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目录第一节绪论 (3)1.1本设计的任务和主要内容 (3)第二节硬件电路设计 (4)2.1传感器的选择 (4)2.1.1应变式电阻传感器的测量原理 (4)2.1.2传感器的分类和选择 (4)2.2放大电路的设计 (5)2.3采集电路的设计 (5)2.3.1数据采集系统的组成 (5)2.3.2数据采样保持器 (6)2.3.3 A/D转换器 (6)2.4显示电路的设计 (7)2.5键盘电路的设计 (8)2.6报警电路的设计 (9)第三节软件的设计 (9)3.1监控程序的设计 (9)3.2数据处理子程序的设计 (9)3. 2.1数制转换 (9)3.3数据采集子程序的设计 (10)3.4数据显示子程序的设计 (11)3.5键盘扫描子程序的设计 (12)3.6报警子程序的设计 (13)第四节设计总结 (15)参考书籍 (1)6程序附图..............................................................................17电子秤的设计数理与信息工程学院电信041班黄伟东指导老师余水宝第一节绪论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做为重量测量仪器智能电子秤在各行各业开始显现其测量准确测量速度快易于实时测量和监控的巨大优点并开始逐渐取代传统型的机械杠杆测量称成为测量领域的主流产品本文设计的电子秤以单片机为主要部件用汇编语言进行软件设计硬件则以半桥传感器为主测量0～500g电子秤随时可改变上限阈值并达到阈值报警的功能称重传感器输出的电量是模拟量数值比较小达不到A/D转换接收的电压范围所以送A/D转换之前要对其进行前端放大、整形滤波等处理然后A/D转换的结果才能送单片机进行数据处理并显示其数据显示部分采用LCD显示成本低且能很好地实现所要求的功能1.1本设计的任务和主要内容设计的主要内容如下（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（4）写出详细的实验报告第二节电子秤的硬件设计2.1 传感器的选择2.1.1应变式电阻传感器的测量原理应变式电阻传感器的工作原理：当导体或半导体受到外力作用时会产生机械变形从而导致阻值变化导体与半导体的电阻与电阻率及其几何尺寸有关当导体受外力作用时电阻率及几何尺寸的变化会引起电阻的变化因此通过测量电阻值的大小就可以反映外界力的大小电阻型应变片传感器的测量电路可采用桥式测量电路桥式测量电路有四个电阻其中任何一个电阻均可以是应变片图2.1.1 桥式测量电路图如能恰当的选择个桥臂的电阻可以消除电桥的恒定输出使输出电压只与应变片的电阻有关2.1.2传感器的分类和选择应变片式电阻传感器按其测量电路（桥式）可分为单臂式、半桥式、全桥式三种所谓半桥即将电桥的四臂接入四应变片其中：一片受拉一片受压另外两应变片不受力全桥是两片受拉两片受压故灵敏度比半桥式的大一倍本方案采用半桥式传感器2.2 放大电路的设计传感器输出电压为毫伏级而A/D转换器所能处理的电压是0～5V所以必须在A/D转换器前加入一个前置差动放大电路以实现电压的放大放大倍数为100～200倍使输出电压为0～5V由于单运放在应用中要求外围电路匹配精度高、增益调整不便、差动输入阻抗低故采用三运放结构三运放结构具有差动输入阻抗高、共膜抑制比高、偏置电流低等优点且有良好的温度稳定性低噪单端输出和和增益调整方便适于在传感器电路中应用如图3-2所示图中为增益调节电阻整个芯片仅为外接电阻而运放为增益为1的差动输入放大器图2.2.1 放大电路硬件原理图2.3采集电路的设计2.3.1数据采集系统的组成数据采集系统的核心是计算机他对整个系统进行控制和数据处理他由采样/保持器放大器A/D转换器计算机组成2.3.1 数据采样系统框图2.3.2数据采样保持器进行模数变换时从启动变换到变换结束的数字量输出需要一定的时间即A/D转换的孔径时间当输入信号频率较高由于孔径时间的存在会造成较大的转换误差；为了防止误差需在中间加一个功能器件采样/保持器进行有效、正确的数据采集采样/保持器通常由保持电容器、模拟开关和运算放大器组成其中对于低速场合可以采用继电器作为开关以减小开关漏电流的影响；在高速场合也可以用晶体管、场效应管来作为开关采样保持器的原理：如图当开关闭合时V1通过限电流电阻向电容C充电在电容值合理的情况下V0随Vi的变化而变化；当K断开时由于电容C有一定的容量此时输出V0保持输入信号再开断开瞬间的电平值图2.3.2 采样保持原理图在模拟信号输入通道中是否需要加采样/保持器取决于模拟信号的变化频率和A/D转换器的孔径时间；对快速过程信号当最大孔径误差超过允许值时必须在A/D转换器前加采样/保持器但如果输入模拟量是直流量或者被测信号模拟量随时间变化非常缓慢采样/保持（S/H）电路可以省去2.3.3 A/D转换器设计中A/D转换器用的是ADC0809 A/D转换器它是8路8位逐次逼近式转换器结果为8位二进制数据转换时间短（一般在级）满足题目要求的"实时采样"并且它的转换精度在0.1%上下比较适中适用于一般场合由图2.3.3可见单片机通过读控制线WR和0809片选线控制启动A/D转换及输入通道地址锁存写控制线WR与ADC0809片选线控制输出允许由于ADC0809具有通道地址锁存功能通道选择ADD.A、ADD.B、ADD.C直接接单片机的数据口模拟电压由IN0通道输入A/D采样电压在0～5v之间变化所模拟通道IN0地址口为0AOOOH但是ADC0809无内置时钟所以CLOCK由外部时钟信号控制图2.3.3 