毕业论文电子体重秤测试系统设计与实现
【毕业设计】毕业设计电子秤
【关键字】毕业设计毕业设计电子秤篇一：毕业论文--基于单片机的电子秤设计基于单片机的电子秤设计摘要:本设计以51系列单片机STC89C52RC为控制核心，实现电子秤的基本控制功能。
在设计系统时，为了更好地采用模块化设计法，分步的设计各个单元功能模块，系统的硬件部分可以分为最小系统、数据采集、人机交互界面(键盘以及显示)和系统电源四大部分。
最小系统部分为STC89C52RC系统；数据采集部分由压力传感器、信号的前级处理和A/D转换部分组成，包括运算放大器OP07和A/D转换器ADC0809；人机交互界面为键盘输入和数码管显示，主要使用5X5键盘、CH423数码管控制芯片及13位数码管显示，可以方便的输入数据并直观的显示重量、单价和总价。
系统电源是以LM7805、LM7812为核心设计电路以提供系统正常工作电源。
软件部分应用单片机C51语言进行编程，实现了该设计的基本控制功能。
该电子秤可以实现基本的称重功能（称重范围为0～10Kg，重量误差不大于±0.02Kg）,重量、单价、总价的计量可以精确到两位小数，键盘设置有数字键（‘0’～‘9’、‘.’）、储存键、单价1～单价8调用单价键、清除键、去皮键等；发挥部分有8种不同物品的单价记忆功能、99种消费商品价格累计功能、；待发挥部分为讲电子秤与打印机连接，能打印消费记录（小票），超量程和欠量程的报警功能。
本系统结构简单，使用方便，功能齐全，精度高，具有一定的开发价值。
关键词：单片机采样电路A/D转换器CH423数码管驱动芯片数码管显示工作电源the design of electronic scales based on Single-chipMicrocomputerABSTRACT :The design for the control of 51 computers STC89C52RC the core, to achieve the basic control functions of electronic scales. In designing the system, in order to better modular design, the design of each unit step function modules, the system can be divided into the minimum hardware system, data acquisition, man-machine interface (keypad and display) and the system power 4 most. Minimum system partly STC89C52RC system; data collection in part by the pressure sensor, signal processing and the first class A / D conversion components, including the operational amplifier OP07 and the A / D converter ADC0809; man-machine interface for the keyboard and digital display The main use of 5X5 keypad, CH423 digital control chip and 13 digital display, can easily enter data and visual display weight, unit price and total price. System power is based on LM7805, LM7812 as the core design of the circuit to provide normal power supply system. Software part of the application MCU C51 language programming, the design of the basic control functions. The electronic weighing scales can realize the basic functions (weighing range of 0 ~ 10Kg, the weight of the error is not greater than ± 0.02Kg), weight, unit price, total measurement is accurate to two decimal places, the keyboard settings are the number keys ( '0 '~ '9','.'), storage key, Unit 1 to Unit 8 Unit call key, clear key, peeled keys, etc.; play a part in 8different items priced memory, 99 kinds of consumer goods prices cumulative function; play a part to be about electronic scales and printers connected to print consumption records (small notes), over range and under-range alarm. The system is simple, easy to use, fully functional, high precision, has