本文介绍了一种基于单片机AT89C52的电子秤设计方法。系统使用应变式压力传感器采集压力信号，用仪表放大器AD524放大信号，用A/D转换芯片ADC0809将模拟信号转化为数字信号，由单片机对信号进行处理。重量，单价，总价由LED显示，单价通过键盘输入。
关键词：电子秤；单片机；应变式压力传感器
摘要I
目录Ⅱ
前言 (1)
一概述 (1)
二工作原理 (1)
（一）应变式压力传感器 (1)
（二）仪表放大器 (4)
（三）A/D转换 (5)
（四）单片机与键盘，显示 (7)
（五）电源电路 (8)
（六）程序 (9)
三实验中遇到的问题 (11)
(一) 传感器部分 (11)
（二）放大器部分 (13)
(三) A/D转换部分 (15)
（四）精度，量程及误差 (16)
参考文献 (16)
附录 (17)
致谢 (23)
前言
随着经济的发展，出售商品的增多，需要称量物品的设备也随之更新换代。多功能电子秤是现代生活中应运而生的一种精确，智能，明了，方便，可靠的称量仪器。它克服了传统杆秤，台秤，不精确，速度慢，不能计价，容易作弊的特点。电子秤在商业领域应用越来越多。本文介绍一种多功能电子秤的设计和制作方法。该电子秤具有输入单价，显示单价，重量，总价的功能。
一概述
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
⒉放大电路采用仪表放大器，用以将小的模拟信号放大。
⒊A/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。
下面将详细介绍各个组成部分工作原理。
二工作原理
（一）应变式压力传感器
导体或半导体在受到外界力作用时，产生机械形变，机械形变导致其阻值变化，这种
因形变而使其阻值发生变化的现象称为“应变效应”。导体或半导体的电阻
L
R
A
ρ
=，
当导体或半导体在受外力作用时，这三者都会发生变化，所以会引起电阻的变化。
用于测量应变变化而引起的电阻变化的电桥通常有直流电桥和交流电桥，本设计采用的传感器是直流电桥式，外部结构如图2所示。
图2 应变式传感器外部结构
其内部电路结构如图3所示。其中，R1,R2,R3,R4均为应变式电阻。
图3 应变式传感器内部电路结构
当R →∞时，电桥的输出电压应为 R1R3Uo=E R1+R2R3+R4??
- ???
当电桥平衡时,Uo=0,由上式可得
13
24
R R R R =，这是电桥平衡的条件。平衡电桥就是桥路中相邻两臂阻值之比相等，桥路相邻两臂阻值之比相等方可使流过负载电阻的电流为0。如果在实际测量中，使第一桥臂R1由应变片来代替，由于放大器的输入阻抗可以比输出阻抗高的多，所以此时视电桥为开路。当受应变时，若应变片电阻变化为ΔR1，其它桥臂固定不变，则电桥输出电压为
41
113143112411234(112)(34)(1)(1)113R R R R R R R R R Uo E E E R R R R R R R R R R R R R R R R ??? ?+??????=-== ??+?+++?++??+++ 设桥臂比21R n R =
，由于ΔR1 R1，分母中11
R R ?可以忽略，并考虑到起始平衡条件13
24R R R R =
可得 1'211n
R U E
o
R n ?≈+，电桥电压灵敏度定义为： '12(1)1
U n o S E
V R n R ==?+。 由上式可以发现： ⑴电桥电压灵敏度正比于电桥供电电压，供桥电压越大，电桥灵敏度越高; ⑵电桥电压灵敏度是桥臂电阻比值n 的函数，因此必须恰当选择桥臂比n 的值，保证电桥具有较高的灵敏度。
在上面的分析中，是假定应变片的参数变化很小，而且可以忽略掉 1
1
R R ?，这是一种理想情况。在实际中，11R R ? 是不可忽略的。此时的输出电压U o 与1
1
R R ?的关系是非线性的。
减小或消除非线性误差的方法有如下几种：⑴提高桥臂比：2
1
R n R =
但从电压灵敏度1
S E V n
=来考虑，电桥电压灵敏度将降低，这是一对矛盾。因此，为了达到既减小非线性误差，又不降低其灵敏度，必须适当提高供桥电压。⑵采用差动电桥：若使一个应变片受压，一个受拉，则可完全消除非线性误差，且电压灵敏度比使用一只应变片提高了一倍。如果两个应变片受拉，另外两个受压，构成全桥差动电路。若满足ΔR1=ΔR2=ΔR3=ΔR4则电压灵敏度比使用单个应变片提高了四倍。
对于现成的传感器，我们无法改变电桥的桥臂比，只能适当提高供桥电压。本系统采用的传感器就是全桥差动电路，四个桥臂的电阻均为1K ?，具有较好的灵敏度和线性特征。
当载荷W 作用时，R2,R3受拉，电阻变大，R1,R4受压，电阻变小。电桥失去平衡，产生ΔU 电压输出，且ΔU 与W 成正比即ΔU=E
R
R
? =K E s ε，对于该双弯曲梁的应变为 322
a W d Fbh δε??
