单片机电子秤设计报告完整版样本
基于单片机的电子秤系统设计(附程序代码)
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AT89S52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词：AT89S52单片机；电子秤；压力传感器；HX711WIRELESS TEMPERATURE DETECTING SYSTEM DESINGBASED ON MCUABSTRACTWith Intelligent electronic scale is the detection and conversion technology, computer technology, information processing, digital technology, an integrated modern technology of new weighing equipment.Ectronic scale takes SCM as its central controling unit,and achieves AD transform through weighting transducer,then adds keybord,display circuit and powerful softerwear. It is not only accurate,swift,and convenient, but also makes an important effect to people’s life by its automatic weightment and digital display, so it becomes more and more popular.The design of this system gives its eleboration from 3 parts: Hardwear circuit design,softwear programme debugging and entity weld debugging.Hardwear circuit reaches data processing by the controling unit which based on AT89S52，and gathers data by weighting transducer,then makes AD transform by HX711 to the data gathered, and the transformed data then transferred to AT89S52 for display prosessing, at last LCD1602 would show it out steadily without twinklingKey Words: AT89S52 MCU，Electrnoic Scale，Load sensor，HX711.目录摘要 (I)ABSTRACT (II)目录.......................................................................................................................................................................... I II 第1章绪论. (1)1.1课题背景与研究意义 (1)1.2 系统设计要求 (2)1.3系统设计方案 (3)1.4电子秤的主要组成 (5)1.4.1 电子秤的基本结构 (5)1.4.2 电子秤的工作原理 (6)1.4.3 电子秤的计量性能 (7)第2章系统硬件设计 (8)2.1 流系统元器件选型及参数介绍 (8)2.1.1 系统单片机选型 (8)2.1.2 系统传感器选型 (10)2.1.3 系统AD转换芯片选择 (13)2.1.4系统显示器选择 (14)2.1.5系统时钟芯片选择 (16)2.2 系统硬件电路设计 (17)2.2.1系统电源电路设计 (17)2.2.2系统单片机主控电路设计 (18)2.2.3系统显示部分电路设计 (20)2.2.4系统超重报警指示电路设计 (21)2.2.5系统按键输入电路设计 (21)2.3系统硬件电路的绘制与PCB线路板制作 (23)2.3.1 Protell 99 SE软件介绍 (23)2.3.2 系统原理图绘制与PCB印刷线路板制作 (23)第3章系统软件设计 (27)3.1 系统软件编程环境介绍 (27)3.2系统主程序流程图 (27)3.3系统显示部分流程图 (28)3.4系统按键调整部分流程图 (29)第四章系统的制作、安装与调试 (30)4.1电路的绘制与PCB板的制作 (30)4.2 系统的调试 (31)第五章总结与体会 (32)5.1 总结 (32)5.2 体会 (33)参考文献 (34)致谢 (35)第1章绪论1.1课题背景与研究意义电子秤作为一种计量手段，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。
单片机电子称课程设计1