A/D转换器和单片机的接口电路2.4 显示电路的设计显示部分可以将处理得出的信号在显示器上显示让人们直观的看到被测体的质量也可以进行报警提示LCD液晶显示器是一种极低功耗显示器从电子表到计算器从袖珍时仪表到便携式微型计算机以及一些文字处理机都广泛利用了液晶显示器本设计采用的显示模块是128×64点阵的汉字图形型液晶显示模块可显示汉字及图形内置8192个中文汉字（16X16点阵）、128个字符（8X16点阵）及64X256点阵显示RAM（GDRAM）可与CPU直接接口提供两种界面来连接微处理机：8-位并行及串行两种连接方式具有多种功能：光标显示、画面移位、睡眠模式等2.5 键盘电路的设计利用键盘可选择电子秤工作模式、设定测量上限等键盘部分采用矩阵式的键盘采用这种结构的特点是把检测线分为两组一组为行线一组为列线按键放在行线和列线的交叉点上矩阵式的键盘的优点是需要的测试线的数量少对于一个M×N的矩阵键盘与主机连接只需要M+N条测试线这样键盘的规模越大矩阵时键盘的有点越显著当需要的按键数目大于8时一般都采用矩阵式键盘图 2.5.1 矩阵式键盘结构图2.6 报警电路的设计报警电路是超过设定的范围单片机输出信号驱动蜂鸣器发声警报如图所示当BDLL端为低电平时有电流通过蜂鸣器蜂鸣器报警反之不报警这里设定当超过质量的上限时通过软件使8031的P1.0口清零再过P1.0口出来的低电平信号连接到BELL端蜂鸣器发声报警图2.6.1 报警电路第三节电子秤的软件设计3.1监控程序的设计智能仪器的设计既要满足设定的功能的完成如计算等功能的任务功能程序也要有可以监控仪器仪表正工作保证其可靠性方面的监控程序整个智能仪器的测量都是智能仪器自动完成的所以设计一套功能完备的监控程序是必须的也是必要的监控程序的主要作用是实时的响应来自系统的各种信息按信息的类别进行处理；当系统出现故障时能自动的采取有效的措施消除故障保证系统能够继续进行正常工作3.2 数据处理子程序的设计数据处理子程序是整个程序的核心主要用来调整输入值系数使输出满足量程要求另外完成A/D的采样结果从十六进制数向十进制数形式转化3．2．1系数调整在IN0输入的数最大为5V要求的质量500g对应的是4.8V为十六进制向十进制转换方便将系数放大100倍并用小数点位置的变化体现这一过程因而系数为：3．2．2数制转换数制之间的转换：在二进制数制中每向左移一位表示数乘二倍以每四位作为一组对数分组当第四位向第五位进位时数由8变到16若按十进制数制规则读数则丢失6所以应进行加六调整DA指令可完成这一调整可见数制之间的转换可以通过移位的方法实现其中移出数据的保存可以通过自乘再加进位的方法实现因为乘二表示左移一位左移后低位进一则需加一否则加零而通过移位已将要移入的尾数保存在了进位位中所以能实现图3.2.2 数据处理原理框图3.3 数据采集子程序的设计数据采集用A/D0809芯片来完成主要分为启动、读取数据、延时等待转换结束、读出转换结果、存入指定内存单元、继续转换（退出）几个步骤ADC0809初始化后就具有了将某一通道输入的0～5模拟信号转换成对应的数字量00H-FFH然后再存入8031内部RAM的指定单元中在控制方面有所区别可以采用程序查询方式延时等待方式和中断方式图3.3.1 数据采样原理框图3.4显示子程序的设计显示子程序是字符显示首先调用事先编好的8279的键盘显示子程序调用8279初始化命令然后输出写显示命令在显示过程中一定要调用延时子程序当输入通道采集了一个新的过程参数或仪表操作人员键入一个参数或仪表与系统出现异常情况时显示管理软件应及时调用显示驱动程序模块以更新当前的显示数据显示符号图3.4.1 显示原理框图3.5 键盘扫描子程序的设计如图3.4.1所示：键盘电路设计成4X4矩阵式由键盘编码方式可以得出0123456789ABCDEF各键对应的键值：0D8H0D0H0D1H0D2H0C8H0C9H0CAH0C0H0C1H0C2H0C3H0CBH0D3H0DBH0DAH0D9H在程序中可以先判断按键编码然后根据编码将键盘代表的数值送到相应的存储单元再进行功能选择或数据处理图3.5.1键盘扫描原理框图3.6报警子程序的设计由于要求要键盘设定阈值所以要求有报警电路报警电路可以有声报警也可有光报警将设定的阈值与实时显示的值进行比较如果设定值小于实时显示的值则将P1.0置为1将发光二极管点亮或使蜂鸣器发出声音这就需要一段比较程序以及一小段置1清0程序图3.6.1 报警原理框图第四节设计总结随着集成电路和计算机技术的迅速发展使电子仪器的整体水平发生巨大变化传统的仪器逐步的被智能仪器所取代智能仪器的核心部件是单片机因其极高的性价比得到广泛的应用与发展从而加快了智能仪器的发展而传感器作为测控系统中对象信息的入口越来越受到人们的关注传感器好比人体"五官"的工程模拟物它是一种能将特定的被测量信息（物理量、化学量、生物量等）按一定规律转换成某种可用信号输出的器件或装置本次课设中的半桥电子秤就是在以上仪器的基础上设计而成的因此只有充分了解有关智能仪器、单片机、传感器以及各部分之间的关系才能达到要求首先是传感器的精密度它将直接影响电子秤的称重准确度课设时由于传感器发出的信号不是很稳定所以称重时误差很大如果使用精密度较高的传感器效果会好的多其次是数据采集处理阶段此阶段是对传感器发出的信号进行量化、采集主要分为信号放大、采集然后进行A/D转换该阶段需注意的地方是对传感器输出的信号进行放大时应选取合适的运算放大电路最好是预先计算好应放大的倍数以便选取还有就是进行数据处理时选取适当的数据转换系数使输出满足量程要求参考文献1．