基于单片机实验系统设计的称重系统硬件设计
基于STM32F1单片机的电子秤设计
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。
基于单片机的实用电子秤设计
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设计
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。
基于单片机的智能电子秤控制系统的设计
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。
单片机电子秤毕业设计
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。
基于单片机电子秤硬件电路设计
基于单片机电子秤硬件电路设计根据设计要求与设计思路，此电路由一块AT89S52、按键输入电路、时钟电路、复位电路、LCD显示段码驱动电路、LCD显示位码驱动电路、12位LCD显示器电路、蜂鸣器电路。
图3.1硬件电路设计框图在本系统中用于称量的主要器件是称重传感器（一次变换元件），称重传感器在受到压力或拉力时会产生电信号，受到不同压力或拉力是产生的电信号也随着变化，而且力与电信号的关系一般为线性关系。
由于称重传感器一般的输出范围为0～20mV，对A/D转换或单片机的工作参数来说不能使A/D转换和单片机正常工作，所以需要对输出的信号进行放大。
由于传感器输出的为模拟信号，所以需要对其进行A/D转换为数字信号以便单片机接收。
单片机根据称重传感器输出的电信号和速度传感器输出的速度信号计算出物体的重量。
在本系统中，硬件电路的构成主要有以下几部分： AT89C52的最小系统构成、电源电路、数据采集、人-机交换电路等。
3.1 AT89S52的最小系统电路3.1.1单片机芯片AT89S52介绍单片机采用MCS-51系列单片机。
由ATMEL公司生产的AT89S52是一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8K 在系统可编程Flash 存储器。
使用Atmel 公司高密度非易失性存储器技术制造，与工业80C51产品指令和引脚完全兼容。
在单芯片上，拥有灵巧的8 位CPU 和在线系统可编程Flash，使得AT89S52为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、有效的解决方案。
AT89S52具有以下标准功能： 8k字节Flash，256字节RAM，32 位I/O 口线，看门狗定时器，2 个数据指针，三个16 位定时器/计数器，一个6向量2级中断结构，全双工串行口，片内晶振及时钟电路。
空闲模式下，CPU停止工作，允许RAM、定时器/计数器、串口、中断继续工作。
掉电保护方式下，RAM内容被保存，振荡器被冻结，单片机一切工作停止，直到下一个中断或硬件复位为止。
基于单片机的简易称重系统设计方案
基于单片机的简易称重系统设计方案下载提示：该文档是本店铺精心编制而成的，希望大家下载后，能够帮助大家解决实际问题。
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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。
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近 年来 ， 随着新技 术的应用和 国内外市场需 求的不断增 加， 电子称重技 术得 以不 断发 展，并且新 的电子 称重装置 也 在不断被研 制和生产 出来 。 电子衡器 的发展趋势 是小型化 、 模块化 、 集成化 、 智 能化、 高精度 、 高效率 、 高抗干扰 能力 。同 时 电子 称重装置也 正在 和更 多的外部设备 结合 起来 ，比如 ： 计算机 、打印机 、 显示器等 等 。称重对 工作人员来说 变得更 加 方便、 快捷 ， 称 重也更加准 确、 高效 。随着工业 自动化和管
２ ０ １ ３年第 ２期
（ 总第 １ ２ ４期）
信 息 通 信
Ｉ ＮＦ ＯＲＭ ＡＴＩ ＯＮ ＆ ＣＯＭ Ｍ ＵＮＩ ＣＡＴＩ ＯＮＳ
２０１ ３
（ Ｓ ｕ ｍ ．பைடு நூலகம் ｏ １ ２ ４ ）
基 于单 片机 实验 系统 设计 的称 重系统硬件 设计
邓玉 良
（ 江苏省金坛 中等 专业学校 ， 江苏 金 坛 ２ １ ３ ２ ０ ０ ）
计。
理现代 化的进展 ，自动 在线称重 、 快速 动态称重和称 重系统