单片机电子称课程设计1————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：2单片机技术及其应用原理课程设计报告设计题目:电子秤的设计专业年级:08电子信息工程本科小组成员: 杨婷(200800802035华娟(200800802041王尹怿(200800802048成绩:完成时间:20110702【设计题目】电子称的设计【设计要求】(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【设计过程】1.【方案设计】34 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: 方案一结构简图如下图所示:图1 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。
方案二前端信号处理时,选用放大、信号转换等措施,尤其在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。
结构简图如下图所示:图2 LCD 显示的方案目前单片机技术比较成熟,功能也比较强大,被测信号经放大整形后送入单片机,由单片机对测量信号进行处理并根据相应的数据关系译码显示出被测物体的重量。
单片机控制适合于功能比较简单的控制系统,而且其具有成本低,功耗低,体积小算术运算功能强,技术成熟等优点。
但其缺点是外围电路比较复杂,编程复杂。
使用这种方案会给系统设计带来一定的难度。
方案三采用现场可编程门阵列(FPGA为控制核心采用现场可编程门阵列(FPGA为控制核心,利用EDA软件编程,下载烧制实现。
电子秤课程设计实验报告
蠕变(%F.S/3min)
0.05
推荐激励电压(V)
3～12
零点漂移(%F.S/1min)
0.05
工作温度范围 (℃)
-10～+50
零点温度漂移(%F.S/10℃)
0.2
过载能力(%F.S)
150
由于其激励电压越高，准确度越高的特性，本次设计使用10V电源供电。
2.2信号放大电路的设计与选择
ADC_InitStructure.ADC_ContinuousConvMode = ENABLE; //连续转换
ADC_InitStructure.ADC_ExternalTrigConv = ADC_ExternalTrigConv_None; //转换不受外界决定
ADC_InitStructure.n_Right; //右对齐
c.单片机数据处理及控制电路，包括矩阵键盘，OLED屏幕等。
d.双电源供电及变压电路。
1.2.2 基本工作原理及原理框图
图一：基本硬件系统结构图
全桥电阻应变式传感器输入电压，当标准重物放置在传感器之上时，电阻值发生改变，使加载到全桥电路上的输出电压发生变化，变化范围约为3mV到10mV运用AD620N仪表放大电路将微弱模拟信号放大，并经过LM358搭建的电压跟随器电路滤波。送至STM32单片机中进行A/D模数转换，将模拟信号转变成单片机能够识别的数字信号，并且利用单片机控制整个电路的同时，处理数字信号，并且控制在OLED中显示实时结果。
量程（kg）
3kg
综合误差(%F.S)
0.05
额定输出温度飘移(%F.S/10℃)
≤0.15
灵敏度(mv/v)
1.0±0.1
基于单片机的智能数字电子秤设计
4
软件设计
软件设计
本设计的软件部分采用C语言编写，主要实现以下功能
通过A/D转换器读取称重传感 器的模拟信号：并进行数据 处理
根据预设的算法计算被测物 的重量
将重量值通过显示模块显示 出来
通过按键模块进行参数设定 和功能选择
当称重超过预设值时：通过 报警模块发出警报
检查电路板是否焊接正确： 各元件是否连接良好
给系统供电：检查电源是否 稳定
-
感谢大家观看
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汇报人：XXXXX
日期：XXXX
2023
软件流程图如下
软件设计
启动系统：进行初始化操作 进入主循环：不断读取称重传感器的模 拟信号并进行数据处理 根据处理结果更新重量值并显示在液晶 显示屏上 检查是否有按键按下：如果有则进行相 应的处理 如果称重超过预设值：则发出警报 继续循环执行上述操作
5
调试与测试
调试与测试
在完成硬件和软件的设计后，需 要进行调试和测试。具体步骤如 下
将单片机计算出的重量值 显示出来
按键模块
用于设定单价、重量单位 等信息
报警模块
当称重超过预设值时，发 出警报
7
系统设计
7
8
系统的核心部分是单片机， 它控制着整个系统的运作
通过A/D转换器获取称重传 感器的模拟信号，然后进 行数据处理，计算出被测
物的重量
9
最后，将重量值通过显示 模块显示出来
3
硬件设计
电子秤所取代
本设计是基于单片机技术的智 能数字电子秤，具有操作简便、
读数准确、智能化等特点
2
简易电子称设计报告
摘要本简易电子秤由数据采集、控制器和人机交互界面三部分构成。
其中数据采集部分由测量电路、差动放大电路与电压采集电路组成；测量电路采用4片电阻应变片组成的全桥电路。
差动放大把传感器输出的微弱模拟信号放大275倍，以满足A/D转换器对输入信号电平的要求；A/D转换器把模拟信号转变成数字信号，控制器把数字信号输送到显示电路中去。
控制器选用IAP15F2K61S2单片机，用按键来选择、确定功能，最后所有结果由OLED进行显示。