赵茂泰.智能仪器原理及应用.电子工业出版社2004：2．张毅刚.MCS-51单片机应用设计.哈尔滨工业大学出版社2003：3．贾伯年俞朴.传感器技术.东南大学出版社2000：4．单成祥.传感器理论设计基础及其应用.国防工业出版社1999：5．李道华李玲朱艳.传感器电路分析与设计.武汉大学出版社2000：程序附图定义中文LCD液晶 128X64 的地址W_C_GLCD XDATA 0E000HW_D_GLCD XDATA 0E001HR_B_GLCD XDATA 0E002HR_D_GLCD XDATA 0E003H;------------------------------------------------------- TIMER0 DATA 30H ;延时时间的初值TIMER1 DATA 31H ;调用延时子程序的次数DATA1 DATA 32H ;点阵显示的变量1DATA2 DATA 33H ;点阵显示的变量2X DATA 34H ;X方向的位置Y DATA 35H ;Y方向的位置COUNTER DATA 36H ;计数器N DATA 37H ;行数变量D1 DATA 38H ;点变量1D2 DATA 39H ;点变量1ADDR DATA 3AH ;起始的显示位置ADDR1 DATA 3BH ;起始的显示位置临时变量N1 DATA 3CH ;行数的临时变量;******************************************************* ;* 主程序开始;******************************************************* ORG 0000HAJMP STARTORG 0030HSTART: CLR P1.0SETB P1.1MOV SP#60HLCALL INITIAL_GLCD ; 调用LCD初始化LCALL KAIJI ; 显示开机画面LCALL DELAY500LCALL DELAY500LCALL DELAY500LCALL TISHI ; 显示主界面LCALL INI_8279------------------------------------------------；判断是否继续------------------------------------------------------------------ KEY-A： MOV DPTR#8101HMOVX A@DPTRANL A#07HCJNE A#00HLP1SJMP KEY-AMOV DPTR@8100HMOVX ADPTRCJNE A0DBHKEY-AAJMP K1LCALL YUZHILCAL celianjieguoLCALL CELINGJIEGUOAJMP $各界面显示内容DHTABLE1: DB " 欢迎使用 "DHTABLE2: DB " 半桥电子秤"DHTABLE3: DB " ********* "DHTABLE4: DB " ********* "DHTABLE5: DB " *********** "DHTABLE6: DB " 设置警报上限 "DHTABLE7: DB " 确定 "DHTABLE8: DB " 请按D 键 "DHTABLE9: DB " "DHTABLE10: DB " 报警上限重量: "DHTABLE11: DB " . g "DHTABLE12: DB " 确定(E) "CELIANG1: DB " 电子秤 "CELIANG2: DB " 重量是: "CELIANG3: DB "CELIANG4:DB " 返回 (F) ";======================================================= ;开机界面子程序;======================================================= KAIJI: MOV ADDR1#00H ; 第一行显示MOV N1#08H ; 数量 8 个MOV DPTR#DHTABLE1 ; 需要显示的汉字位置CALL DHZ ; 调用汉字子序MOV ADDR1#10H ; 第二行显示MOV N1#08HMOV DPTR#DHTABLE2CALL DHZMOV ADDR1#08H ; 第三行显示MOV N1#08HMOV DPTR#DHTABLE3CALL DHZMOV ADDR1#18H ; 第四行显示MOV N1#08HMOV DPTR#DHTABLE4CALL DHZRET;======================================================= ;提示界面子程序;======================================================= TISHI: LCALL CLEAR_GLCD ; 清除LCD显示屏幕MOV ADDR1#00HMOV N1#08HMOV DPTR#DHTABLE5CALL