多功能电子秤设计
多功能电子称的设计
作者：孙国亮吕涛胡艳浩
摘要：本文设计一种利用平行梁式传感器和AT89C51单片机等器件制作的电子秤。该秤可以对15公斤量程范围内的物体进行称量，能实现称重、LCD液晶显示、预置等功能。该电子秤利用电桥测量原理，将压力应变传感器阻值转换为电压值，再经过放大器将电压放大，通过确定输出电压和标准重量的关系，形成一台原始电子秤。将此输出电压经过模数转换，送入AT89C5151单片机处理，再控制数码管驱动电路，最后显示出测量结果。
关键词：电子秤平行梁式传感器电桥放大电路单片机
Abstract:Design of a parallel beam using sensors and other devices produced AT89C51 microcontroller electronic scale. The scale can be within the range 15 kg weighing objects, able to weigh, LCD liquid crystal display, peeled / clear, preset functions. The electronic scale use of the bridge measuring principle, the pressure strain sensor resistance into voltage and then amplified through the amplifier to voltage, output voltage and the standard by determining the relationship between weight and form a primitive electronic scales. After this the output voltage conversion, into the AT89C5151 MCU processing, to control the digital control circuit, the last show measurement results.
Keywords: Electronic scale Parallel beam sensor Bridge Amplifier SCM
1 总体方案设计
本设计由以下几部分组成：平行梁式传感器、信号放大器、模数转换、单片机、键盘、LCD液晶显示器。
由平行梁式传感器感受被测物体的质量，通过电桥输出电压信号，通过放大电路将输出信号放大，而后送入A/D转换单元进行模数转换，将转换后的数字信号送给单片机；单片机接收数据后，对数据进行处理，将其转换为对应的重量信息，送液晶显示模块进行显示。单片机还需查寻键盘是否有输入，执行相应的功能。
2 硬件电路设计
2.1平行梁式传感器
平行梁式传感器是将被测量的力，通过它产生的金属弹性变形转换成电阻变化的元件。由电阻应变片和测量线路两部分组成。电阻应变片产生的误差，主要来源于温度的影响，本设计主要在实验室内进行，温度的影响暂不处理。
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R1＝R2＝R3＝R4=350时平衡，其变化值为ΔR1＝ΔR2＝ΔR3＝ΔR4=d时，其桥路输出电压Uout与d成正比。
2.2放大电路设计
由于传感器输出的信号比较微弱，必须通过一个放大器对其进行放大，才能满足A/D 转换器对输入信号电平的要求。本设计中选用由三运放构成的具有高输入阻抗，高共模抑制比的仪表放大器作为前级，再接一个反相比例放大器作为后级输出。另外，仪表放大电路中电阻Rw1可用于微调放大倍数；而后级放大器原接地端现在通过Rw2接入一电压值，可以对输出电平进行平移。
由运放的虚短、虚断及电流的分配关系知3456111[5()/*1()/]()R v v R R R R V R R R v v =-=++++-，从而得到91078)3491078)[56112()/(*()()/(1()/]()o v R R R R v v R R R R R R R v v ++=-++=-+++-，所以，/91078)[561()/(1()/]v o i A v v R R R R R R R +==-+++，取R5=R6,R7=R8,R9=R10,可以简化为/97*51/(12/)v o i A v v R R R R ==-+。由于传感器最大输出电压10mV ，ADC0809的最大采集电压为5V ，所以取放大倍数v A 为500倍，所以取,R5=R6=12k, R7=R8=5.1k, R9=R10=47。所以RW1= 0.45k 故取W102电位器。
第二级为反向比例放大器，增益设计为-1，由虚短、虚断1211/v A R R =-，故取R11=R12=10k 。
第三级为有源低通滤波电路，它是由两节RC 滤波电路和同相比例放大器组成，特点是输入阻抗高，输出阻抗低。
2.3单片机电路设计
2.3.1单片机最小系统
对51系列单片机来说,最小系统一般应该包括单片机、晶振电路和复位电路。51单片机的最小系统及整体电路图见附录。
复位电路:由电容串联电阻构成,一般教科书推荐C 取10u,R 取8.2K.当然也有其他取法的,原则就是要让RC 组合可以在RST 脚上产生不少于2个机周期的高电平.