some value for development.Key words：microcontroller sampling circuit A/D converter CH423 digital tube driver chip digital display Power Supply目录第一章绪论11.1引言 (1)1.2 选题背景与意义 (1)第二章系统方案的设计 (2)2.1 电子秤的设计要求 (2)2.1.1 基本要求 (2)2.1.2 特色与创新 (2)2.2实验原理及设计基本思路 (2) (2)2.2.2 系统设计基本思路 (2)2.3 系统总体设计方案比较与论证 (3)2.4单片机的选型 (4)2.5 数据采集部分的方案确定 (4)2.5.1 传感器 (4)2.5.2 前级放大器部分 (7)2.5.3 A/D 转换器 (9)2.6人机交互部分 (11)2.6.1 键盘输入 (11)2.6.2 输出显示 (11)2.7系统电源 (12)2.8 具体实施方案简介 (13)第三章系统硬件设计 (15)3.1 基于STC89C52RC的主控电路 (15) (15)3.2 系统电源 (18)3.2.1 芯片介绍 (18)3.2.2 电源电路 (19)第四章软件流程 (20)4.1 主程序流程图 (20)4.2 键盘扫描流程图 (21)第五章结论 (22)5.1 论文总结 (22)5.2 感想 (22)致谢 (24)参考文献 (25)附录A：原理图 (26)附录B：源程序 (29)第一章绪论1.1引言在现代化的今天，电子产品变得越来越丰富，给人们带来了诸多方便，其中电子秤成了人们生活中不可或缺的一部分。
电子秤的设计毕业论文
电子秤的设计毕业论文电子秤的设计摘要：本文主要介绍了电子秤的设计。
在设计中，首先进行了硬件设计，包括选取负载电阻，选择放大器运放，设计AD转换电路以及LCD显示屏等组成电子秤的关键硬件模块。
其次，进行了软件设计，使用Keil软件编写程序实现电子秤的各项功能。
对所设计的电子秤进行了测试验证，结果表明，该电子秤的测量精度达到了0.001g的标准。
关键词：电子秤，硬件设计，软件设计，测试验证一、设计思路电子秤是一种以数字量化的方式来实现物品质量测量的设备，具有精度高、测量范围广、易于读取和读数准确等优点。
电子秤一般由传感器、放大器、AD转换器、显示屏等组成，因此本次设计重点在于设计出这些硬件模块，并配以合适的软件程序来控制和实现各项功能。
二、硬件设计1.选取负载电阻电子秤的测量精度直接与所采用的负载电阻有关，如果选择的电阻太小，会导致电子秤的灵敏度降低，而过大的电阻则会使得电子秤在测量重量时不够精确。
因此，为确保电子秤的精度，应该根据秤的制造要求来选择负载电阻。
考虑到设计成本及电路的稳定性，本次设计选用的负载电阻为100欧姆。
2.选择放大器运放为了保证电子秤在测量重量时的可靠性，并获得良好的放大效果，本次设计选用了高精度的放大器运放—AD620。
AD620是一种可编程增益运放器，其增益范围从1到10,000，增益调节简单、性能稳定，广泛用于电子秤等有关测量领域。
3.设计AD转换电路AD转换电路是电子秤中重要的硬件模块，其负责将被放大后的电信号转换为数字信号，以实现数字化显示。
本设计中选用了12位的AD转换器—TLC2543，其采样频率可达50ksps，可以满足电子秤测量的速度要求。
4.LCD显示模块所设计的电子秤需要具备数据输出功能，因此本次设计选用了128*64点阵的LCD显示器模块，作为数据显示的主要载体。
这种LCD显示器具有显示清晰、占用空间小、显示效果佳等优点，适合在电子秤设计中使用。
三、软件设计在电路硬件模块设计完毕之后，为了实现电子秤的各项功能，我们需要设计一个可存在单片机中的程序。
电子秤 毕业设计
电子秤毕业设计电子秤毕业设计在现代社会中，电子秤作为一种常见的测量工具，广泛应用于商业领域和个人生活中。
而作为一名电子工程专业的毕业生，我决定以电子秤为主题进行毕业设计，以提升我的专业技能和实践能力。
首先，我需要了解电子秤的基本原理和工作方式。
电子秤的核心部件是称重传感器，它能够将物体的重量转化为电信号。
在设计过程中，我将学习如何选择合适的传感器，并通过电路设计和编程来实现准确的重量测量。
此外，我还将研究如何设计合理的外壳结构和显示屏，以提高电子秤的易用性和美观度。
其次，我将考虑电子秤的功能扩展和智能化设计。
如今，人们对电子秤的需求不仅仅是简单的重量测量，还包括计算体脂率、记录数据、连接手机等功能。
因此，在我的毕业设计中，我将尝试加入这些功能，并通过传感器和微控制器的组合来实现。
这将提高电子秤的实用性和竞争力。
在设计过程中，我还将考虑电子秤的精度和稳定性。
精确的重量测量是电子秤的核心功能，而稳定性则直接影响用户体验。
为了提高精度和稳定性，我将研究传感器的特性和校准方法，并通过算法优化和电路设计来减小误差。
同时，我还将考虑如何提高电子秤的抗干扰能力，以避免外界因素对测量结果的影响。
除了技术层面的设计，我还将关注电子秤的市场需求和用户体验。
通过市场调研和用户反馈，我将了解电子秤的主要应用场景和用户需求，并据此进行功能设计和界面优化。
我将注重用户友好性和操作便捷性，使电子秤成为用户生活中不可或缺的工具。
最后，我将进行实际的电子秤制作和测试。
通过选购材料、焊接电路、编程调试等步骤，我将亲手制作出一台完整的电子秤原型。
然后，我将进行严格的测试和验证，确保电子秤的各项功能和性能达到设计要求。
通过这个过程，我将学会如何将理论知识应用于实践，并培养解决问题的能力和团队合作精神。
通过这个毕业设计项目，我相信我将获得宝贵的经验和技能，为将来的工作做好准备。
电子秤作为一种常见的电子产品，具有广阔的市场前景和应用空间。