电子秤自带电源，并具有称重、设置单价、金额累计、去皮、超量程报警与语音播报等功能。
当电子秤称重范围为5.00g~500g。
当重量小于50g时，称重误差小于0.5g；重量在50g及以上，称重误差小于1g。
整个系统稳定，界面友好，转换精度高，人性化。
关键词：电子秤传感器A/D 控制器目录第1章方案比较论证与选择 (1)1.1整体设计思路 (1)1.2数据采集部分 (1)1.2.1测量电路 (1)1.2.2放大电路 (2)1.2.3电压采集电路 (2)1.3控制器部分 (2)1.4人机交互界面 (3)1.4.1按键 (3)1.4.2显示界面 (3)1.5系统设计框图 (4)第2章系统模块电路设计 (4)2.1数据采集部分 (4)2.1.1测量电路 (4)2.1.2放大电路 (5)2.1.3电压采集电路 (6)2.2控制器部分 (7)2.3人机交互界面 (7)2.3.1按键 (7)2.3.2显示界面 (7)2.4其他 (8)2.4.1系统电源 (8)2.4.2语音播报部分 (8)2.4.3固件升级接口 (8)第3章系统软件设计 (9)3.1软件设计工具与平台 (9)3.2软件设计思想 (9)3.3软件设计流程图 (10)第4章系统调试与测试 (10)4.1调试与测试所用仪器 (10)4.2调试过程 (10)4.3测试过程 (11)4.4测试结果 (13)4.5结果分析 (13)第5章设计总结 (14)参考文献 (14)附录 (15)第1章 方案比较论证与选择1.1整体设计思路此设计分为数据采集部分、控制器部分和人机交互界面三部分。
基于单片机的电子秤设计
基于单片机的电子秤设计随着科技的不断发展，电子秤在日常生活和工业生产中发挥着越来越重要的作用。
传统的电子秤往往采用复杂的电路和机械结构，使得其体积大、成本高、可靠性差。
为了解决这些问题，本文将介绍一种基于单片机的电子秤设计方案。
一、系统设计方案基于单片机的电子秤主要由传感器、信号处理电路、单片机和显示模块组成。
其中，传感器负责采集物体的重量信息，信号处理电路则对传感器输出的信号进行放大和滤波，单片机对处理后的信号进行读取和计算，并将结果传输给显示模块。
二、硬件设计1、传感器电子秤的传感器部分通常采用应变片式或电容式传感器。
其中，应变片式传感器具有精度高、稳定性好的优点，但其输出信号较小，需要经过放大处理；电容式传感器则具有响应速度快、过载能力强的优点，但其精度和稳定性相对较差。
因此，在选择传感器时需要根据实际需求进行权衡。
2、信号处理电路信号处理电路主要包括放大器和滤波器两部分。
放大器用于将传感器输出的微弱信号进行放大，以便于后续处理；滤波器则用于去除信号中的噪声和干扰。
此外，还需要设计适当的电源电路，为整个系统提供稳定的电源。
3、单片机单片机是整个系统的核心，负责对传感器输出的信号进行读取和计算。
本设计采用AT89C51单片机，该单片机具有价格低、性能稳定、易于编程等优点。
4、显示模块显示模块用于将单片机的计算结果直观地展示给用户。
本设计采用LED数码管作为显示器件，具有简单易用、成本低等优点。
三、软件设计软件部分主要包括数据采集、数据处理和数据显示三个模块。
数据采集模块负责读取传感器的输出信号；数据处理模块则对采集到的数据进行滤波、放大和计算；数据显示模块则将处理后的结果通过LED数码管展示给用户。
此外，还需要设计适当的延时和去抖动算法，以提高系统的稳定性和精度。
四、测试与结论为了验证本设计的有效性，我们对基于单片机的电子秤进行了测试。
测试结果表明，该电子秤的测量精度和稳定性均得到了较好的实现，同时具有体积小、成本低、可靠性高等优点。
电子秤设计制作实训报告
一、实训背景随着科技的不断发展，电子秤作为一种常见的计量工具，在日常生活中扮演着重要角色。
为了提高学生的动手能力、创新能力和实际应用能力，我们开展了基于51单片机的电子秤设计制作实训。
本次实训旨在让学生了解电子秤的基本原理，掌握电子秤的设计与制作方法，并能够根据实际需求进行创新设计。
二、实训目标1. 掌握电子秤的基本原理和组成部分；2. 学会使用51单片机进行电子秤的设计与编程；3. 熟悉LCD1602液晶显示屏和矩阵按键的使用方法；4. 学会使用HX711高精度AD转换芯片读取压力传感器数值；5. 能够根据实际需求对电子秤进行功能扩展和创新设计。
三、实训内容1. 电子秤原理及组成部分电子秤主要由传感器、信号处理电路、显示模块、按键模块和控制单元等组成。
传感器用于检测物体的重量，信号处理电路将传感器输出的模拟信号转换为数字信号，显示模块用于显示物体的重量和价格，按键模块用于设置单价、计价、清零和去皮等功能，控制单元则负责整个电子秤的运行和控制。
2. 51单片机编程本次实训采用C语言进行51单片机编程。
首先，我们需要定义电子秤的各项参数，如传感器灵敏度、单价等。
然后，编写程序实现以下功能：（1）读取传感器数值，并进行A/D转换；（2）根据传感器数值计算物体的重量；（3）根据单价和重量计算商品价格；（4）显示物体的重量、单价、商品价格和总价；（5）实现计价、清零、去皮等功能。
3. LCD1602液晶显示屏和矩阵按键的使用LCD1602液晶显示屏用于显示物体的重量、单价、商品价格和总价等信息。
矩阵按键用于设置单价、计价、清零和去皮等功能。