DHZMOV ADDR1#10HMOV N1#08HMOV DPTR#DHTABLE6CALL DHZMOV ADDR1#08HMOV N1#08HMOV DPTR#DHTABLE7CALL DHZMOV ADDR1#18HMOV N1#08HMOV DPTR#DHTABLE8CALL DHZRETSHEDING: LCALL CLEAR-GLCDMOV ADDR1#00HMOV N108HMOV DPTR#DHTALBE9CALL DHZMOV ADDR1#10HMOV N108HMOV DPTRCALL DHZMOV ADDR1#08HMOV N108HMOV DPTR#DHTALBE11CALL DHZMOV ADDR1#18HMOV N108HMOV DPTR#DHTALBE12CALL DHZRET测量界面子程序Celiangjieguo: LCALL CLEAR_GLCD ; 清除LCD显示屏幕MOV ADDR1#00HMOV N1#08HMOV DPTR#DHTABLE1CALL DHZMOV ADDR1#10HMOV N1#08HMOV DPTR#DHTABLE2CALL DHZMOV ADDR1#08HMOV N1#08HMOV DPTR#DHTABLE3CALL DHZMOV ADDR1#18HMOV N1#08H#DHTABLE4CALL DHZEND1坏人固然要防备，但坏人毕竟是少数，人不能因噎废食，不能为了防备极少数坏人连朋友也拒之门外。
基于单片机的实用电子秤设计一、硬件设计1、传感器选择电子秤的核心部件之一是称重传感器。
常见的称重传感器有电阻应变式、电容式等。
在本设计中，我们选用电阻应变式传感器，其原理是当物体的重量作用在传感器上时，传感器内部的电阻应变片会发生形变，从而导致电阻值的变化。
通过测量电阻值的变化，就可以计算出物体的重量。
2、信号放大与调理传感器输出的信号通常比较微弱，需要经过放大和调理才能被单片机处理。
我们使用高精度的仪表放大器对传感器输出的信号进行放大，并通过滤波电路去除噪声干扰，以提高测量的准确性。
3、单片机选型单片机是整个电子秤系统的控制核心。
考虑到性能、成本和开发难度等因素，我们选用 STM32 系列单片机。
STM32 系列单片机具有丰富的外设资源、较高的运算速度和良好的稳定性，能够满足电子秤的设计需求。
4、显示模块为了直观地显示测量结果，我们选用液晶显示屏（LCD）作为显示模块。
LCD 显示屏具有功耗低、显示清晰、视角广等优点。
通过单片机的控制，可以在 LCD 显示屏上实时显示物体的重量、单位等信息。
5、按键模块为了实现电子秤的功能设置，如单位切换、去皮、清零等，我们设计了按键模块。
按键模块通过与单片机的连接，将用户的操作指令传递给单片机进行处理。
6、电源模块电源模块为整个电子秤系统提供稳定的电源。
我们使用线性稳压器将输入的电源电压转换为适合各个模块工作的电压，以确保系统的正常运行。
二、软件算法1、重量计算算法根据传感器的特性和放大调理电路的参数，我们可以建立重量与传感器输出信号之间的数学模型。
通过对传感器输出信号的采集和处理，利用数学模型计算出物体的实际重量。
2、滤波算法为了消除测量过程中的噪声干扰，提高测量的稳定性和准确性，我们采用数字滤波算法对采集到的信号进行处理。
常见的数字滤波算法有中值滤波、均值滤波等。
在本设计中，我们选用中值滤波算法，其原理是对连续采集的若干个数据进行排序，取中间值作为滤波后的结果。
基于单片机的智能电子秤控制系统的设计智能电子秤控制系统是一种集成数字电子技术、传感技术、自动控制技术于一体的高精度、高可靠性的电子秤系统。
本文将介绍基于单片机的智能电子秤控制系统的设计原理及实现方法。
一、系统设计原理基于单片机的智能电子秤控制系统主要由称重传感器、AD转换模块、单片机、LCD显示模块和通信接口模块等组成。
其工作原理如下：1. 称重传感器智能电子秤的核心部件是称重传感器，用于将物体的重量转换为电信号。
常用的称重传感器有应变式、电阻式、电容式等。
它们能够根据物体的质量变化而改变输出电信号，作为下一步处理的输入信号。
2. AD转换模块AD转换模块用于将模拟信号转换为数字信号，通过单片机进行处理。
通过AD转换模块，可以将称重传感器输出的模拟信号转换为单片机可以理解的数据，为后续的数据处理提供基础。
3. 单片机单片机是整个智能控制系统的核心，负责接收AD转换模块的信号，并进行数据处理，并通过LCD显示模块将结果实时显示出来。
同时，单片机还可以通过通信模块与其他设备进行数据交互。
4. LCD显示模块LCD显示模块用于将称重结果以数字形式显示出来，提供直观的测量结果给用户。
5. 通信接口模块通信接口模块允许智能电子秤与其他设备进行数据交互，如与计算机进行连接，实现数据的上传和下载。
二、系统设计方法基于单片机的智能电子秤控制系统的设计可以按照以下步骤进行：1. 硬件设计根据系统的功能需求，选择适当的称重传感器和AD转换模块，并通过电路设计将其与单片机和LCD显示模块进行连接。
此外，根据实际需求选择合适的通信接口模块。
2. 软件设计编写单片机的控制程序，包括AD转换的初始化和读取、数据处理、LCD显示等功能。
根据实际需求，可以添加一些额外的功能，如单位选择、重量校准等。
3. 系统测试将硬件和软件进行组装后，进行系统测试。
通过放置不同重量的物体进行秤量，检查显示结果的准确性和稳定性。