-- ?
??=
d 梁端到梁中心的距离；
δ 梁端到应变片的距离； h 梁厚度； b 梁宽度；
F 材料的弹性模数； a 应变片的基长。
3a W d δ??-- ?
那么双联孔传感器的输出为
传感器灵敏度为 。
（二）仪表放大器
压力传感器输出的信号很小，不能直接进行A/D 转换，必须进行放大。然而对于多数的传感器其等效电阻不是常量，它们随所测物理量的变化而变。
这样对于放大器而言，当信号源内阻为R s
时，根据电压放大倍数的表达式
.
.A A R
i us u
R R s i
=
+
可知放大器的放大能力将随信号大小而变，为了保证放大器对不同幅值的信号具有稳定的放大倍数，就必须使得放大器的输入电阻i s R R ，i R 越大因信号源内阻变化而引起的放大误差就越小。这就是本电子秤系统采用仪表放大器的原因。
仪表放大器的原理图如图4所示
图4 仪表放大器的原理图
322a W d U S K S
U Fbh δ??-- ?
???=
=
在图4所示的电路中，U A =1U i ，U
B
=2
U i ，因而有
2()
1212
212
R
U U U U i i O O R R -=-+ 即
21(1)()12122
R
U U U U o o i i R
-=+
- 所以输出电压为
21()(1)()12122
R
R R f f U U U U U o o o i i R R R
=--=-+
- 当12
U U i i =时，由于U
U
A
B
=，2R 中电流为零，12U
U
o o =输出电压0U o
=。
可见，电路放大差模信号，抑制共模信号。差模放大倍数越大，共模抑制比越高。 由上可知，仪表放大器是一种闭环增益组件, 它具有一对差分输入和一个单端输出。它与运算放大器相比不同点是,运算放大器的闭环增益是由其反相输入端与输出端之间连接的外部电阻决定, 而仪表放大器则是由与输入隔离的内部反馈电阻决定。
（三）A/D 转换
A/D 转换技术有如下几种：计数器式，逐次逼近式，双积分式和并行式。本系统采用的ADC0809属于逐次逼近式，如图5所示。
图5 逐次逼近式A/D
如图所示的逐次逼近式ADC 采用寄存器控制DAC 。转换前，寄存器各位清除为零。转换时，寄存器先由最高位置1，DAC 输出值与被测的模拟值进行比较：如果“低于”，该位的1被保留；如果“高于”该位的1被清除。然后下一位再置1
，再比较，决定去留，
直至最低位完成同一过程。寄存器从最高位到最低位试探完的最终值就是A/D转换的结果。ADC0809内部结构如图6所示，引脚图如图7所示。
图6 ADC0809内部结构图7 ADC0809引脚图
IN0~IN7是八个模拟电压输入端，ADDA,ADDB,ADDC是3个地址输入线，而ALE 是地址锁存允许信号，上升沿用于锁存3个地址输入状态，然后由译码器选中一个模拟输入端进行A/D转换。
ADC0809工作时序如图8所示，模拟通道的选择如图9所示。
图8 ADC0809工作时序图9 模拟通道的选择转换过程由START启动，信号上升沿将内部逐次逼近寄存器复位，下降沿启动A/D 转换。转换完成有结束信号EOC指示。该信号平时为高电平。START信号上升沿之后2 s
加8个时钟周期之内变为低电平。转换结束EOC 又变为高电平。
VREF （＋），VREF （－）为参考电压输入。从输入模拟量in V 转化成数字输出量N 的公式为8()/()2(-)
()
(-)
N V V
V
V
in
REF REF REF =--?+
（四）单片机与键盘，显示
本系统采用了AT89C52单片机，4?4矩阵式键盘，4位LED 数码显示，其接法如 图10所示
图10 单片机与键盘LED 的接法
图11是键盘与单片机P1口P3口的连接方法，其中P1.0~P1.3接键盘的行，P3.2~P3.5接键盘的列。
图11 键盘与单片机P1口，P3口的连接方法
从按一个键到键的功能被执行应包含两项工作：一是键的识别，即在键盘中找到被按的是哪个键；另一项是键功能的实现。对第一项内容，键盘接口应完成以下操作功能：
①键盘扫描，以判定是否有键被按下
②键识别，以确定闭合键的行列位置
③产生闭合键键码
④排除多键，串键及去抖动
具体过程如下，先由P3.2~P3.5输出全0，再由P1.4~P1.7读入数据，如果为全1则说明没有键按下。如果某一位为零则说明有键按下，同时可以判断出的哪一根线是低电平，即判断出是哪一行。这时P3.5~P3.2再依次输出0111B，1011B，1101B，1110B，分别由P1.4~P1.7读入，由此就可以判断出是哪一列。这样就可以判断出是哪一个键被按下了。