我们需要编写程序实现以下功能：（1）初始化LCD1602液晶显示屏；（2）根据按键输入，显示相应的信息；（3）根据按键输入，执行相应的操作。
4. HX711高精度AD转换芯片的使用HX711高精度AD转换芯片用于读取压力传感器数值。
我们需要编写程序实现以下功能：（1）初始化HX711芯片；（2）读取压力传感器数值；（3）将传感器数值转换为重量。
基于单片机的智能电子秤设计
基于单片机的智能电子秤设计在现代社会，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。
随着科技的不断发展，人们对电子秤的功能和性能提出了更高的要求，智能电子秤应运而生。
智能电子秤不仅能够准确测量物体的重量，还具备了数据处理、存储、传输以及智能化控制等功能，为人们的生产和生活带来了极大的便利。
本文将介绍一种基于单片机的智能电子秤设计方案。
一、系统总体设计本智能电子秤系统主要由称重传感器、信号调理电路、单片机、显示模块、键盘模块以及通信模块等部分组成。
称重传感器负责将物体的重量转换为电信号，信号调理电路对传感器输出的微弱信号进行放大、滤波等处理，以提高信号的质量。
单片机作为系统的核心，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和相关信息，键盘模块用于输入操作指令，通信模块则用于将测量数据传输到上位机或其他设备。
二、硬件设计1、称重传感器称重传感器是电子秤的关键部件，其性能直接影响测量精度。
本设计选用电阻应变式称重传感器，该传感器具有精度高、稳定性好、结构简单等优点。
电阻应变式称重传感器的工作原理是基于电阻应变效应，当传感器受到外力作用时，其弹性体发生变形，从而导致粘贴在弹性体上的电阻应变片的电阻值发生变化。
通过测量电阻应变片电阻值的变化，即可得到外力的大小。
2、信号调理电路由于称重传感器输出的信号非常微弱，通常只有几毫伏到几十毫伏，且含有大量的噪声和干扰，因此需要经过信号调理电路进行放大、滤波等处理。
信号调理电路主要由放大器、滤波器和基准电源等组成。
放大器采用高精度仪表放大器，能够将传感器输出的微弱信号放大到适合单片机处理的范围。
滤波器采用低通滤波器，用于滤除信号中的高频噪声和干扰。
基准电源为整个电路提供稳定的参考电压，以保证测量精度。
3、单片机单片机是整个系统的控制核心，本设计选用 STM32F103 系列单片机。
STM32F103 系列单片机具有高性能、低功耗、丰富的外设资源等优点，能够满足智能电子秤的设计要求。
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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
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芯片经过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, 用户能够经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2mV/V。
当使用2 mV/V灵敏度和5 V激励电压的传感器时, 其满度输出电压为10 mV。
一般, 为了使用称重传感器线性度最好的一段称重范围, 应当仅使用满度范围的三分之二。
因此满度输出电压应当大约为6mV。
当电子秤应用于工业环境时, 在6mV满度范围内测量微小的信号变化并非易事。
(2) 总误差
总误差是指输出误差和额定误差的比值。
典型电子秤的总误差指标大约是0.02%, 这一技术指标相当重要, 它限制了使用理想信号调节电路所能达到的精确度, 决定了ADC分辨率的选择以及放大电路和滤波器的设计。
(3) 漂移
称重传感器也产生与时间相关的漂移。
当前常见的称重传感器有电阻应变式压力传感器、电容压力传感器、压电式压力传感器。
选用时应按稳定行、精度登记、寿命和安装环境要求考虑, 其主要特点如下:
(1) 电容式压力传感器稳定性较差, 精度和灵敏度较高, 寿命较短, 对环境要求苛刻, 不易长距离传输。
(2) 压电式压力传感器稳定性好, 精度和灵敏度高, 寿命长, 但大量程的压力传感器尚待进一步研究。
(3) 电阻应变式压力传感器稳定性较好, 精度和灵敏度较高, 寿命较长, 对测量环境要求不太严格。
综上所述, 选用电阻应变式压力传感器作为电子秤称重传感器是最为合适的。
电阻应变式压力传感器主要由弹性体、电阻应变片电缆线等组成, 内部线路采用惠更斯电桥, 当弹性体承受载荷产生变形时, 电阻应变片( 转换元件) 受到拉伸或压缩应变片变形后, 它的阻值将发生变化( 增大或减小) , 从而使电桥失去平衡, 产生相应的差动信号, 供后续电路测量和处理。
电阻应变式
传感器测量原理如图2所示。
图2 电阻应变式传感器测量原理
当垂直正压力P作用于梁上时, 梁产生形变, 电阻应变片R1、R3受压弯拉伸, 阻值增加; R2、R4受压缩, 阻值减小。
电桥失去平衡, 产生不平衡电压, 不平衡电压与作用在传感器上的载菏P 成正比, 从而将非电量转化成电量输出。
R1、R2、R3和R4组成惠更斯电桥, 将2对电阻应变片的阻值变化转变成输出电压, 其工作原理如图3所示。
图3 测量电桥原理。