm. The whole system is simple, well-found, convenient to use and has high accuracy and certain development value. Key words：microcontroller; sampling circuit; A/D converter; LCD Manifestation 目录
毕业设计(论文)题目：电子秤的设计 系别自控系班级 学生姓名学号指导教师职称 毕业设计(论文)进行地点： 任务下达时间： 2010年 3月 10 日 起止日期：2010年4月29日起——至2010年6月27日止教研室主任 2010年3月 10 日批准
1.设计（论文）的原始资料及依据； 单片机应用、显示电路、RS-232串行通信以及传感器基础等图书资料。 2.设计（论文）主要内容及要求； （1）能够实现人数的实时监控 （2）采用12864显示模块 （3）采用RS-232实现串行通信 3.对设计说明书、论文撰写内容、格式、字数的要求； 按沈阳工程学院毕业设计论文格式要求打印 4.对外文翻译的题材、字数、出版期限等的要求：要求翻译一篇与本专业或本课题有关的外文文献，不少于3000汉字。) 5.课题完成后应提交成果的种类、数量、质量等方面的要求； 应提供开题报告1份，毕业设计论文1份，符合设计要求。 6.时间进度安排； 顺序阶段日期计划完成内容备注 1 4.12～4.18 查阅收集资料，整理分析 2 4.19～4.25 引言及方案论证部分 3 4.26～5.02 传感器电路设计 4 5.03～5.09 接收电路设计 5 5.10～5.1 6 控制电路设计 6 5.17～5.23 控制电路设计 7 5.24～5.30 显示电路设计 8 5.31～6.6 显示电路设计 9 6.07～6.13 完成论文 10 6.14～6.20 完成论文 11 6.21～6.27 答辩准备及答辩
电子秤的设计 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很大程度上满足了应用需求。 关键词SP20C-G501，AT89S52，称重传感器，A/D转换器，LCD显示器
电子秤设计报告-CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN
设计报告 实验名称：电子称设计 院（系）：专业： 姓名：学号： 实验室：实验组别： 同组人员：实验时间：2016年12月02日
评定成绩：审阅教师： 目录 1 设计要求 (3) 2 设计原理 (3) 3 系统框图 (3) 4 具体设计 (4) 称重传感 器 (4) 放大电路和量程切 换 (5) A/D转 换 (7) 显示器 (8)
5 实验小结 (9) 1设计要求 试设计10μg~10kg电子称，数字显示，精度为%。 2设计原理 数字电子称通过传感器将被测物体的重量转换成模拟的电压信号，较小的电压信号通过应用放大系统进行准确、线性的放大，以满足模数转换器对输入信号电平的要求。放大电路采用三运放数据放大器。仪表用放大器具备足够大的放大倍数、高输入电阻和高共模抑制比的特点。放大后的模拟电压信号经过模数转换电路变成数字量，模数转换电路采用模数转换芯片CC7107实现。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，显示电路采用四块分立的七段LED显示电路进行显示。本设计中通过改变放大电路的增益，从而达到转换量程的目的。由于被测物体的重量相差较大，根据不同的测重范围要求，需对量程进行切换。 3系统框图 图1 电子称设计框图 （1）利用由电阻应变式传感器组成的测量电路测出物体的重量信号； （2）由放大器电路把传感器输出的微弱电压信号进行一定倍数的放大，放大后的电压信号送到模数转换电路中； （3）由模数转换电路把接收到的模拟信号转换成数字信号，传送到显示电路； （4）由显示电路显示数据。 4具体设计 4.1称重传感器 设计原理
摘要 毕业设计论文 电子秤的设计 摘要 在日常生活中，经常需要测量物体的质量，测量的准确性从而显得很重要。称重技术的改革影响着人民的生活，随着计量技术和电子技术的发展，以前常用的纯机械结构的杆秤、台秤等存在不精确、速度慢、不能计价易作弊等问题，已逐步被电子产品替代。本次电子秤设计将运用单片机来完成，具有小型化、智能化、准确度高等特点。 本设计以51系列单片机AT89S52为控制核心，实现电子秤的基本功能，即准确采集物体的质量，直观显示重量、单价及总价，并可对不同物品的重量、单价进行调整，此外系统还具有超量程报警功能。显示部分采用的是1602液晶显示器，运用独立式键盘实现重量、单价的调整和切换显示功能。软件设计以C语言作为编程语言，采用模块化编程思想，在Keil uVision开发环境下编写应用程序，结合硬件电路做整体调试，最终实现了所设计功能。整个系统结构简单、使用方便、功能齐全、精度高，具有一定的实用价值。 关键词：电子秤；单片机；独立键
