电子称设计软件设计

基于STM32F1单片机的电子秤的设计1.本文概述随着技术的进步和电子技术的普及，电子秤已成为日常生活和工业生产中不可或缺的工具。

与传统的机械秤相比，电子秤具有更高的测量精度、更强的功能性和更广泛的应用范围。

本文旨在设计一种基于STM32F1单片机的电子秤。

该设计不仅专注于电子秤的称重和单位转换等基本功能，而且通过使用STM32F1微控制器，赋予电子秤更智能的功能，如数据存储、传输和用户界面交互。

文章首先介绍了STM32F1单片机的特点和适用性，然后详细阐述了电子秤的设计原理、硬件选择和软件实现。

本文还包括对系统的测试结果和分析，以验证设计的有效性和可靠性。

通过本文的研究和设计，有望为电子秤领域提供一种创新实用的解决方案。

2.系统设计原则在这种电子秤的设计中，STM32F1微控制器作为核心控制器，其重要性体现在以下几个方面：处理能力：STM32F1系列微控制器基于ARM CortexM3内核，具有强大的处理能力和高效的能耗比。

其最大工作频率可达72MHz，足以处理电子秤所需的复杂计算和数据传输任务。

集成：该系列微控制器集成了丰富的外围接口，如ADC（模数转换器）、UART（通用异步收发器）、I2C（集成电路总线）等。

这些接口对电子秤的设计至关重要。

稳定性和可靠性：STM32F1微控制器具有优异的抗干扰能力和稳定性，适用于工业应用，确保了电子秤在复杂环境中的准确性和可靠性。

电子秤的核心部件是传感器，用于将物体的重量转换为电信号。

在该设计中，选择了压力传感器作为主要测量元件。

传感器的工作原理是基于弹性变形。

当物体受到压力时，传感器内部的电阻应变计变形，从而改变电阻值并通过惠斯通电桥将其转换为电压信号。

信号放大和滤波：传感器输出的模拟信号通常较弱，需要通过信号放大器进行放大。

为了提高信号质量，设计了滤波电路来去除噪声，保证信号的准确性。

模数转换：通过STM32F1微控制器内置的ADC将放大后的模拟信号转换为数字信号，使微控制器易于处理和计算。

基于单片机的智能电子秤设计随着科技的不断发展，智能化和自动化已经成为我们生活中不可或缺的一部分。

在众多领域中，智能电子秤的设计与应用也越来越受到。

本文将介绍一种基于单片机的智能电子秤设计方案，该设计具有高精度、低成本、易于实现等优点，具有一定的实用价值。

一、概述智能电子秤是一种能够自动测量物体重量的设备，广泛应用于超市、菜市场等场所。

与传统的机械秤相比，智能电子秤具有测量精度高、使用方便、易于维护等优点。

而基于单片机的智能电子秤设计，更是将智能化和自动化技术融入到电子秤中，提高了设备的性能和可靠性。

二、设计原理基于单片机的智能电子秤设计主要是利用单片机的控制和数据处理能力，实现对物体重量的准确测量。

其核心部件为压力传感器和单片机。

压力传感器负责采集物体的重量信号，并将信号传输给单片机；单片机则对信号进行处理、分析和存储，同时控制显示屏显示物体的重量。

三、硬件设计1、单片机选择单片机是智能电子秤的核心部件，负责控制整个系统的运行。

本设计选用AT89C51单片机，该单片机具有低功耗、高性能、易于编程等优点，能够满足智能电子秤的设计要求。

2、压力传感器选择压力传感器是智能电子秤的重要组成部件，负责采集物体的重量信号。

本设计选用电阻应变式压力传感器，该传感器具有测量精度高、稳定性好、抗干扰能力强等优点。

3、显示模块选择显示模块负责将物体的重量信息呈现给用户。

本设计选用LED显示屏，该显示屏具有亮度高、视角广、寿命长等优点。

4、电源模块选择电源模块为整个系统提供稳定的电源，保证系统的正常运行。

本设计选用线性稳压电源，该电源具有输出电压稳定、纹波小、安全性高等优点。

四、软件设计软件设计是智能电子秤的关键部分之一，直接影响设备的性能和可靠性。

本设计的软件部分采用C语言编写，主要包括数据采集、数据处理、数据显示等模块。

具体流程如下：1、开机后，系统进行初始化操作；2、压力传感器采集物体的重量信号；3、单片机对采集到的信号进行处理和分析；4、单片机将处理后的数据存储到存储器中；5、单片机控制LED显示屏显示物体的重量信息；6、系统继续等待下一次测量。