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 (2)2.2.1 承重、传力复位系统 (2)2.2.2 称重传感器 (2)2.2.3 测量显示、数据显示装置 (3)2.3 电子秤的计量性能 (3)3 系统设计方案论证与选型 (3)3.1 控制器 (4)3.2 数据采集部分 (4)3.2.1 传感器的选择 (4)3.2.2传感器技术指标 (6)3.2.3 放大电路模块 (6)3.2.4 A/D转换器的选择 (7)3.3 显示电路部分 (7)3.4 STC12C5A60S2的最小系统电路 (8)3.4.1 单片机芯片STC12管脚图 (9)3.4.2单片机的基本连接电路 (9)3.5 键盘电路 (10)4 电子体重秤实物的设计与制作 (10)4.1实物的设计 (10)4.2 实物加工图纸 (11)4.2.1体重秤垫块 (11)4.2.2 体重秤踏板 (11)4.2.3体重秤底座 (12)5 系统软件设计 (12)5.1 初始化及主程序模块 (12)5.2 按键模块 (13)5.3 显示模块 (13)5.4 AD转换模块 (14)6 软硬件的调试 (14)6.1 软件部分 (14)6.2 硬件部分 (15)结束语 (16)参考文献 (17)附录 (18)致谢 (22)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。
而后，又采用简单的秤来测定质量。
事实上秤是最普遍、最普及的计量的工具，电子秤取代机械秤是科学技术发展的必然规律。
低成本、高智能的电子秤也因此具有十分广阔的市场。
称重自古以来就十分的受人们的重视，作为一种计量手段，广泛应用于工农业、科研、交通、外贸易等各个领域，与人民的生活息息相关。
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 (7)2.2.3 A/D转换器的选择 (8)2.2.4键盘处理部分方案论证 (9)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 (10)第三章硬件电路设计 (11)3.1AT89S52的最小系统电路 (11)3.1.1单片机芯片AT89S52介绍 (11)3.1.3 AT89S52的最小系统电路构成 (12)3.2电源电路设计 (13)3.3数据采集部分电路设计 (13)3.6.1LED结构与原理 (15)3.6.2动态显示LED显示器接口 (16)3.4键盘电路与AT89S52单片机接口电路设计 (17)键盘电路与AT89C51的接口电路设计 (17)3.5报警电路的设计 (18)第四章系统软件设计 (20)4.1主程序设计 (20)4.2子程序设计 (21)4.2.1 A/D转换启动及数据读取程序设计 (21)4.2.2显示子程序设计 (22)4.2.3 键盘输入控制程序的设计 (22)4.2.4报警子程序的设计 (23)第五章总结 (25)参考文献 (26)附录1系统总图 (27)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。
数字电子秤的设计与实现毕业设计
河南工程学院论文版权使用授权书本人完全了解河南工程学院关于收集、保存、使用学位论文的规定，同意如下各项内容：按照学校要求提交论文的印刷本和电子版本；学校有权保存论文的印刷本和电子版，并采用影印、缩印、扫描、数字化或其它手段保存论文；学校有权提供目录检索以与提供本论文全文或者部分的阅览服务；学校有权按有关规定向国家有关部门或者机构送交论文的复印件和电子版；在不以赢利为目的的前提下，学校可以适当复制论文的部分或全部内容用于学术活动。
论文作者签名：年月日河南工程学院毕业设计原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文，是本人在指导教师指导下，进行研究工作所取得的成果。
除文中已经注明引用的内容外，本论文的研究成果不包含任何他人创作的、已公开发表或者没有公开发表的作品的内容。
对本论文所涉与的研究工作做出贡献的其他个人和集体，均已在文中以明确方式标明。
本学位论文原创性声明的法律责任由本人承担。
论文作者签名：年月日河南工程学院毕业设计任务书题目数字电子秤的设计与实现专业电气工程与其自动化学号 2 姓名李东盼主要内容：电子秤以单片机为信息处理核心，外围电路主要有电源模块、信号采集模块、信号放大积分模块、数据存储模块、电压报警模块等部分组成。
电源电路为系统提供+5V直流稳压电源。
当被称重物体放于秤盘（压力传感器）上时，传感器产生与被测物体相对应的电压信号，信号经放大电路放大，积分电路初步数字化之后单片机接收，单片机再进行数字滤波、处理输出给LCD，显示被秤物体的质量，完成称重功能。
通过键盘可以输入单价，单片机可以根据重量自行运算出总金额。
基本要求：1．最大称重为10kg，精度为5g；2．具有清零、去皮重、过量程报警功能；3．能够显示价格、金额、质量。