晶振电路:典型的晶振取11.0592MHz(因为可以准确地得到9600波特率和19200波特率,用于有串口通讯的场合)/12MHz(产生精确的us 级时歇,方便定时操作)
2.3.2模数转换与单片机接口
ADC0809是带有8位A/D 转换器、8路多路开关以及微处理机兼容的控制逻辑的CMOS 组件。它是逐次逼近式A/D 转换器，可以和单片机直接接口。
（1） 引脚说明：
（2）工作过程：
请参考ADC0809时序图。ST 为转换启动信号，当ST 上跳沿时，所有内部寄存器清零；下跳沿时，开始进行A/D 转换；在转换期间，ST 应保持低电平。EOC 为转换结束信号。当EOC 为高电平时，表明转换结束。OE 为输出允许信号，用于控制三条输出锁存器向单片机输出转换得到的数据。OE ＝1，输出转换得到的数据；OE ＝0，输出数据线呈高阻状态。D7－D0为数字量输出线。
（3）接口电路：
ADC0809的时钟由51 ALE信号给出；
数字量输出和51 P3口直接相接；
地址控制线使用P1口，EOC、OE、CLCK、ST同样使用P1口，ALE与ST端接，任意写一个数时允许AD ALE并启动转换（AD START端）；读入时应该使AD读端口使能（AD ENABLE端）。通过给P1口幅值使ADC0809工作并可以选择输入通道。
2.3.3显示输出单元与单片机接口
利用4*4矩阵键盘作为输入单元，显示单元利用LCD12864显示单价、重量、总价等信息，利用LCD1602显示时钟。电路见原理图。
2.4 声光报警（过载保护）
2.5 时钟电路
此部分电路是以AT89C51为控制核心，DS1302为主要器件设计的，具有掉电保护功能。电路见整体原理图。
3软件与算法设计
3.1数据采集与放大倍数
传感器输入：选择一个合适的电桥基准电压，传感器电桥输出电压为300.50mV~301.45mV，对应0~20g重物，平均每克变动不到0.1mV；由于它的变动范围很小，因而设计300mV的偏移量，不让其在0 mV上下变动，以减少运放零漂的影响。
输出到AD：ADC0809的Vref在已经设定为5V，因而其分辨率约为5V/256=20mV。采集精度15000g/256=58.7g.百分比58.7g/15000=0.39% 由于传感器输出最大电压为10mV，ADC0809最大采集打压为5V，所以传感器输出电压需要放大500倍。
3.2单片机程序设计
单片机程序主要是输出显示，输出显示时需要做乘法运算，同时换成相应的十进制数；设计的流程序如下：
4 系统测试
4.1 测量仪器
（1）泰克示波器：使用泰克示波器来观察我们所设计的放大电路放大的波形及其电压值等信息。
（2）失真度分析仪：使用失真度分析仪观察通过放大电路的波形的失真度。（3）标准称：称量物体的质量。
4.2 测量方法
（1）通过函数发生器给放大电路一基准的正弦波，通过放大后，输出端接泰克示波器观察图形，读出电压值，计算放大倍数。
（2）首先测量基准波形的是真度，方法是将波形输出端接失真度分析仪的输入端，调节失真度分析仪读出失真度；测量通过放大电路的波形失真度方法于上面一样。
（3）通过标准称测量所测试物体的质量后，再使用我们自己制作的电子称来再次测量此物体的质量，将两者的值进行比较。
4.3测量结果
（1）
（2）
（3）
此部分受无法获取标准物体重量的限制不能测量
5总结
本设计制作的电子秤，集传感器技术、微机技术于一体，实现了基本的秤重显示功能，稍加扩展，还可与其他生产质量管理系统相连接，实现数据交换记录分析等功能，具有推广应用价值。
我们小组3人分工学习，相互配合，终于完成了设计的要求。设计过程中，我们将课上学习的理论知识加以运用，锻炼了自主学习能力，遇到不懂的查资料，出现问题相互讨论，实际操作中锻炼的动手能力。老师对我们的指导和帮助功不可没。
在实际操作中，放大器部分遇到的问题最大。由于传感器输出电压较小，使得放大电路的调适任务比较困难。对此，我们先是选用合适的电路形式，即仪表
放大接一级可调电平高低的比例放大；接下来给放大器各级输入一个容易实现的电压，看看各级放大倍数是否与理论相符；这之后再使传感器输出在一个基准值上下变化，如300mV，而不是在0上下变化，这样放大出的电压较为稳定；增加的基准电压由第三级调到0左右，不能准确调零的部分再由单片机去皮调零。
5参考文献
（1）《模拟电子技术基础》康华光主编高等教育出版社 2006年
（2）《单片机典型模块设计实例导航第二版》求是科技编著人民邮电出版社2008年
（3）《Protel99SE原理图与PCB设计》曹丙霞编著电子工业出版社 2007年（4）《全国大学生电子设计竞赛获奖作品汇编》全国大学生电子设计竞赛组委会编著北京理工大学出版社 2004年
6附录
1．整体设计原理图。
2．元器件清单
（1）AT89C51单片机2块
（2）ADC0809 1块
（3）DS1302 1块
（4）ad620 一块op27二块
（5）12864 1062液晶显示各一块
（6）平行梁式传感器一块
（7）4*4键盘
（8）电容电阻杜邦线若干
多功能电子秤设计毕业设计