1 引言1．1 课题研究背景现代社会的发展，对称重技术提出了更高的要求。

目前，台式电子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杆秤。

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[1]。

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。

据考证，世界上最古老的计量器具出土于中东和埃及，最古老的衡器和砝码出自于埃及。

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及其广阔的市场前景[2]。

1．2 称重技术和衡器的发展衡器是通过作用于被测量物体的重力来确定该物体质量的计量器具。

在整个衡器的发展过程中，先后主要出现了六种类型的衡器：架盘天平、不等臂平台秤、吊车秤、倾斜象限杆秤、弹簧秤和自动秤。

其中，不等臂平台秤（“十进制”）是当今动态轨道衡的鼻祖，至今它仍是最通用的一种秤[3]。

第一次世界大战后，由于金融贸易和工业发展的需要，急需能进行快速称量的衡器。

机械式衡器在此期间得到很大的发展。

当时以倾斜杠杆案称占绝大多数，读数装置除扇形度盘外，还有滚筒形度盘，从而扩大了读数范围并可附加价格标尺。

以后又出现了用于工业的带双摆锤测量机构的圆形度盘指针式秤和成本低廉、带投影标尺的倾斜式杠杆秤[4]。

第二次世界大战后出现了电子衡器，它主要由称重显示控制器、称重传感器和电器控制等部分组成，其发展过程与其它事物一样，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[5]。

近30年以来，工艺流程中的现场称量、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。

基于单片机数字电子秤的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成为一种方便、快捷、称量精确的工具，广泛应用于商业、工厂生厂、集贸市场、超市、大型商场、及零售业等公共场所的信息显示和重量计算。

电子秤的基本工作原理：作用于物体上的重力使称重传感器的弹性体上的应变片所组成的惠斯登电桥产生了0~25mV左右的传感器信号（信号的大小与重量成正比），经过模拟信号放大器将传感信号放大为0~3V左右，再经过模拟转换电路将模拟电压转换为内码数字。

最后，经过单片机控制单价设置，金额运算，各种参量送显，通过显示器显示出重量、金额、单价等数据。

本系统针对电子称的自动称重、数据处理等进行了设计和制作。

为了阐明用单片机是如何对采样数据进行处理，对数据的采集和转换、计算问题进行了研究，讨论了单片机控制系统中关键的计算问题。

本文在给出智能电子称硬件设计的基础上，详细分析了电子称的软件控制方法。

单片机控制的电子称结构简单，成本低廉，深受人们的喜爱，本文将对此进行详细讨论。

关键词：电子称；单片机；称重传感器；放大器；A/D转换AbstractElectronic scales is will detection and conversion technology, computer technology and information processing, digital technology integrated a modern new weighing apparatus. It and our daily life closely as a convenient, quick, weighing precise tools, widely used in business, factory born factory, market fair, supermarkets and large shopping mall, and retail and other public places information display and weight calculation.The basic skills of electronic scales for principle: in the role of the gravity of the object to the weighing transducer of elastomer strain gauge of hui sterns bridge produce 0 ~ 25m V or so sensor signal (signal is proportional to the size and weight), after the analog signal amplifier will sensing amplification is 0 ~ 3 V or so, again by simulation of transform circuit simulation for code voltage digital. Finally, after a single-chip microcomputer control unit price setting, amount operation, all kinds of parameters to show, through the display shows, unit price and amount of weight and data.This system for electronic says the automatic weighing, data processing, design and production. To illustrate how by single chip for sampling data processing, data acquisition and the conversion, calculation problem discussed, the single chip microcomputer control system of the calculation problem of the key. In this paper are intelligent electronic says hardware design, and on the basis of the detailed analysis of the electronic says software control method. Single chip microcomputer control electronic says simple structure, low cost, very popular, it would be this paper discussed in details.Keywords：electronic scale; MCU; Load sensor；amplifier；A/D commutato r目录前言 (4)第一章电子称的工作原理 (5)第一节电子称的元器件 (5)第二节称重器的工作原理 (5)第三节系统总体设计方案比较与论证 (5)第二章电子秤各个电路的选择 (7)第一节传感器 (7)第二节放大器 (9)第三节信号转换 (11)第四节键盘控制 (12)第五节LCD显示 (13)第六节单片机 (13)第三章电子秤的具体设计 (16)第一节传感器 (16)第二节放大器 (18)第三节信号转换 (19)第四节键盘输入 (19)第五节 LCD显示 (20)第六节电源选择 (20)第七节单片机选择 (20)第四章软件的设计 (21)设计总结及心得 (25)致谢 (26)参考文献 (27)附录 (28)前言物品称量是市场交易中很基本的活动, 是商业领域最基本的衡具。