为保证键扫描的正确，需要进行去抖动处理。去抖动有硬件和软件两种方法。软件方法比较常用，它是采用延迟以躲过抖动，待行线状态稳定后，再进行状态输入。另外，得到键码之后需要再延时以等待按键的释放。
对于LED而言，用P1.4~P1.7作为位选，P2作为段选。采取循环显示的方法。电路连接简单，又能节省部分接口。数码显示管构造及连接如图12所示。每个R1右端分别接P1.4~P1.7。
图12 数码显示管构造及连接图13 电源电路原理
（五）电源电路
本系统采用的电源电路原理如图13所示。
220V市电经变压器转换为幅度较低的交流电，经二极管整流电路将交流电负半周期的波形搬移到与正半周期同相，由电容对其进行滤波，由三端稳压器对其进行稳压。
本系统需要用到的电压有+12V，-12V，+5V，-5V，分别使用两组变压器产生正负电压。因此需采用的三端稳压器有7805，7905，7812，7912。
（六）程序
本系统程序由以下几个部分组成：
主函数（main ）：主要实现判断是否有键按下，得到键码，调用显示函数，键码识别函数及实现按键功能。
显示子函数（LEDshow ）：将接收到的实际数转化成LED 要显示的数，并实现循环显示。
键盘扫描子函数（kbscan ，kbscan2）：判断出按键的行列。（流程图略） 键码处理子函数（kbscandw ）：实现键码功能。
主函数，显示子函数，键码处理子函数流程如图14，图15，图16所示。
图14 主函数流程图
图15 显示子函数流程图
图16 键码处理子函数流程图
三 实验中遇到的问题
以上简单介绍电子秤各个部分的工作原理，下面对对实验中遇到的问题及解决方案进行论证。 (一) 传感器部分
以下是传感器在10V 电压作用下称量0-2000g 的重物时输出的一组电压值。重量使用物理天平砝码标定。
根据以上数据绘制的传感器重量-电压应变曲线如图17所示。
图17 传感器重量-电压应变曲线
由以上数据可知，重量-电压大致呈线性关系，但在几个部分存在拐点，这就要求在程序中对非线性的成分进行修正。修正方法：找出拐点，在不同的区域用不同的计算式计算重量。
修正方法如图18所示。
图18 软件修正传感器非线性方法
另外，传感器的零偏电压为负值，考虑到信号被放大后需要经A/D 转换芯片转换成 数字信号，而A/D 转换芯片ADC0809不能转换负电压，这个问题可以通过下几个方案解决。
⒈利用加法器将传感器输出的电压提升。 同相求和运算电路原理图如图19所示
图19 同相求和运算电路
由上图可得1212
()i i o f
U U U R R R =+。于是可以将传感器经过放大器放大后的信号接入1i U ，
将大约1V 的电压接入2
i U ，这样o U 输出的电压就可以直接被ADC0809转换了。
这种方案优点在于从根本上解决输出电压转换得问题。缺点在于增加了电路的复杂程度，需要另外提供约1V 的电压。
⒉直接从输出正电压时测量
从传感器输出的重量-电压数据中可以看出，承重约330g 以上。输出电压为正。可以考虑通过加大秤盘自重的方法抵消这段输出为负的数据。
这种方法的优点在于简便易行。缺点在于牺牲了传感器的部分量程，增加了电子秤的自重。本设计采用方案⒉。 （二）放大器部分
由原理部分的分析可知，放大传感器的信号需要采用仪表放大器。可有以下两套方案实现。
⒈自己搭建仪表放大器
采用LM324搭建仪表放大器。LM324是一个由四个运算放大器组成的芯片，内部结构如图20所示，连结方式如图21所示。
图20 LM324内部结构 图21连接方式
图中Rf=10K ?,R=10K ?,R1=10K ?,R2=20?.实验测得放大倍数达到1000倍。在不加入反馈电容的时候，电路产生了自激振荡，放大器不能稳定工作。加入5pF 电容后，自激振荡被消除。但放大器仍然不能正常放大传感器信号。
对LM324而言，其偏置电压范围为2~7mV，远远大于传感器输出信号，这样，传感器输出信号被淹没。因此这种方案不可取。
⒉使用仪表放大器AD524
仪表放大器具有如下特点
●共模抑制比高
●线性误差低：线性误差为0. 01 %到0. 0001 %。
●输入阻抗高：输入阻抗的典型值为9
10Ω。
10Ω～12
●噪声低失调电压和失调电压漂移低：由于仪表放大器由两个独立部分组成:输入级
和输出级,所以总输出失调等于输入失调乘以增益加上输出失调。输入和输出失调的典型值分别为100μV 和2mV 。