主要参考资料：［1］许晓彤.基于单片机的电子秤设计[J].自动化计量仪器,2012(07):69-72.［2］张寅.一种基于单片机的电子秤模型实现[J].华中科技大学学报,2009(05):65-70.［3］杨青锋,王辉.影响称重传感器产品质量的关键环节[J].称重知识,2012(17):38-42.［4］钱刘宸.轻松学习单片机[J].西北工业大学学报,2013(02):86-87.完成期限：指导教师签名：专业负责人签名：年月日目录摘要 ......................................................................................................................................................................... ABSTRACT. (I)1 绪论 02 设计思路 (2)2.1 设计要求 (2)2.2设计方案的确定 (2)2.3电子秤的主要组成 (4)2.3.1 电子秤的基本结构 (5)2.3.2 电子秤的工作原理 (6)2.3.3 电子秤的参数指标 (6)3 元件选择与硬件电路的设计 (7)3.1元件选择 (7)3.1.1 单片机的选择 (7)3.1.2 传感器的选择 (8)3.1.3 A/D转换器的选择 (10)3.1.4 显示器的选择 (10)3.2硬件电路的设计 (11)3.2.1 电源电路 (11)3.2.2 主控电路 (12)3.2.3 显示电路 (14)3.2.4 超重报警电路 (15)3.2.5 按键输入电路 (15)3.2.6 HX711转换电路 (17)3.3硬件电路图与PCB板线路的绘制 (19)3.3.1 Protel99SE软件 (19)3.3.2 原理图与PCB板线路的绘制 (19)4 软件设计 (21)4.1软件编译环境 (21)4.2主程序流程图 (20)4.3按键模块流程图 (21)4.4显示模块流程图 (22)5 实物的焊接与调试 (23)5.1实物的焊接 (23)5.1.1 PCB板制作 (23)5.1.2 实物焊接 (24)5.2 实物的调试 (25)5.3实物效果图 (26)6 结束语 (27)致谢 (28)参考文献 (29)附录 (30)附录I 原理图 (31)附录II 主程序 (32)数字电子秤的设计与实现摘要单片机作为计算机发展的重要分支，信息处理速度不仅快而且处理能力特别强，是现代绝大多数电子产品最重要的核心部分。
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。
智能型BMI体重指数测试仪的设计与制作毕业设计
本科毕业设计（2012届）题目智能型BMI体重指数测试仪的设计与制作学院专业班级学号学生姓名指导教师完成日期诚信承诺我谨在此承诺：本人所写的毕业论文《智能型BMI体重指数测试仪的设计与制作》均系本人独立完成，没有抄袭行为，凡涉及其他作者的观点和材料，均作了注释，若有不实，后果由本人承担。
承诺人（签名）：2012 年 05 月 09日摘要本设计主要设计BMI（Body Mass Index，身体质量指数）体重测试仪系统的信号处理过程，继而实现整个BMI体重测试。
BMI体重测试仪系统主要包括称重传感器、放大器、信号处理过程和液晶显示是整个系统的关键。
BMI测试过程：由传感器采集的电信号，经过一系列的信号处理过程和输入的身高值，由BMI=体重（kg）/(身高^2)得到最终的结果。
传感器由两个50kg的半桥称重传感器组成全桥，其称量范围是100kg。
BMI值最终由采集到的体重和用户输入的身高决定。
本BMI体重测试仪系统主要是由带A/D转换功能的单片机STC12C5A16S2控制单元，由电阻式应变片获取电信号，经AD620放大器、按键、显示模块以及软件程序来完成整个称重系统。
本设计运用LCD1602液晶分两行显示采集到体重值，用户输入的身高值和经系统处理过的BMI值和用户的身体质量状况，其直观、易读的特点将会受到用户的热爱。
显然由单片机控制的体重秤具备使用方便，直观，测量准确，成本低等特点。
此外，随着现代社会随着人们生活水平的提高，人们对自己的身体健康越来越关注，为此BMI体重测试仪越来越凸显出了其广泛的市场前景受。
若BMI体重测试仪广泛地使用在家庭生活中，将会为提高我国的人民的身体素质及延长平均寿命做出巨大贡献。
关键字：BMI；体重计；STC12C5A16S2；称重传感器；AD620ABSTRACTThis design mainly the design signal processing system of BMI weight tester, then realize the entire BMI weight test. BMI weight tester system mainly including weighing transducer, amplifiers, signal processing and liquid crystal display is the key to the whole system. BMI test process: from sensors to collect the electrical signals, after a series of signal processing and input height value, by BMI = weight (kg) / (height ^ 2) get the final outcome. The whole bridge weighing transducers composition of two 50kg half bridge weighing transducers and its range is weighing 100kg. BMI eventually is decided by the collected weight and the height of the user.The BMI weight tester system is mainly composed of taking A/D conversion function of the single chip microcomputer STC12C5A16S2 control units, by the resistance strain gauge type for electrical signal ,through the process of amplifier AD620, buttons, display module