ABSTRACT
目录 第1章绪论 (1) 1.1 选题背景与意义 (1) 1.2 电子秤的研究现状及发展趋势 (1) 1.3 本设计的主要工作 (2) 第2章系统方案设计 (3) 2.1电子秤的设计要求 (3) 2.2 系统工作原理 (3) 2.3 系统方案选择 (3) 2.4 各功能模块的分析与选型 (5) 2.4.1 单片机的选择 (5) 2.4.2 按键的选择 (6) 2.4.3 输出模块的选择 (8) 2.4.4报警模块的选择 (8) 2.5 编程语言及开发工具选择 (8) 2.5.1 编程语言的选择 (8) 2.5.2 开发环境的选择 (9) 2.6 本章小结 (9) 第3章系统软件设计 (10) 3.1 AT89S52的介绍 (10) 3.2 主程序设计 (13) 3.2.1 函数声名以及变量定义 (13)
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 授课：XXX
电子秤的设计报告 一、设计要求 基于电子秤的现状，本项目拟研究一种用单片机控制的高精度智能电子秤设计方案。这种高精度智能电子秤体积小、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。主要功能有去皮、计价、总计、单价设定、总量、单键、总计显示等。 基本要求： ①实时显示称重物体的重量，量程20kg ②分度值为5 ③超限报警 ④去皮功能 二、设计目的 1、能根据电子秤的用途，选择合适的显示器，并进行接口设计 2、能根据任务要求，选择合适的称重传感器 3、能根据电子秤的技术要求，选择合适的A/D转换器 4、能根据电子秤的功能要求，进行程序设计与调试 三、设计的具体实现 1、系统概述 1.1系统结构及工作原理 电子秤的基本结构：电子秤是利用物体的重力来确定物体质量的测量仪器，也可以来确定与质量有关的其他量的大小、参数或特性。不管根据
什么原理之称的电子秤，均由承重和传力复位系统、称重传感器和测量显示装置三部分组成。 ①承重和传力复位系统：它是被称物体与转换元件之间的机械、穿礼服为，又被称为电子秤的秤体，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震机构等。 ②称重传感器：即把非电量转换成电量的转换元件，它是把支撑力变换成电或其他形式的适合于计量求值的信号所用的一种辅助手段。有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；稳定可靠等基本要求。 ③测量显示装置:即处理称重传感器信号的电子线路和指示部件，习惯上称它为载荷测量装置或二次仪表。在数字式的测量电路中，通常包括前置放大、滤波、运算、变换、计数、寄存、控制和驱动显示等环节。 电子秤的工作原理：当被称物体放在平台上时，其重量便通过秤体传递到称重传感器，传感器随之产生力——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的电信号。此信号由放大电路进行放大、滤波后再由A/D器进行转换，数字信号在送到微处理器的CPU处理。CPU不断扫描键盘和各种功能开关，根据键盘输入的内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。运算结果送到内存储器，需要显示时，CPU发出指令，从内存储器中读出数据送到显示器进行显示。电子测量系统的结构如图1所示。 图1 电子秤测量系统的结构图
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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，易于实现重量显示数字化，易于与计算机联网，实现生产过程自动化，提高劳动生产率。例如标签秤在超市中的应用已经是耳闻目睹的了。一张小小的标签包含着：品名、价格、重量等，一一列表在这小小的电子标签上。标签机的使用大大加快了销售速度，也方便了顾客。顶尖条码标签称有着许多卓越的特点，以太网功能使管理更加方便。因此，称重技术的研究和衡器工业的发展各国都非常重视。50年代中期电子技术的渗入推动了衡器制造业的发展。60年代初期出现机电结合式电子衡器以来，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。经过40多年的不断改进与完善，衡器技术也在不断进步和提高。从世界水平看，衡器技术已经经历了四个阶段，从传统的全部由机械元器件组成的机械称到用电子线路代替部分机械元器件的机电结合秤，再从集成电路式到目前的单片机系统设计的电子计价秤。我国电子衡器从最初的机电结合型发展到现在的全电子型和数字智能型。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。