●稳定性好：这是因为影响仪表放大器性能的主要元件均集成在芯片内部,而外围所
需的元件(电阻或电阻对) 仅决定其增益。
本系统采用的AD524管脚如图22所示,内部结构如图23所示，与传感器连结电路图如图24所示。
图22 AD524芯片管脚图23 AD524内部结构
图24 AD524与传感器的连结电路
(三) A/D转换部分
A/D转换器与CPU之间传送数据的方法有以下几种方式
⒈查询法
查询法是由CPU来检查EOC信号。当CPU启动ADC芯片开始转换之后，再通过状态端口读取EOC信号，检查ADC是否转换结束。若转换结束，则读取转换结果，否则继续查询。
⒉中断法
用中断法可提高CPU的利用率，当ADC转换结束，由EOC信号上升沿向CPU发出中断请求，CPU响应中断在服务程序中读取结果。
⒊延时等待法
是利用CPU执行一条输出指令，启动ADC转换，然后CPU执行延时程序，延时时间大于所选用的ADC芯片转换时间，延时结束，CPU执行输入指令，打开三态门获取ADC 转换好的数据。
本系统采用延时等待法。ADC0809与单片机的连接如图25所示。
图25 ADC0809与单片机的连接
ADDA,ADDB,ADDC均接地，选中IN0。单片机的ALE输出晶振频率的12分频，约为1MHz，为ADC0809的clock提供时钟。因为采用延时的方法，EOC悬空。START和ALE连接在一起启动转换的同时锁存地址。OE接单片机P3.7。D0~D1接入单片机P0口，
读入数据。
（四）精度，量程及误差
经实际测量，制作出的电子秤量程可达2Kg，精度达到10g。分析误差产生的原因有如下几点：
⒈当称量的重物满量程既达到2Kg时，传感器的信号经放大器放大后的电压为4.1V，重量每变化1g，电压变化约为2mV。模数转换芯片ADC0809是8位模数转换芯片，参考电压为0V,5V。模数转换可以分辨的最小电压为19.6mV。这样产生的系统误差为9.8g。
⒉电源电压不稳定使得高精度仪表放大器放大倍数出现波动。
⒊仪表放大器存在偏置电压，最大为250uV,这会对电压放大倍数产生影响。
⒋对于传感器而言，所称重量和输出电压呈非线性关系。
减小误差方法如下：
●由于ADC位数不够带来的误差，只有更换位数更多的A/D转换芯片才能从根本
上解决这一问题。
●放大器偏置电压使得模数转换每次得到的数存在较小差别，程序采用了多次转换
求平均值的办法减小了由此引起的误差。
●对于重量和输出电压呈非线性关系的误差，可以在程序中对这一非线性关系进行
修正。
参考文献
[1] 童诗白,华成英．模拟电子技术基础. 高等教育出版社，2003：171-378
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[5] 阎石.数字电子技术基础. 高教出版社，2004：135-228
[6] 黄贤武. 传感器原理与应用. 高等教育出版社，2004：17-37
附 录
程序代码编写如下 #include
void LEDshow (unsigned char*p); //显示子函数 void kbscan(unsigned int k); //键盘扫描子函数 void kbscan2(void); //键盘扫描子函数 void kbscandw(unsigned int l);
//键码功能实现子函数
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}}; //存放键码 unsigned char h; unsigned int e;
while(1) {
LEDshow(xianshi); //调用显示子函数 P1=0xff;
//关闭所有位选
// xianshi[4]存放当前要显示的4个数， //开始时显示全0；
//sig 标志是否已有小数点按下；
//n1表示当前数字是第几次按键； //n2表示当前数是小数点后第几位
//realnum 四次按键输入的实际数；
//l 键码；
//hang,lie 当前按键的行列数；
//NN2存放四次按键每个数在小数点后
//的位置；
//LL2存放每次按键的键码；
//result 模数转换后接收到的数； //zongjia 总价
P3=0; //判断是否有键按下
h=P1;
h=h&0x0f;
if(h<0x0f) { for(e=0;e<500;e++); //延时去抖动
if(h<0x0f) kbscan(h); //调用键盘扫描函数