同时，测试通信功能是否正常工作。
电子秤的设计报告学号：1605111班级：测控111姓名：绪论手提电子秤具有称重精确度高，简单实用，携带方便成成本低，制作简单，测量准确，分辨率高，不易损坏和价格便宜等优点。
是家庭购物使用的首选。
其电路构成主要有测量电路，差动放大电路，A/D转换，显示电路。
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，广泛应用于电子秤以及各种新型结构的测量装置。
而差动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。
一、课题任务与要求1.设计题目：便携式电子秤的设计报告2.任务与要求：1）设计一个LED数码显示的便携式电子称。
2）采用电阻应变式传感器。
3）称重范围0~1.999KG。
二、系统概述1.方案比较：1）设计方案一①.系统框图：②. 系统设计思路、工作原理压力传感器实现压电转换，将压力转换为电信号。
经过高精度差动放大器放大后。
输入给模数转换器，转化为数字信号，由该数字信号控制编码器的编码，从而控制数码管显示。
③该设计的优劣：a.优点：每个模块的功能单一，且没有复杂的编程问题。
在整个系统进行调试时，可以比较方便的对每个模块进行测试，能够迅速找到出现问题的模块。
比较容易制作。
b.缺点：使用的芯片较多，信号的噪声较大，且数码管与编码器的电路比较繁杂，在实际焊接中容易出现问题。
2）设计方案二①.系统框图：②. 系统设计思路、工作原理：压力传感器实现压电转换，将压力转换为电信号。
经过高精度差动放大器放大后。
输入给模数转换器，从而控制数码管显示。
③该设计的优劣：a.优点：每个模块的功能单一，且没有复杂的编程问题。
在整个系统进行调试时，可以比较方便的对每个模块进行测试，能够迅速找到出现问题的模块。
电子体重秤测试系统毕业设计电子体重秤测试系统毕业设计目录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 (3)2.2.1 承重、传力复位系统 (3)2.2.2 称重传感器 (3)2.2.3 测量显示、数据显示装置 (3)2.3 电子秤的计量性能 (4)3 系统设计方案论证与选型 (4)3.1 控制器 (5)3.2 数据采集部分 (5)3.2.1 传感器的选择 (5)3.2.2传感器技术指标 (6)3.2.3 放大电路模块 (7)3.2.4 A/D转换器的选择 (8)3.3 显示电路部分 (8)3.4 STC12C5A60S2的最小系统电路 (10)3.4.1 单片机芯片STC12管脚图 (11)3.4.2单片机的基本连接电路 (11)3.5 键盘电路 (12)4 电子体重秤实物的设计与制作 (12)4.1实物的设计 (12)4.2 实物加工图纸 (13)4.2.1体重秤垫块 (13)4.2.2 体重秤踏板 (13)4.2.3体重秤底座 (14)5 系统软件设计 (14)5.1 初始化及主程序模块 (14)5.2 按键模块 (15)5.3 显示模块 (15)5.4 AD转换模块 (16)6 软硬件的调试 (16)6.1 软件部分 (16)6.2 硬件部分 (17)结束语 (18)参考文献 (19)附录 (21)致谢................................................................................................ 错误!未定义书签。
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，称重技术有史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算，最初采用木材或陶土制作的容器对交换货物进行计量。
测控电路课程设计之电子秤的设计一、设计任务1、题目：电子秤的设计1．确定结构电子秤由传感器、传感器专用电源、信号放大系统、模数转换系统及显示器等五部分组成，其原理框图如指导书图4所示。
2．设计技术指标如下：1）量程为0～1.999Kg ，2）传感器可采用悬臂梁式的称重传感器（悬臂梁上贴有应变片）。
3） 显示电路采用213为A/D 转换电路、共阴级数码管。
2、设计任务1）选择传感器2）设计传感器测量电路：通常用电桥测量电路。
3）放大电路设计由于传感器测量范围是0～2Kg ，假定选择的某款传感器的灵敏度为1mV/V 、工作电压为10V ，那么其输出信号只有0-10mV 左右；而A/D 转换的输入应为0-1.999Kg ，当量为1mV/g ，因此要求放大倍数约为200倍，一般采用两级放大器。
另外，在电路设计过程，应考虑电路抗干扰环节、稳定性。
选择低失调电压、低漂移、高稳定、经济性的芯片。
最后，电路中还应有调零和调增益的环节，才能保证电子秤没有称重时显示零读数，称重时读数正确反映被秤重量。
4）模数转换及显示系统A/D 转换器可选择MC14433，也可另选。
4）供电电源：设计一个可满足本设计需求的电源。
二、设计方案1、电子秤的主要组成电子秤由传感器、传感器专用电源、信号放大系统、模数转换系统及显示器等五部分组成，其原理框图如图4所示。
图4电子秤组成框图传感器将被测物体的重量转换成电压信号输出，放大系统把来自传感器的微弱信号放大，放大后的信号经过模数转换把模拟数字量，数字量通过数字显示器显示重量。