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。

=Uab=R1R2/(R1+R2)*(△1/R1-△2/R2+△3/R3-△4/R4) 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。

SHAPE \* MERGEFORMAT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。

单片机电子秤毕业设计毕业设计题目：基于单片机的电子秤设计与实现一、设计要求：1.设计并实现一款能够准确测量物体质量的电子秤，使用单片机进行控制与数据处理。

2.电子秤应具备高精度、高稳定性和可靠性等特点。

3.电子秤的测量范围应足够大，能够适用于不同质量的物体。

4.电子秤的设计应尽可能简洁、实用、易于操控和维护。

二、设计方案：1.传感器选择：使用称重传感器作为负载传感器，可选用应变片式传感器或压阻式传感器。

2.信号放大与转换：将传感器测得的微小变化信号通过专用放大电路进行放大，并转换为0-5V或0-3.3V的直流电压信号。

3.单片机控制与显示：使用适当的单片机进行控制与数据处理，可选用常见的51单片机或STM32系列单片机，并通过数码管、液晶显示屏或LED显示屏等显示当前测量的质量值。

4.按键与操作：通过按键实现归零、单位选择、累计等基本操作实现。

5.通信接口：可选用串口或IIC总线等通信模式，将测量结果实时传输到上位机或其他设备。

6.电源系统：使用稳压电源保证整个系统的稳定工作。

三、设计流程：1.硬件设计：a.选择合适的电子元件，包括称重传感器、单片机、显示器、按键、通信模块等。

b.设计传感器接口电路，包括信号放大与转换电路。

c.设计按键与控制电路，将按键输入与单片机相连接，实现操作控制功能。

d.设计显示电路，将单片机输出与显示设备相连接，实现结果显示功能。

e.设计电源电路，保证整个系统的稳定工作。

2.软件设计：a.编写初始化程序，对单片机进行初始化设置。

b.编写按键扫描程序，实现按键输入的检测和处理。

c.编写称重传感器读取程序，实时读取称重传感器输出的模拟电压信号。

d.编写质量计算程序，根据传感器输出的模拟电压信号进行质量计算，并实现单位选择功能。

e.编写显示程序，将计算得到的质量值进行显示。

f.编写通信程序，如果需要与上位机或其他设备进行通信，则需要编写相应的通信协议和数据传输程序。

四、测试与调试：1.对硬件进行连接并进行通电测试，确保电子秤的各个部分能够正常工作。

基于MSP430的智能电子秤设计一、系统总体设计智能电子秤系统主要由称重传感器、信号调理电路、MSP430 单片机、显示模块、按键模块和电源模块等组成。

称重传感器负责将物体的重量转换为电信号，常用的有电阻应变式传感器。

其工作原理是当物体施加在传感器上的力发生变化时，传感器内部的电阻应变片会产生相应的电阻变化，从而输出电信号。

信号调理电路对传感器输出的微弱电信号进行放大、滤波等处理，以满足单片机的输入要求。

MSP430 单片机作为核心控制单元，负责对处理后的信号进行采集、计算和处理，并控制其他模块的工作。

显示模块用于实时显示物体的重量值和相关信息，如单位、价格等。

常见的显示方式有液晶显示（LCD）和发光二极管显示（LED）。

按键模块用于设置电子秤的参数，如单位切换、去皮、校准等。

电源模块为整个系统提供稳定的电源供应。

二、硬件设计1、称重传感器选择合适的称重传感器是保证电子秤测量精度的关键。

电阻应变式传感器具有精度高、稳定性好等优点，在本设计中得到应用。

根据测量范围和精度要求，选用相应规格的传感器，并合理安装和固定。

2、信号调理电路传感器输出的信号通常非常微弱且伴有噪声，需要经过信号调理电路进行处理。

调理电路包括放大器、滤波器和模数转换器（ADC）等部分。

放大器将微弱的信号放大到合适的幅度，滤波器去除噪声和干扰，ADC 将模拟信号转换为数字信号供单片机处理。

3、 MSP430 单片机MSP430 单片机具有低功耗、高性能的特点，非常适合在智能电子秤中使用。

选择合适的型号，并根据其引脚功能进行外围电路的设计，包括时钟电路、复位电路、下载接口等。

4、显示模块液晶显示模块具有功耗低、显示内容丰富等优点。