l=kbnum[hang-1][lie-1]; //得到键码
kbscandw(l); //调用键码处理函数
}
}
}
void LEDshow(unsigned char*p) //显示子程序
{unsigned char LEDbod[20]={0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90,
0x40,0x79,0x24,0x30,0x19,0x12,0x02,0x78,0x00,0x10};
//LED显示0,1,2,3,4,5,6,7,8,9，0.，1.，2.，3.，4.，5.，6.，7.，8.，9.，0.的实际代码unsigned int i=0,a,e;
jixu:
P1=0xff; //关闭所有的位选
switch(i) //位选右移
{case 0:a=0x70;break;
case 1:a=0xb0;break;
case 2:a=0xd0;break;
case 3:a=0xe0;break;
}
P2=LEDbod[p[i]]; //把十进制数转化成要显示的实际代码并送给LED,
//p[i]既要显示的数
P1=a;
for( e=0;e<100;e++); //延时已增加亮度
P2=0xff;
i++;
if(i!=4)goto jixu; //显示完4个回去读取新数
return;
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
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
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
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
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
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
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
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 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。
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,
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
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
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。
A_8255 EQU 7C00H B_8255 EQU 7D00H C_8255 EQU 7E00H CON_8255 EQU 7F00H;8255端口定义 ADC_0808 EQU 8000H;ADC0809地址ZHONGLIANG EQU 15H;重量存放地址 DANJIA EQU 16H;单价存放地址 EOC EQU P3.3 W8 EQU 0FEH W7 EQU 0FDH W6 EQU 0FBH W5 EQU 0F7H W4 EQU 0EFH W3 EQU 0DFH W2 EQU 0BFH W1 EQU 07FH;定义LED位码 ;;;;;;;;;主程序;;;;;;;;;; ORG 0000H LJMP MAIN ORG 0003H LJMP EINT0S ORG 0100H MAIN: MOV P1,#0F0H SETB TCON.0; 外部中断为下降沿触发 MOV IE,#81H; 外部中断开中断 MOV DPTR,#CON_8255 MOV A,#80H;状态字 MOVX @DPTR,A;8255初始化 LOOP: PUSH DPH PUSH DPL PUSH ACC MOV DPTR,#ADC_0808 MOV A,#00H MOVX @DPTR,A;启动0808，A无实际意义 ADLP1:JNB EOC,ADLP1 ADLP2:JB EOC,ADLP2 MOVX A,@DPTR;读 MOV ZHONGLIANG,A POP ACC POP DPL