2、方案的选用方案一：采用应变式电阻称重传感器，将被测物体的重量转换成电压信号输出，然后采用AD620差动电路放大器把来自传感器的微弱信号放大，然后将放大后的信号经过MC14433模数转换器转换成数字量，最后经过动态扫描将数字量通过数码管显示出来，显示出来的数字就是被测物体的重量。
方案二：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。
电子秤毕业设计一、引言在当今社会，电子秤作为一种重要的测量工具，广泛应用于商业、工业、农业以及日常生活等各个领域。
其高精度、快速响应和便捷操作的特点，使得它成为了不可或缺的设备。
本次毕业设计旨在设计一款功能完善、性能可靠的电子秤。
二、设计目标与要求（一）精度要求能够准确测量物体的重量，精度达到 01g 以内，满足一般商业和工业应用的需求。
（二）量程范围设计量程为 0 10kg，以适应常见物体的称重需求。
（三）显示与操作配备清晰直观的液晶显示屏，操作按键简单易懂，方便用户进行称重、去皮、单位转换等操作。
（四）稳定性与可靠性在不同环境条件下（如温度、湿度变化）能够保持稳定的测量性能，具备良好的抗干扰能力，长时间使用不易出现故障。
三、系统总体设计（一）硬件设计1、传感器选择选用高精度的电阻应变式传感器，其具有精度高、稳定性好、线性度优良等特点。
2、信号调理电路将传感器输出的微弱信号进行放大、滤波和模数转换，以获得准确的数字信号。
3、微控制器采用主流的单片机作为控制核心，负责处理传感器数据、控制显示和执行操作逻辑。
4、电源模块提供稳定的电源供应，确保系统正常工作。
（二）软件设计1、编程语言选择 C 语言进行编程，具有高效、灵活和可移植性强的优点。
2、算法实现采用均值滤波算法对采集的重量数据进行处理，提高测量精度；通过线性拟合算法对传感器的输出特性进行校准，保证测量的准确性。
四、硬件电路设计（一）传感器接口电路设计合适的接口电路，实现传感器与信号调理电路的连接，确保信号传输的稳定性和准确性。
（二）信号放大与滤波电路采用运算放大器和无源滤波器构建放大与滤波电路，将传感器输出的微弱信号放大到合适的幅度，并去除噪声干扰。
（三）模数转换电路选用高精度的 ADC 芯片，将模拟信号转换为数字信号，供单片机处理。
（四）单片机最小系统包括单片机芯片、晶振电路、复位电路等，为单片机的正常运行提供必要的条件。
（五）显示与按键电路使用液晶显示屏显示重量、单位等信息，通过按键实现操作功能。
电子秤智慧检定系统设计方案设计方案：电子秤智能检定系统1. 引言电子秤是现代生活中常用的计量工具之一，用于测量物体的重量。
然而，由于使用频繁，电子秤会出现误差，需要进行定期的检定和校准。
传统的检定方法费时费力，且可能存在人为误差。
为了解决这一问题，我们设计了一种电子秤智能检定系统，以提高检定效率和准确性。
2. 系统概述本系统通过使用传感器和微控制器，将电子秤的重量数据传输至上位机，通过上位机对数据进行分析和处理，计算出电子秤的误差，并进行相应的校准。
系统具备智能化的检定功能，能够自动识别电子秤的型号和规格，并根据不同的电子秤进行相应的检定和校准流程。
3. 硬件设计系统的硬件部分包括传感器、微控制器和通信模块。
传感器用于测量电子秤的重量数据，并将数据传输至微控制器。
微控制器负责对传感器数据进行处理和分析，并通过通信模块将数据传输至上位机。
4. 软件设计系统的软件部分包括上位机软件和微控制器嵌入式程序。
上位机软件用于接收和处理来自微控制器的数据，进行重量误差计算和校准命令下发。
微控制器嵌入式程序负责采集传感器数据、进行数据处理和通信模块控制。
5. 系统流程系统的工作流程如下：(1) 电子秤放置在检定台上，并连接到检定系统。
(2) 检定系统上位机软件自动识别电子秤型号和规格。
(3) 上位机软件发送校准命令给微控制器。
(4) 微控制器接收校准命令，并控制传感器进行测量。
(5) 传感器测量完毕后，将数据传输至微控制器。
(6) 微控制器对数据进行处理，计算出电子秤的误差。
(7) 微控制器将误差数据传输至上位机软件。
(8) 上位机软件根据误差数据进行校准计算，并发送校准命令给微控制器。
(9) 微控制器接收校准命令，并控制传感器进行校准。
(10) 校准完毕后，系统自动记录校准结果，并显示在上位机软件界面上。
6. 系统特点本系统具有以下特点：(1) 智能化：系统能够自动识别电子秤型号和规格，并根据不同电子秤进行相应的检定和校准流程。
本数字电子秤设计是由电源模块、A/D转换模块、放大模块、数字显示模块、自动切换模块五大模块组成。
采用压敏4片电阻构成的电桥测量电路来采集极其微小的电压信号，然后送入放大电路放大后送入A/D转换芯片CC7107，使得输入电压信号转换成数字量来输出；再有译码电路转换模块直接连接数码显示管构成，显示实际测量值。
同时根据输出，自动判断出所加压力的大小来改变量程，实现自动换挡。
该设计比较简单，方便制作生产。