and software program to complete the whole weighing system. This design uses LCD1602 to display the collected weight value, the user input height value and the system with the body mass index (BMI) and the user's healthy condition .the intuitive and easy to read characteristics will be lively loved by users.Obviously the single-chip microcomputer control weight scales have characteristics of conveniently use, intuitive, high measurement accuracy, low cost etc. In addition, in modern society with the improvement of people's living standard, people take more and more attention on their health, therefore BMI weight tester more and more brings out its widespread market prospect. If the BMI weight tester widely used in the family, it wills be to improve our people's physical quality and made great contribution to extend life expectancy.Keywords: BMI；weight tester；STC12C5A16S2；weighing transducer；AD620目录1 引言......................................................... - 1 -2 概述......................................................... - 2 -2.1 电子称概述.............................................. - 2 -2.2 本设计方案思路.......................................... - 3 -2.3 研发方向和技术关键...................................... - 4 -2.4 主要技术指标............................................ - 4 -3 系统方法论证与选型........................................... - 5 -3.1 控制器部分.............................................. - 5 -3.2 数据采集部分的选择...................................... - 6 -3.2.1 传感器的选择....................................... - 6 -3.2.2 放大电路的选择..................................... - 9 -3.3 显示部分............................................... - 10 -4 硬件设计.................................................... - 13 -4.1 主控器电路............................................. - 13 -4.2 信号采集、放大电路..................................... - 16 -4.3 显示电路本设计......................................... - 17 -4.4 系统完成工作过程....................................... - 18 -5 软件设计.................................................... - 20 -5.1 总体方案............................................... - 20 -5.2 A/D转换部分程序流图 ................................... - 20 -5.3 LCD显示部分程序 ....................................... - 21 -5.4按键程序流图............................................. - 22 -6 制作与调试.................................................. - 24 -6.1 硬件电路的布线与焊接................................... - 24 -6.1.1 总体特点.......................................... - 24 -6.1.2 电路划分.......................................... - 24 -6.1.3 焊接.............................................. - 24 -6.2 实物图................................................. - 24 -6.3 误差分析............................................... - 26 -7 结论........................................................ - 27 - 致谢............................................................ - 28 -参考文献........................................................ - 29 - 附录A 系统电路图与PCB制板图................................. - 31 - 附录B 系统程序............................................... - 31 -1引言体重秤可以分为电子体重秤和机械体重秤，还可以分为带身高尺的体重秤和不带身高尺的体重秤。
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南阳理工学院本科生毕业设计（论文）学院（系）：机电工程系专业：测控技术与仪器南阳理工学院本科生毕业设计（论文）电子体重秤测试系统设计与实现Design and Implementation of Electronic Weighing Scale System总计：24 页表格：3 个插图：17 幅南阳理工学院本科毕业设计（论文）电子体重秤测试系统设计与实现Design and Implementation of Electronic Weighing Scale TestSystem学院（系）：机电工程系专业：测控技术与仪器学生姓名：马凡迪学号：29107059指导教师（职称）：任立民（讲师）评阅教师：何一文完成日期：2011年5月15日南阳理工学院Nanyang Institute of Technology电子体重秤测试系统设计与实现测控技术与仪器专业马凡迪[摘要]分析了电子体重秤的现状，提出了一种简单电子体重秤的设计方案。
本课题设计了以单片机为核心的智能人体电子秤，详述了该系统硬件和软件的设计方法。
该系统集称重和显示体重指数于一体，以STC12单片机为主控芯片，选用应变式传感器，外围附以称重电路、显示电路、按键电路。
制作了实物体重秤，实现了自动称重系统的功能。
[关键词]应变式传感器；STC12单片机；体重指数计算Design and Implementation of Electronic Weighing Scale System Measurement and Control Technology and Instruments Major MA Fan-di Abstract: The current situation of electronic weighing scale is analyzed in this paper, while one simple electronic weighing scale design plan is put forward. The intelligent human electronic scale is designed with the core of SCM, hardware and software of the system are also elaborated. This system gathers weighing and showing body mass index and is mainly controlled by STC12 single chip, the periphery is consists of strain gauge sensor with weighing circuit, display circuit, buttons circuit. The object weighing scale is made and the function of auto weighing system is achieved.Key words: strain gauge sensor; stc12 single chip; body mass index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 (2)2.2.1 承重、传力复位系统 (2)2.2.2 称重传感器 (2)2.2.3 测量显示、数据显示装置 (3)2.3 电子秤的计量性能 (3)3 系统设计方案论证与选型 (3)3.1 控制器 (4)3.2 数据采集部分 (4)3.2.1 传感器的选择 (4)3.2.2传感器技术指标 (6)3.2.3 放大电路模块 (6)3.2.4 A/D转换器的选择 (7)3.3 显示电路部分 (7)3.4 STC12C5A60S2的最小系统电路 (8)3.4.1 单片机芯片STC12管脚图 (9)3.4.2单片机的基本连接电路 (9)3.5 键盘电路 (10)4 电子体重秤实物的设计与制作 (10)4.1实物的设计 (10)4.2 实物加工图纸 (11)4.2.1体重秤垫块 (11)4.2.2 体重秤踏板 (11)4.2.3体重秤底座 (12)5 系统软件设计 (12)5.1 初始化及主程序模块 (12)5.2 按键模块 (13)5.3 显示模块 (13)5.4 AD转换模块 (14)6 软硬件的调试 (14)6.1 软件部分 (14)6.2 硬件部分 (15)结束语 (16)参考文献 (17)附录 (18)致谢 (22)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。