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
基于单片机的电子秤的设计与实现(毕业论文)
第一章绪论 (1) 1.1研究目的和意义 (1) 1.2电子称重系统的应用领域 (1) 1.3主要工作以及论文结构 (1) 第二章系统方案论证与选型 (3) 2.1控制器部分 (3) 2.2数据采集部分 (4) 2.2.1 传感器的选择 (4) 2.2.2放大电路选择 (6) 2.2.3 A/D转换器的选择 (7) 2.2.4键盘处理部分方案论证 (8) 2.3显示电路部分的选择 (9) 2.4超量程报警部分选择 (9) 2.4.1 电源模块方案选型 (9) 第三章硬件电路设计 (10) 3.1AT89S52的最小系统电路 (10) 3.1.1单片机芯片AT89S52介绍 (10) 3.1.3 AT89S52的最小系统电路构成 (11) 3.2电源电路设计 (12) 3.3数据采集部分电路设计 (12) 3.6.1LED结构与原理 (14) 3.6.2动态显示LED显示器接口 (15) 3.4键盘电路与AT89S52单片机接口电路设计 (16) 键盘电路与AT89C51的接口电路设计 (16) 3.5报警电路的设计 (17) 第四章系统软件设计 (19) 4.1主程序设计 (19) 4.2子程序设计 (20) 4.2.1 A/D转换启动及数据读取程序设计 (20) 4.2.2显示子程序设计 (21) 4.2.3 键盘输入控制程序的设计 (21) 4.2.4报警子程序的设计 (22) 第五章总结 (23) 参考文献 (24) 附录1系统总图 (25)
第一章绪论 1.1 研究目的和意义 传统的机械秤有很多缺点，比如精度不高，结构复杂，易老化，成本高等。随着社会的发展，市场对秤的要求的越来越高，尤其是人体秤、厨房秤等各类便携式小型秤。电子秤与传统的机械秤相比有许多优越性，它用压力传感器取代机械秤的弹簧大大减小了秤的体积和制造难度，以LCD 或LED显示屏取代传统的刻度盘使外形更加美观，由于内部集成了单片机以及软件系统，电子秤还拥有传统机械秤无法比拟的智能性。他可以完成过载报警，总价计算，数据通信等众多功能。 目前市场上使用的称量工具，或者结构复杂，或者运行不可靠，且成本高，而且整体水平不高，部分小型企业质量差且技术薄弱，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，有针对性的开发出一套具有实用价值的电子秤系统，从技术上克服上述诸多缺点，改善电子秤应用中的不足之处，具有现实意义。 1.2 电子称重系统的应用领域 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。电子秤的应用领域主要分为工业计量和民用消费类。在工业计量应用领域有电子天平，珠宝秤，市场计价秤等；而民用秤主要有厨房秤，人体秤，便携式口袋秤等。工业计量应用对精度要求较高，而民用消费类的应用对精度的要求不高，但对秤的外观，智能性，便携性却有很高的要求。 1.3主要工作以及论文结构
数字电子称的设计(完美版)
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
多功能语音电子秤
1作品背景 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。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。 本次设计的电子秤除了具备一般的称重功能外，还具有语音播放功能，能够播放重量、总价、找零金额、身高和身体形态。本系统能够设置日期和预存十种商品的单价，还具有自动校零、交易金额找零、数据去抖和去皮及掉电保护功能。 2系统方案 2.1设计思路 本系统数据采集模块由电阻应变式称重传感器、仪用放大器、二阶低通滤波器组成。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互。此部分对软件的设计要求比较高，系统整体原理图见附录(1)。 2.2 系统方案 本设计制作的为多功能语音电子秤，以ATMEGA16单片机为主控器，凌阳SPCE061A为辅助控制器，该系统可以分为数据采集、最小系统、人机交互界面、无线传输、语音播放和系统电源六大部分。 压力传感器将电压信传递到差分放大电路中放大，放大后的信号进入ATMEGA16的AD输入引脚，数据经过处理后在12864上显示，再通过人机交互将数据通过24L01发送到SPCE061A上处理，SPCE061A将处理后的数据通过其语音功能播放。 系统总体框图如图1所示：
图1 系统总体框图 2.2.1 压力传感器 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。电阻应变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。
电子称设计