关键词：电子秤转换器重量传感器放大器AbstractThis digital electronic scale by the power module is designed, A / D conversion module, amplifier module, a digital display module, the module automatically switches five modules. Bridge measurement circuit using four resistors sensitive to collect tiny voltage signal is then fed into the amplifier circuit A / D converter chip CC7107, so that the input signal is converted into digital voltage outputs; Further translation code conversion module circuits directly connected digital display tubes, shows the actual measured values. Meanwhile according to the output, automatically determine the size of the applied pressure to change the range, automatic shift. The design is simple, easy to produce and production. KEYWORDS ：digital electronic scale weighing sensor amplifier中文摘要..................................................................... 英文摘要..................................................................... 前言..................................................... 错误！未定义书签。
基于单片机的电子秤系统设计摘要电子秤是将检测与转换技术、计算机技术、信息处理、数字技术等技术综合一体的现代新型称重仪器。
它与我们日常生活紧密结合息息相关。
电子称主要以单片机作为中心控制单元，通过称重传感器进行模数转换单元，在配以键盘、显示电路及强大软件来组成。
电子称不但计量准确、快速方便，更重要的自动称重、数字显示，对人们生活的影响越来越大，广受欢迎。
本系统的设计主要从硬件电路设计，软件编程调试，实物焊接调试三部分进行详细阐述。
硬件电路主要是基于单片机STC89S52为核心的控制单元实现数据的处理，采用压力传感器对数据进行采集，电子秤专用24位AD转换芯片HX711对传感器采集到的模拟量进行AD转换，转换后的数据送到单片机进行处理显示，数据显示由LCD1602液晶实现，液晶显示效果稳定无闪烁。
关键字：STC89S52单片机；电子秤；压力传感器；HX711。
1绪论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。
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。
电子称重的实现首先是通过压力传感器采集到被测物体的重量并将其转换成电压信号。
输出电压信号通常很小，需要通过前端信号处理电路进行准确的线性放大。
放大后的模拟电压信号经A/D转换电路转换成数字量被送入到主控电路的单片机中，再经过单片机控制译码显示器，从而显示出被测物体的重量。
按照设计的基本要求，系统可分为三大模块，数据采集模块、控制器模块、人机交互液晶显示界面模块。
其中数据采集模块由压力传感器、信号的前级处理和A/D 转换部分组成。
转换后的数字信号送给控制器处理，由控制器完成对该数字量的处理，驱动显示模块完成人机间的信息交换。
此部分对软件的设计要求比较高，系统的大部分功能都需要软件来控制。
在扩展功能上，本设计增加了一个过载报警提示功能。
2 系统硬件方案设计2.1系统总体设计方案比较与论证在设计系统时，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：方案一数码管显示：图1 数码管显示方案此方案利用数码管显示物体重量，简单可行，可以采用内部带有模数转换功能的单片机。
由此设计出的电子秤系统，硬件部分简单，接口电路易于实现，并且在编程时大大减少程序量，在电路结构上只有简单的输出输入关系。
缺点是：硬件部分简单，虽然可以实现电子称基本的称重功能，但是不能实现外部数据的输入，无法根据实际情况灵活地设定各种控制参数。
由于数码管只能实现简单的数字和英文字符的显示，不能显示汉字以及其他的复杂字符，不能达到显示购物清单的要求。
又因为采用了具有模数转换功能的单片机，系统电路过于简单，系统硬件的扩展必受到限制，电子秤的功能过于单一，达不到设计的标准。
方案二在前一种方案的基础上进行扩展，增加一键盘输入装置，增加外界对单片机内部的数据设定，使电子称实现称重计价的功能。
结构简图如图2所示：图2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。
方案三前端信号处理时，选用放大、信号转换等措施来增加信号采集强度但会增加相应的设计成本；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，当需要增加扩展功能时可以通过切换液晶显示界面的方式来实现。