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[1]。
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，特别是对快速称重和动态称重的研究与应用。
通过分析近年来电子衡器产品的发展情况及国内外市场的需求，电子衡器总的发展趋势是小型化、模块化、集成化、智慧化；其技术性能趋向是速率高、准确度高、稳定性高、可靠性高；其功能趋向是称重计量的控制信息和非控制信息并重的“智能化”功能；其应用性能趋向于综合性和组合性。
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[2]。
1.2 单片机在体重秤上的应用目前，随着社会的发展、生活水平不断提高，人们越来越关注自己的身体健康。
许多人由于工作的压力和不良的饮食习惯，使得身体健康每况愈下，疾病也随之而来，而在这些人群中，患有肥胖和营养不良的病人居多。
为方便人们及时了解自己的体重是否超出或低于标准的体重，在许多公共场合都摆放了人体秤，商场、药店、马路旁等随处可见，给那些由于工作紧张没有时间到医院做定期体验的人们带来了方便。
人体秤已不再是医院的专用医疗器械，已成为人们生活中不可缺少的一部分。
体重健康标准的具体计算方法如下(仅适合中国人群)男性：标准体重=(身高-100)*0.9。
女性：标准体重=(身高-105)*0.9。
当实际体重大于标准体重的10％为过重，小于标准体重10％为瘦[3]。
普通人体秤测量身高和体重的结果都是直接用眼睛观看指标读取的，由于读数的方法各不相同、读数时光线有明有暗等多种原因，使得读取数据的误差过大。
由于人体秤的使用非常普遍，解决这一问题显得尤为重要。
近年来，随着科技不断进步，计算机已渗透到各个领域，单片机已逐渐成为科学技术现代化的重要工具，正在不断地走向深入。
单片机的应用已深入到人类的生活、生产等各种领域。
在此基础上发展起来的由单片机控制的人体称，比普通人体称在耐用性、适用环境、读数的准确度等方面有了很大的提高。
智慧人体秤经济、实用，适合在广大工薪阶层推广。
因此，以单片机为控制核心的人体秤，不但提高了读数的精确度，给人们以直观的效果，将身材标准与否一并显示，与普通人体秤的价格相差无几，逐渐取代传统的人体秤。
2 电子体重秤的设计思路2.1 电子体重秤的原理当被称物体放置在秤体的秤台上时，其重量便通过秤体传递到称重传感器，传感器随之产生力－电效应，将物体的重量转换成与被称物体重量成一定函数关系(一般成正比关系)的电信号(电压或电流等)。
此信号由放大电路进行放大、经滤波后再由模/数（A/D）器进行转换，数字信号再送到微处器的CPU处理，CPU不断扫描键盘和各种功能开关，根据键盘输入内容和各种功能开关的状态进行必要的判断、分析、由仪表的软件来控制各种运算。
运算结果送到内存贮器，需要显示时，CPU发出指令，从内存贮器中读出送到显示器显示，或送打印机打印。
一般地信号的放大、滤波、A/D转换以及信号各种运算处理都在仪表中完成。
本设计由以下几部分组成：电阻应变传感器、信号放大器、单片机、按键、LED灯、显示器。
图2-1 设计原理图2.2 电子体重秤的基本结构2.2.1 承重、传力复位系统它是被称物体与转换组件之间的机械、传力复位系统，又称电子秤的秤体，一般包括接受被称物体载荷的承载器、秤桥结构、吊挂连接部件和限位减振机构等。
2.2.2 称重传感器即由非电量（质量或重量）转换成电量的转换组件，它是把支承力变换成电的或其它形式的适合于计量求值的信号所用的一种辅助手段。
按照称重传感器的结构型式不同，可以分直接位移传感器（电容式、电感式、电位计式、振弦式、空腔谐振器式等）和应变传感器（电阻应变式、声表面谐振式）或是利用磁弹性、压电和压阻等物理效应的传感器[4]。
对称重传感器的基本要求是：输出电量与输入重量保持单值对应，并有良好的线性关系；有较高的灵敏度；对被称物体的状态的影响要小；能在较差的工作条件下工作；有较好的频响特性；稳定可靠。
本次设计采用的是电阻应变式传感器。
2.2.3 测量显示、数据显示装置即处理称重传感器信号的电子线路（包括放大器、模数转换、电流源或电压源、调节器、补尝组件、保护线路等）和指示部件（如显示、打印、数据传输和存贮器件等）。
这部分习惯上称载荷测量装置或二次仪表。
在数字式的测量电路中，通常包括前置放大、滤滤、运算、变换、计数、寄存、控制和驱动显示等环节。
2.3 电子秤的计量性能电子秤的计量性能涉及的主要技术指针有：量程、分度值、分度数、准确度等级等。
（1）量程：电子衡器的最大称量Max，即电子秤在正常工作情况下，所能称量的最大值。
（2）分度值：电子秤的测量范围被分成若干等份，每份值即为分度值。
用e或d 来表示。
（3）分度数：衡器的测量范围被分成若干等份，总份数即为分度数用n表示。
电子衡器的最大称量Max可以用总分度数n与分度值d的乘积表示即Max= n •d （4）准确度等级：国际法制计量组织把电子秤按不同的分度数分成Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四类等级，分别对应不同准确度的电子秤和分度数n的范围，如下表所示：表2-1 电子秤等级分类本设计技术指标：测量范围0～100kg；显示精度0.1kg；精度等级Ⅳ级。
3 系统设计方案论证与选型测量部分是利用称重传感器检测压力信号，得到微弱的电信号（本设计为电压信号），而后经处理电路（如滤波电路，差动放大电路，）处理后，送A/D转换器，将模拟量转化为数字量输出。