选用合适的液晶显示屏，并通过单片机的并行或串行接口进行控制。

5、按键模块按键模块采用独立按键或矩阵按键的方式，通过单片机的输入引脚检测按键状态，实现相应的功能操作。

6、电源模块电源模块提供稳定的直流电源，可采用电池供电或交流电源适配器供电。

一实验目的1、能用矩阵键盘设置单价，加重后能同时显示重量、单价和金额；2、重量显示：单位为千克；最大称重为10千克，重量误差不大于±0.001千克；3、单价金额及总价金额显示：单价金额和总价金额的单位为元，最大金额数值为99.9元，总价金额误差不大于0.1元；4、具有去皮功能和锁定屏幕及其解除功能。

二实验原理称重电子秤主要以单片机STC89C51RC控制核心，实现电子秤的基本控制功能。

系统可以分为最小系统、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STC89C51RC和经典复位电路；数据采集部分由称重传感器、信号放大和A/D转换部分组成，信号放大和A/D转换部分主要由专用型高精度24位AD转换芯片HX711实现；人机交互界面为键盘输入和点阵式液晶显示，主要使用4*4矩阵键盘和1602液晶显示器，可以方便的输入数据和直观的显示数据；系统在称量时还具有超量程报警功能。

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。

三硬件电路的设计1 系统设计原理框图图1 系统结构图由称重传感器采集到的模拟信号，经过A/D转换芯片hx711放大作为输入，经过采样转换为数字信号输入到单片机中，单片机对数据进行处理。

若超过量程，蜂鸣器超重报警，如不超过量程，将数据传入LCD中显示重量。

其中键盘输入单价，并且单片机处理数据后，送入LCD中显示单机以及金额。

2 Hx711芯片介绍HX711 是一款专为高精度称重传感器而设计的24位A/D 转换器芯片。

HX711管脚说明如图2所示：图2 HX711管脚图HX711管脚描述如表1所示：表1 HX711管脚描述表HX711是一款专为高精度称重传感器而设计的24位A/D 转换器芯片。

与同类型其它芯片相比，该芯片集成了包括稳压电源、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。

降低了电子秤的整机成本，提高了整机的性能和可靠性。

51单片机电子秤程序设计概述本文档介绍了如何使用51单片机（AT89C51）设计一个简单的电子秤程序。

通过该程序，电子秤能够测量物体的重量并实时显示在液晶显示屏上。

硬件准备在开始编写程序之前，我们需要准备以下硬件设备：- AT89C51单片机开发板- 电子秤传感器模块- 16x2液晶显示屏- 连接线程序设计以下是该电子秤的主要程序设计步骤：1. 引入必要的头文件include <reg51.h>include <lcd.h>2. 定义端口和变量sbit DOUT = P3^7; // 电子秤传感器数据接口float weight = 0; // 测量到的重量3. 初始化液晶显示屏void lcd_init(){// 在这里初始化液晶显示屏的相关设置}4. 启动AD转换void start_conversion(){// 在这里启动AD转换，将传感器的模拟数据转换为数字数据}5. 读取AD转换结果float read_conversion(){// 在这里读取AD转换结果并返回}6. 主程序void main(){lcd_init(); // 初始化液晶显示屏while (1){start_conversion(); // 启动AD转换weight = read_conversion(); // 读取AD转换结果// 将重量显示在液晶显示屏上lcd_gotoxy(1, 1); // 设置光标位置lcd_print("Weight: %.2f kg", weight); // 显示重量delay(500); // 延时一段时间，以控制刷新速度}}总结通过以上步骤，我们可以设计一个简单的51单片机电子秤程序。

该程序可以实时获取电子秤传感器的数据，并将测量到的重量显示在液晶显示屏上。

我们可以根据实际需求进行进一步的功能扩展和优化。

请注意，本文档仅提供了程序设计的概述，并未包含具体的代码实现。

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。