结构简图如下图3所示：图3带有键盘输入及液晶显示的结构简2.2系统元器件选型及器件参数介绍2.2.1单片机选型单片机的选择在整个系统设计中至关重要，要满足大内存、高速率、通用性、价格便宜等要求，鉴于以上考虑本课题选择AT89S52作为整个系统的主控芯片。
AT89S52是一个低功耗，高性能CMOS 8位单片机，片内含8k Bytes ISP(In-system programmable)的可反复擦写10000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[1]，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AT89S52可为许多嵌入式控制应用系统提供高性价比的解决方案。
AT89S52芯片具有以下特性[2]：①指令集和芯片引脚与Intel公司的8051兼容；②8KB片内在系统可编程Flash程序存储器；③时钟频率为0～33MHz；④128字节片内随机读写存储器（RAM）；⑤32个可编程输入/输出引脚；⑥2个16位定时/计数器；⑦6个中断源，2级优先级；⑧全双工串行通信接口；⑨监视定时器；⑩2个数据指针。
AT89S52单片机的40个引脚中有2个专用于主电源引脚，2个外接晶振的引脚，4个控制或与其它电源复用的引脚，以及32条输入输出I/O引脚。
AT89S52单片机引脚图如图4所示：图4 AT89S52单片机引脚图2.2.2传感器选择压电传感器是一种典型的有源传感器，又称自发电式传感器。
其工作原理是基于某些材料受力后在其相应的特定表面产生电荷的压电效应。
压电传感器体积小、重量轻、结构简单、工作可靠，适用于动态力学量的测量，不适合测频率太低的被测量，更不能测静态量。
目前多用于加速度和动态力或压力的测量。
压电器件的弱点：高内阻、小功率。
功率小，输出的能量微弱，电缆的分布电容及噪声干扰影响输出特性，这对外接电路要求很高。
电阻应变式传感器是一种利用电阻应变效应，将各种力学量转换为电信号的结构型传感器。
电阻应变片式电阻应变式传感器的核心元件，其工作原理是基于材料的电阻应变效应，电阻应变片即可单独作为传感器使用，又能作为敏感元件结合弹性元件构成力学量传感器。
导体的电阻随着机械变形而发生变化的现象叫做电阻应变效应。
电阻应变片把机械应变信号转换为△R/R后，由于应变量及相应电阻变化一般都很微小，难以直接精确测量，且不便处理。
因此，要采用转换电路把应变片的△R/R变化转换成电压或电流变化。
其转换电路常用测量电桥。
直流电桥的特点是信号不会受各元件和导线的分布电感及电容的影响，抗干扰能力强，但因机械应变的输出信号小，要求用高增益和高稳定性的放大器放大。
E接直流电源E：图5为一直流供电的平衡电阻电桥，in)(434211R R R R R R E +-+=))((43214231R R R R R R R R E ++-∙3421R R R R =图5 传感器内部连接图当电桥输出端接无穷大负载电阻时，可视输出端为开路，此时直流电桥称为电压桥，即只有电压输出。
当忽略电源的内阻时，由分压原理有：AD AB BD o u u u u -=== （2.1）当满足条件R 1R 3=R 2R 4时，即（2.2）o u =0，即电桥平衡。
式（2.2）称平衡条件。
应变片测量电桥在测量前使电桥平衡，从而使测量时电桥输出电压只与应变片感受的应变所引起的电阻变化有关。
若差动工作，即R1=R-△R,R2=R+△R,R3=R-△R ，R4=R+△R,按式（2.1），则电桥输出为[][][])()()()()()(22R R R R R R R R E R R R R uo ∆-+∆+∆-+∆+∆--∆+=E RR ∙∆=E k ε= (2.3)应变片式传感器有如下特点：（1）应用和测量范围广，应变片可制成各种机械量传感器。
（2）分辨力和灵敏度高，精度较高。
（3）结构轻小，对试件影响小， 对复杂环境适应性强，可在高温、高压、强磁场等特殊环境中使用，频率响应好。
（4）商品化，使用方便，便于实现远距离、自动化测量[5]。
通过对压力传感器与电阻应变式传感器比较分析，最终选择了第二种方案。
题目要求称重范围0～5Kg,满量程量误差不大于±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5Kg 。
我们选择的是电阻应变片压力传感器，量程为5Kg ，精度为0.01% ，满足本系统的精度要求。
2.2.3 显示器选择方案一 数码管显示数码管是一种半导体发光器件，其基本单元是发光二极管。
数码管按段数分为七段数码管和八段数码管，八段数码管比七段数码管多一个发光二极管单元（多一个小数点显示）；按能显示多少个“8”可分为1位、2位、4位等等数码管；按发光二极管单元连接方式分为共阳极数码管和共阴极数码管。
共阳数码管是指将所有发光二极管的阳极接到一起形成公共阳极(COM)的数码管。
共阳数码管在应用时应将公共极COM 接到+5V ，当某一字段发光二极管的阴极为低电平时，相应字段就点亮。
当某一字段的阴极为高电平时，相应字段就不亮。
共阴数码管是指将所有发光二极管的阴极接到一起形成公共阴极(COM)的数码管。
共阴数码管在应用时应将公共极COM 接到地线GND 上，当某一字段发光二极管的阳极为高电平时，相应字段就点亮。