POP DPH MOV A,ZHONGLIANG LCALL XIANSHI1;调用显示程序 MOV A,DANJIA LCALL XIANSHI2 MOV A,ZHONGLIANG MOV B,DANJIA MUL AB;算出总价 LCALL XIANSHI3;只显示低八位 SJMP LOOP ;;;;;;;;;;;;;;;键盘子程序;;;;;;;;; EINT0S: LCALL KEY ;调用键盘扫描程序 KEY: CLR EA ;中断总禁止 PUSH PSW ;PSW入栈 LCALL DELAY ;调用延时程序去抖动 LCALL KS ;调用检测按键子程序 JNZ SAOMIAO ;若有按键则跳转至扫描 LJMP INT0R SAOMIAO: ACALL K1 ;调用键盘扫描程序 INC A MOVC A,@A+PC ;查表后将值送入累加器 MOV DANJIA,A ;在P0口显示键盘值 K1: ;键盘扫描子程序 MOV R2,#0EFH ;将扫描值送入R2暂存 MOV R4,#00H ;R4用于存放行值,并将00H暂存 K3: MOV P1,R2 ;将R2的值送入P1口 L6: JB P1.0,L1 ;P1.0等于1跳转到L1 MOV A,#00H ;将第一列的列值00H送入ACC AJMP LK ;跳转到键值理程序进行键值处理L1: JB P1.1,L2 MOV A,#03H AJMP LK L2: JB P1.2,L3 MOV A,#06H
【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。
基于单片机的电子秤设计 一、【设计题目】 基于单片机的电子秤设计 二、【设计要求】 设计要求如下: （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。 三、【设计过程】 1.【方案设计】 微控制器技术、传感器技术的发展和计算机技术的广泛应用，电子产品的更新速度达到了日新月异的地步。本系统在设计过程中，除了能实现系统的基本功能外，还增加了打印和通讯功能，可以实现和其他机器或设备（包括上位PC机和数据存储设备）交换数据.除此之外，系统的微控制器部分选择了兼容性比较好的AT89系列单片机，在系统更新换代的时候，只需要增加很少的硬件电路，甚至仅仅删改系统控制程序就能够实现。 另外由于实际应用当中，称可以有一定量的过载，但不能超出要求的范围，为此本设计提供了过载提示和声光报警功能。 综上所述,本课题的主要设计方案是：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及总额，然后再显示出来。此外，还可通过键盘设定所称物品的价格。主要技术指标为：称量范围0～5kg；分度值0.01kg；精度等级Ⅲ级；电源DC1.5V（一节5号电池供电）。其设计框图如图3.1所示。 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。
图3.1 系统设计框图 2.【器件选择】 2.1单片机选择 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”。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，不用在外部扩展存储器，这样电路也可简化。INTEL 公司的8051和8751都可使用，在这里选用ATMENL 生产的AT89SXX 系列单片机。AT89SXX 系列与MCS-51相比有两大优势：第一，片内存储器采用闪速存储器，使程序写入更加方便；第二，提供了更小尺寸的芯片，使整个硬件电路体积更小[1]。此外价格低廉、性能比较稳定的MCPU ，具有8K×8ROM 、256×8RAM 、2个16位定时计数器、4个8位I/O 接口。这些配置能够很好地实现本仪器的测量和控制要求 最后我们选择了AT89S52这个比较常用的单片机来实现系统的功能要求。AT89S52内部带有8KB 的程序存储器，基本上已经能够满足我们的需要。 2.2压力传感器的选择 在本设计中，传感器是个十分重要的元件，因此对传感器的选择也显得十分重要。不仅要注意其量程和参数，还要考虑与其相配置的各种电路的设计的难易程度键盘设定 阀值报警 LCD 显示器 AT89S52单片机 压力传感器 放大电路 A/D 转换器