For personal use only in study and research; not for commercial use 目录 序言 (3) 第1章任务和指标 (4) 1.1 设计任务 (4) 1.2设计指标 (4) 第2章功能分析 (5) 2.1系统总体框架图 (5) 2.2各模块基本原理 (5) 2.2.1采用应变片称重的基本原理 (5) 2.2.2放大器的工作原理 (6) 2.2.3 A/D转换的工作原理 (10) 2.2.4 数码管显示的工作原理 (10) 第3章硬件设计 (11) 3.1 电路主要结构 (11) 3.2 ±12V稳压电路 (11) 3.3 两级放大电路 (12) 3.4 A/D转换电路 (12) 3.5 数字显示电路 (13)
第4章软件设计 (14) 4.1 总程序模块设计 (14) 4.2 A/D电路模块设计 (14) 4.3 拆字程序模块设计 (15) 4.4 显示电路模块设计 (15) 第5章安装与调试 (16) 5.1 硬件调试 (16) 5.2 软件调试 (16) 5.3 综合调试 (16) 5.4 故障分析与解决方案 (16) 5.4.1 故障出现情况 (16) 5.4.2 解决方案 (17) 5.5 功能测试及结果分析 (17) 总结 (19) 参考文献 (20) 附录 (21) 附录1 (21) 附录2 (23) 附录3 (24) 附录4 (24) 附录5 (25)
序言 《孙子?算经》记载：秤之所起，起于黍，十黍为一累，十累为一铢，二十四铢为一两，十两为一斤。称重技术自古以来就被人们所重视，在传说的皇帝“设五量”中，权衡既为五量之首。夏禹的“声为吕，声为度，称以出”；“循守会稽，乃审权衡，平斗斛”等，均说明了在我国古代称重技术所处的位置和重要性。在公元前，人们为了对货物交换量的估计，起初采用木材或陶土制作的容器作为交换货物的计量。以后，又采用简单的秤来测定质量。 在19世纪后期，随着工业化的迅猛发展，出现了大量迅速称量散料物品的自动秤。第一台定量自动秤约在1880年获得型式批准的，它是由倾斜象限杆秤发展来的。每次约可称量500kg。这种自动秤的称量过程分以下几个阶段：a，打开装满散料的容器；b，把散料输入到秤斗里进行称量；c，到达平衡位置时，关闭进料闸门；d，自动卸空料斗；e，秤斗和气动联动装置回到初始位置，自动地启动下一个称量程。 随着科技革命，传感器技术的迅速发展，单片机的出现，电子秤走进的人们的生活。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值的信号，而且也能作为总系统中的一个单元承担着控制与检验功能，从而推动工业生产和贸易交往的自动化和合理化。近年来，电子衡器已愈来愈多地参与到数据处理和过程控制之中。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。 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年代开始出现了称重传感器为主的电子衡器。由于称重传感器各项性能不断有新的突破。为电子秤的发展奠定了基础。国外如美国，西欧等一些国家在20世
单片机电子秤设计报告完整版样本
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
数字电子秤课程设计
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
基于STM32的多功能电子秤
2012年电子设计大赛 黑龙江科技大学 题目名称：多功能电子计价秤制作 参赛队员：张城照黄力修陈高禹院系：电气与信息工程学院
摘要： 智能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。 本作品使用STM32单片机作为中心控制单元，通过称重传感器采集质量信息，以HX711进行模数转换单元，在配以TFT液晶显示和触摸屏控制，及WT588D进行语音播报组成。该电子称不但计量准确、快速方便，更重要的自动称重、计价功能外，还可实现去皮、净/毛转，自动计算，数字显示，语音播报，显示实时温度，实时时间。 本系统是针对是电子称的自动称重、自动计价、数据处理，语音播报进行研究的。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中断、计算问题，结果表明通过软件设计实现更完善。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。