有 了很大发展 。 进一步采 用新技术 ， 开发各种 自动称重系统 ，
这是一个 电阻应变片式称重传感器 ，将 电阻应变 片贴在 金属 的弹性体 （ Ｕ Ｐ 力敏感器） 上， 并连接成一差动全桥 电路 。 电
提 高动态称重 的准 确度 ， 加强 网络 功能是当今各 国发展 的重
用ｌ ｍ Ａ 的驱动 电流 。 在 电路 中采用通用运算 放大器 Ｌ Ｍ３ ２ ４ ， 由稳态二极管 ＶＳ提供 ２ ． ５ Ｖ 的输 出电压经 电阻 Ｒ ２和 Ｒ ３分 压得到基准 电压， 作为运放 Ａｌ 输入 电压， 并供给 ｌ ｍ Ａ的电流 。
传感器 的驱动 电流流过基 准 电阻 Ｒ ４ ， 其上的压降等于输入 电
［ （ １ ＋ ） ＋ ： Ｋ ｅ
（ ３ ）
电源 。考虑本次设计 的实际要求 ， 为使系统稳 定工作， 提高产
品的性价 比， 电源 电路的设计决定采用如下方案：
把（ １ ） 、 （ ２ ） 代入 （ ３ ） 可 以得到其输 出电压 为：
＝
（ １ ＋ ） ｆ Ｃ ＿
．
点 。本课 题 正是尝试 去设 计一种 具有液 晶显 示功 能的称 重 系统 。尽管这 不是一种新 型的称重系 统， 但此类 电子秤测 量 精度高 、 实用性 好 ， 所 以对其进行 研究还是 有一定 的必 要性
的。
阻应变片 实心轴沿轴 向线应 变为：
‘ ：
，
（ １ ）
实心轴沿圆周 向线应变为 ：
（ ５ ）
Ｓ Ｐ ２ ０ Ｃ ． Ｇ５ ０ １ 的 输 出 电压 为 １ － ５ Ｖ， 相应压力 为 １ － ５ ０ Ｋ Ｐ ａ 。
１ ． ２数 据 采集部 分 电路设 计
１ ． ２ ． １传 感器外围以及放 大电路设计 传感器实际上是一种将质量信号转变为可测量 的电信号
供电电流变动会直接影响传感器的输出 电压 ，因此希望 电流
，
和＋ ５ ｖ、 ． ５ Ｖ供传感器和 系统 的其他芯 片使用 。在变 压器 的原
边加入熔断保护装置和 ＭＦ Ｃ网络 ， 使得系统获得的 电源 更稳 定， 效果更好 ， 且电路短路时， 熔断装置会迅速切断 电源 ， 保护 其他 电路元件 不被损坏 。
七
七
－ ｅ ｇ ｊ Ｆ
２ ２ ０ Ｖ的交流 电经过变压器后输 出 １ ５ Ｖ的 电压 ， 经整流滤
波 电路后 ， 通过 ７ ８ １ ２ 和Ｌ Ｍ７ ９ ０ ５进行 Ｄ Ｃ ／ Ｄ Ｃ变 换得 到＋ １ ２ Ｖ
（ ４ ）
其 中 Ｆ为压力 （ 即重物重量） Ａ为受力面积 Ｅ为弹性材料 的弹性模 量。如果在电阻的两侧 都加入应变片， 则其输 出为
ａｒ ＝ 一 一 ＝
，
１称重 系统 的硬 件设计
１ ． １ 电源 电路 设计
根据设计需要 ， 本 系统 中需要设计两种不 同级 别的电源 ， 即传感器需要＋ １ ２ Ｖ 的电源 ，而系统其他芯片使用的是 ＋ ５ Ｖ
（ ２ ）
金属材料 的电阻相对变化公式为 ：
：
』 【
／Ｉ
变动要小。此外， 增 大 或 减 小 驱 动 电流 可 调 整 输 出 电压 ， 但 电
流过小 ， 输出 电压降低 同时抗噪声能力减弱 ； 电流过大 ， 会使 传感器发热等 ，将对传感器特性加大影响 。因此在 电路 中使
输 出的装置 。使用传感器首先要考虑传感器所处 的实际工作
环境 ， 这对正确使用传感器至关重要， 它关系到传感器能否正
由于传 感器输 出的电压信 号很 小 ，是 ｍＶ 级的 电压信
号， 因此 为 了提 高系 统 的抗 干扰 能力 ， 在传 感器 外 围电路 的
设计 过程 中增加 了 由普 通运放 设计 的差动 放大 器增益 调节 电阻 Ｒ ｇ 选用 １ ０ Ｋ 电阻 ， 是为 了满足 系统抗干 扰 的要求而 设
摘要 ： 设 计 了一种称重 系统 ， 以ＡＴ ８ ９ Ｓ ５ １ 单片机 为主芯片， 重量信息 由称重传 感器转换成 电信号， 并通过测量 电路进行滤 波放 大， 由单片机控 制 Ａ ／ Ｄ 转换 器完成数 据采集， 并 由单片机完成运算 ， 每 次称 的体 重由液晶显示器显示 出来 ， 以供居 民 了解。此称重 系统具备 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。
关键词： Ａ Ｔ ８ ９ Ｓ ５ ｌ ； ＡＤ５ ７ ４ ； 液 晶 显 示 器
中图分类号 ： Ｔ Ｎ８ ７ ３ ． ９ ３
文献标识码 ： Ａ
文章编号 ： １ ６ ７ ３ － １ １ ３ １ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ２ — ０ ０ ７ ６ ・ ０ ２
用 的最终方案 是上海开沐 自动化有 限公司 生产 的ＮＳ — Ｔ Ｈ１ 系 列称 重传感器 ， 额定载荷 ２ ０ Ｋ ｇ ， 该称重传感器 采用 全桥 式等