由于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 关键字： 电子秤；STM32；称重传感器；HX711； TFT液晶屏幕；WT588D Abstract: Intelligent electronic balance values detection and the modern new-type names of technical com prehensive one body such as conversion technical, computer technology, message handling and d igital technology instrument. Its and our close combination of daily life becomes a kind of conveni ent, shortcut, weighing accurate tool , is applied extensively in commercial, factory raw factory , g athers trade market, supermarket and large scale market , the message of the etc. public place of retail trade shows and weight calculation. Intelligent electronic name passes through name mainly with STM32 as central control unit, value sensor to carry out modulus conversion unit , it is matching with keyboard , show by TFT and powerful software to form. It is accurate that this electron claims to not only measure , fast c onvenience, more important automatic name may still realize besides heavy, valuation function t o remove the peel , completely / hair turns , calculate voluntarily, figure shows , is welcomed by masses of user. Intelligent electronic name since carry convenience. This system aims at is the automatic name of electronic name heavy, automatic valuation and dat a handling carry out research. To expound to use single flat machine , it is to how to carry out han dling for sampling data , is for the collection of data and conversion and calculation problem has s tudied. Have discussed the suspension of the key in single flat machine control system , calculate problem , show as a result that through software design, realization is perfected more. This text is weighing the foundation of hardware design to intelligent electron , has analysed the software c ontrol method of electronic name in detail. Since the electron of single flat machine control weig hs structure, is simple, cost is cheap, receive deeply people like , this text will carry out detailed di scussion for this. Key words： Intelligent and electronic to scale; Single flat machine 89c52; Weigh heavy sensor; LED shows
电子秤电路设计与制作
电子秤电路设计与制作 实 验 报 告 姓名： 学号： 指导老师： 通信与信息工程学院 电子秤电路设计指导书 一、实验目的： 本实验要求学生设计并制作一个电子秤电路，要求能测量重量在0～200g间的物体，输出为电压信号，通过调节电路使电压值为对应的重量值，电压量纲mv改为重量纲g即成为一台原始电子秤。 二、基本原理： 基本思路 总体设计思路如图1所示，所测重量经过转换元件转换为电阻变化，再经过测量电路转化为电压变化，经过放大电路放大调节后输出显示得到所需信号。 图1 基本设计思路 电阻应变式传感器 本设计主要通过电阻应变式传感器实现。电阻应变式传感器是利用电阻应变片将应变转换为电阻的变化，实现电测非电量的传感器。传感器由在不同的弹性敏感元件上粘贴电阻应变片构成，当被测物理量作用在弹性敏感元件上时，弹性敏感元件产生变形，并使附着其上的电阻应变片一起变形，电阻应变片再将变形转换为电阻值的变化。应变式
电阻传感器是目前在测量力、力矩、压力、加速度、重量等参数中应用最广泛的传感器之一。 1、弹性敏感元件 物体在外力作用下而改变原来尺寸或形状的现象称为变形，而当外力去掉后物体又能完全恢复其原来的尺寸和形状，这种变形称为弹性变形。具有弹性变形特性的物体称为弹性元件。 弹性敏感元件是指元件在感受到力、压力、力矩、振动等被测参量时，能将其转换成应变量或位移量，弹性敏感元件可以把被测参数由一种物理状态转换为另一种所需要的物理状态。 2、电阻应变片 对于一段长为L，截面积为S，电阻率为ρ的导体，未受力时电阻为 R = ρ，在 外力的作用下，电阻丝将会被拉伸或压缩，导体的长度L、截面积S以及电阻率ρ等均将发生变化，从而导致其电阻值发生变化，这种现象称为“电阻应变效应”。 利用金属或半导体材料电阻丝的应变电阻效应，可以制成测量试件表面应变的敏感元件。为在较小的尺寸范围内感受应变，并产生较大的电阻变化，通常把应变丝制成栅状的应变敏感元件，即电阻应变片，通常由敏感栅、基底、盖片、引线和黏结剂等组成。 测量电路 电阻应变片把机械应变信号转换成电阻变化后，由于应变量及其应变电阻变化一般都很微小，既难以直接精确测量，又不便直接处理。因此，必须采用转换电路，把应变计的电阻变化转换成电压或电流变化，以便于测量。具有这种转换功能的电路称为测量电路。 电桥电路是目前广泛采用的测量电路，常见的直流电桥电路如图2， 图2 直流电桥 电桥输出电压为 Uo=U （式1） R1、R2、R3、R4为四个桥臂，当一个臂、两个臂或四个臂接入应变片时，就相应构成了单臂、双臂和全臂工作电桥。下面分别就单臂、半桥和全桥电路进行讨论。 （1）单臂工作电桥 图3 单臂工作电桥 如图3所示，R1为电阻应变片，R2、R3、R4为固定电阻。应变片未受力时电桥处于平衡状态，R1R3=R2R4,输出电压U0=0，当承受应变时，R1阻值发生变化，设为R1+ΔR，电桥不平衡，产生输出电压为 Uo= (R1+RR)R3?R2R4 (R1+RR+R2)(R3+R4) （式2） 设R1=R2=R3=R4=R,又ΔR< 多功能电子称的设计 作者：孙国亮吕涛胡艳浩 摘要：本文设计一种利用平行梁式传感器和AT89C51单片机等器件制作的电子秤。该秤可以对15公斤量程范围内的物体进行称量，能实现称重、LCD液晶显示、预置等功能。该电子秤利用电桥测量原理，将压力应变传感器阻值转换为电压值，再经过放大器将电压放大，通过确定输出电压和标准重量的关系，形成一台原始电子秤。将此输出电压经过模数转换，送入AT89C5151单片机处理，再控制数码管驱动电路，最后显示出测量结果。 关键词：电子秤平行梁式传感器电桥放大电路单片机 Abstract:Design of a parallel beam using sensors and other devices produced AT89C51 microcontroller electronic scale. The scale can be within the range 15 kg weighing objects, able to weigh, LCD liquid crystal display, peeled / clear, preset functions. The electronic scale use of the bridge measuring principle, the pressure strain sensor resistance into voltage and then amplified through the amplifier to voltage, output voltage and the standard by determining the relationship between weight and form a primitive electronic scales. After this the output voltage conversion, into the AT89C5151 MCU processing, to control the digital control circuit, the last show measurement results. Keywords: Electronic scale Parallel beam sensor Bridge Amplifier SCM 1 总体方案设计 本设计由以下几部分组成：平行梁式传感器、信号放大器、模数转换、单片机、键盘、LCD液晶显示器。 由平行梁式传感器感受被测物体的质量，通过电桥输出电压信号，通过放大电路将输出信号放大，而后送入A/D转换单元进行模数转换，将转换后的数字信号送给单片机；单片机接收数据后，对数据进行处理，将其转换为对应的重量信息，送液晶显示模块进行显示。单片机还需查寻键盘是否有输入，执行相应的功能。 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 基于单片机的数字电子称设计 专业：通信工程 学生：王帅指导老师：王珊 摘要 在科技水平高速发展的现代社会，称重方面技术也有必须跟上时代进步的步伐。目前而言，市场交易中，称重工具通常采用台式电子秤。然而，台式电子秤具有一定的局限性：体积大、成本高、对电源有特殊要求以及携带上的不变。目前，人们生活中常见的手拿式迷你秤的使用原理是基于杆秤抑或弹簧通过弹性形变再利用胡克定律转换而进行测量的，即日常携带的小型秤为弹簧秤，同时，精度不高并且已不在国家测量规范内认可的杆秤依然没有退出贸易集市。但经济形势的转变和容量的急剧上升，人们迫切的需要一种测量精确度高、便于携带并且成本范围合理且自主性强的电子秤 本次课题研究意在根据市场需求对智能电子秤进行开发研究，论文的展开以本次设计电子秤所选用的工作方式为出发点，文中分析表明误差分配会造成设备产生误差，并规划了电路方面的设计步骤及软件操作方案。 本次设计研究的智能电子秤的构成基本分为6大部分，包括电源、ADC、称重传感器、单片机、输出输入工具/开关、数值显示器。而对于智能电子秤基础性数据标准，其精度需达到Ⅲ级，重量适用范围不超过15千克，以5g为一刻度进行换算。而该电子秤有五大基本功能，它们分别是自我核算、去皮、计算交易金额、单价输入统计，还有超载提醒。电子秤自带睡眠功能，最大程度得控制自身电量的使用情况，其功能自动启用的前提是电子秤未被使用的时间超过5min。 智能电子秤的优势在于其空间占用量不多，精度较高，使用方便简单，受众人群高，工作效率高，同时还能完成对称重物的价格计算，因为其具有的高性能，智能电子秤能同时保证交易双方的贸易质量和效率，其未来的发展空间也十分广阔。 关键词：数字电子称称重传感器 A/D转换器 8051单片机误差分析 摘要 随着科学技术的进步，对测量技术的要求越来越高。电子测量技术在各个领域得到了越来越广泛的应用。传统的电子测量仪器由于其功能单一，体积庞大，己经很难满足实际测量工作中多样性、多功能的需要。以虚拟仪器为代表的新型测量仪器改变了传统仪器的思想，它们充分利用计算机强大的软硬件功能，把计算机技术和测量技术紧密结合起来，是融合了电子测量、计算机和网络技术的新型测量技术。特别是基于计算机平台的各种测量仪器由于成本低、使用方便等优点得到了更广泛的应用。 本设计是结合传感器技术、数据采集技术和虚拟仪器技术开发设计了一种基于LabVIEW的电子秤，该系统采用普通PC 机为主机，利用图形化可视测试软件LabVIEW 为软件开发平台，将被测重量转换、处理、进行数据采集，实时进行处理、显示。 关键词：电子秤；虚拟仪器；LabVIEW Design of the intelligent electronic steelyard based on LabVIEW Abstract With the development of science and technology,the requirement on measurement technology is getting more and more important.The application of electronic measurement technology has extended to more fields than before.Due to limited functions and big size,traditional electronic measuring equipments are no longer suitable to common purposes.The rapid development of integrated circuit and computer technology gives birth to a new kind of instrument,Virtual Instrument(VI).As a result,the testing cost increases by a wide margin.In recently years,a new measure technology that combines the technology of electron,technology of computer,technology of network,is developed and this new technology is named VI.Especially various measuring instruments based on computer,they are more widely used because of their excellence such as:lower cost,easily used,etc. This design is to develop and design a kind of electronic steelyard based on LabVIEW，which combines the sensor technology，data gathering technology and the national instrument technology, the system used for ordinary PC-host, the use of graphic visual test software for LabVIEW software development platform, the weight will be tested Conversion processing of data acquisition, real-time processing and manifesting. Key words: electronics steelyard; virtual instrument; LabVIEW 《基于Lab View的电子秤设计》 课设报告书 学院：机电学院 学号： 姓名： 同组人： 指导老师： 提交日期：2017 年 6 月12 日 目录 一、概述 (1) 二、功能需求分析 (1) 三、系统设计 (1) 四、技术实现 (12) 五、课程设计问题及解决方法 (13) 六、心得体会 (13) 一、概述 电阻应变片是基于应变效应制作的，即导体或半导体材料在外界力的作用下产生机械变形时，其电阻值相应的发生变化。可直接作为测量传感元件，将电阻应变片接成电桥形式，当钢梁受到外力产生形变时，电桥内各电阻值将发生变化，产生相应的不平衡输出。 本次课程设计的目的，是掌握传感器的组成和基本原理、基本概念和分析方法、并具备构造、调试和工程设计传感器的能力。了解labview软件的使用方法，并利用软件构建信号分析程序和前面板。 二、功能需求分析 （1）量程0～1.5Kg，应变式传感器的结构设计； （2）电路设计，差分放大电路； （3）程序设计，包括信号处理程序和前面板。 三、系统设计 其电路构成主要有测量电路，差动放大电路。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NI数据采集卡的输入要求，将信号输入进电脑进行进一步分析。 原理流程图如下： 1、测量电路 电阻应变式传感器简称电阻应变计。当将电阻应变计用特殊胶剂粘在被测构件的表面上时，则敏感元件将随构件一起变形，其电阻值也随之变化，而电阻的变化与构件的变形保持一定的线性关系，进而通过相应的二次仪表系统即可测得构件的变形。通过应变计在构件上的不同粘贴方式及电路的不同联接，即可测得重力、变形、扭矩等机械参数 课程设计说明书 学生姓名：学号： 学院：信息与通信工程学院 专业：电子信息科学与技术 题目：电子综合应用实践： 数字电子秤设计 指导教师:职称: 2010 年 1 月 4 日 课程设计任务书 09/10 学年第一学期 学院：信息与通信工程学院 专业：电子信息科学与技术 学生姓名：学号： 学生姓名：学号： 学生姓名：学号： 学生姓名：学号： 课程设计题目：电子综合应用实践： 数字电子秤设计 起迄日期：2010年1月4 日～2010年1月15日指导教师： 系主任： 下达任务书日期: 2010 年1月 4 日 1．设计目的： 针对电子线路课程要求，对学生进行实用型电子线路设计、安装、调试等各环节的综合性训练，培养学生运用课程中所学的理论与实践紧密结合，独立地解决实际问题的能力。 2．设计内容和要求（包括原始数据、技术参数、条件、设计要求等）： 设计内容: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。 设计要求及技术指标： ①测量范围：0~1.999kg、0~19.99kg、0~199.9kg； ②用数字显示被测重量，小数点位置对应不同的量程显示。 3．设计工作任务及工作量的要求〔包括课程设计计算说明书(论文)、图纸、实物样品等〕： 1 电路原理图. 2 仿真结果. 3 课程设计说明书. 4．主要参考文献： 要求按国标GB 7714—87《文后参考文献著录规则》书写，例： 1 傅承义，陈运泰，祁贵中.地球物理学基础.北京：科学出版社，1985 （5篇以上） 5．设计成果形式及要求： 1电路原理图 2课程设计说明书 6．工作计划及进度： 2010年1 月4 日~ 1月7 日了解设计题目，查找资料、学习相关软件； 1月8日~ 1月13 日确定各题目要求计算相关参数，具体设计； 1月14日~ 1月15 日整理设计说明书，答辩。 系主任审查意见： 签字： 年月日多功能电子秤设计
电子称课程设计
基于单片机的数字电子称设计
基于LabVIEW的电子秤的设计
电子秤的设计与制作
电子称设计(完整版)