简易电子秤电路设计
一款简易电子秤的设计
一款简易电子秤的设计文章介绍一个以电阻应变片为称重传感器的简易电子秤的设计与制作。
系统主要分为单片机模块、传感与A/D模块、按键模块、显示模块等。
该电子秤可以数字显示被称物体的重量，且称重误差在要求范围之内，并可以设置单价（元/克），可计算物品金额并实现金额累加，且具有去皮功能，去皮范围不超过100g。
测试表明各项指标都符合设计任务要求。
标签：电阻应变片；A/D转换；LED一、设计要求设计并制作一个以电阻应变片为称重传感器的简易电子秤，电子秤的结构要求铁质悬臂梁固定在支架上，支架高度不大于40cm，支架及秤盘的形状与材质不限。
悬臂梁上粘贴电阻应变片作为称重传感器。
具体要求：（1）电子秤可以数字显示被称物体的重量，单位克（g）。
（2）电子秤称重范围5.00g～500g；重量小于50g，称重误差小于0.5g；重量在50g及以上，称重误差小于1g。
（3）电子秤可以设置单价（元/克），可计算物品金额并实现金额累加。
（4）电子秤具有去皮功能，去皮范围不超过100g。
二、方案论证（一）显示方案选择方案一：采用LCD液晶显示。
优点：控制方法简单；缺--点：显示内容有限，有些功能需要分页显示。
方案：采用LED显示。
优点：显示内容较多，多项功能可同时显示；缺点：控制稍复杂。
考虑两个方案的优缺点，在本系统中采用方案二。
（二）传感器设计方案本设计采用电阻应变片和铁质悬臂梁自制称重传感器。
设计过程中，用不同厚度的铁片，以及改变桥式连接的电阻应变片的相对位置，分别制作了多个传感器进行试验，最终选定灵敏度最好的进行系统联调。
（三）系统方案最终确定的系统由单片机系统、称重传感器、A/D转换模块、键盘模块、LED 显示模块等构成，调试时需外接一个电源。
三、理论分析与计算（一）电阻应变式称重传感器当传感器不受载荷时，弹性敏感元件不产生应变，粘贴在其上的应变片不发生变形，阻值不变，电桥平衡，输出电压为零；当传感器受力时，即弹性敏感元件受载荷P时，应变片就会发生变形，阻值发生变化，电桥失去平衡，有输出电压。
电子秤电路设计
电子秤电路设计电子秤是现代社会中广泛应用的一种衡量物品重量的设备，它具有高精度、稳定性强、易于读数等优点。
电子秤的核心部件是压电式传感器，传感器通过受力形变产生电信号，再经过信号处理器处理并转化为显示重量的数字。
因此，电子秤电路设计中压电式传感器与信号处理器是核心考虑因素。
一、压电式传感器的电路设计压电式传感器是通过物理变化产生电压信号，进而检测物体重量的设备。
根据工作原理，压电式传感器可分为电荷式和压力式两种。
电荷式传感器通过物理变化产生电荷，进而产生电压信号。
压力式传感器则是通过物理体积变化，产生电信号。
以下仅讨论压力式传感器的电路设计。
1.电路原理压力传感器主要由桥式电路、信号放大电路和滤波电路三部分组成。
（1）桥式电路：桥式电路分为有源桥式电路和无源桥式电路。
目前多采用无源桥式电路，因为它不需要外部电源，便于实现多点测量等多台组合共同测量。
（2）信号放大电路：传感器产生的电信号相当小，需通过信号放大器放大后才能有效的进行传输和处理。
（3）滤波电路：滤波器用于去除杂波、信号噪声等，保证电路稳定性和准确性。
常用的滤波器有低通滤波器和带通滤波器等。
2.电路参数（1）灵敏度：传感器允许工作范围内，重量变化所引起的电路输出变化量，常用的单位是mv/kg，kg/mv。
（2）非线性度：指传感器输出与实际值之间的误差，一般用±%来表示。
（3）零点漂移：指在重量不变的情况下，电路输出随时间漂移的程度，常用的单位是mV/h或%FS/h。
（4）灵敏度温漂：指在温度变化的情况下，灵敏度相对变化的情况，常用的单位是%RS/℃。
二、信号处理器的电路设计信号处理器是将传感器输出的电信号传输和处理的部分，主要问题是如何提高信号精度和稳定性。
1.放大电路设计放大电路是放大传感器输出信号的重要组成部分，合理的设计可以使信号精度和信噪比大大提高。
在放大电路中，需要考虑的几个问题：（1）增益大小：增益大小是决定信号放大倍数的关键因素，合理选择增益大小可以使信号精确到小数点后几位。
电子秤电路设计课程设计
电子秤电路设计课程设计一、教学目标本课程旨在让学生了解和掌握电子秤电路设计的基本原理和方法，通过学习使学生能够运用电子秤电路知识解决实际问题。
具体的教学目标如下：1.知识目标：（1）了解电子秤的原理和结构；（2）掌握电子秤电路的基本组成部分及工作原理；（3）熟悉常用电子秤电路的设计方法。
2.技能目标：（1）能够分析电子秤电路图，理解各个部分的功能；（2）能够运用所学知识设计简单的电子秤电路；（3）具备调试和优化电子秤电路的能力。
3.情感态度价值观目标：（1）培养学生对科学探究的兴趣和热情；（2）培养学生团队协作、积极进取的精神；（3）培养学生关注社会热点，将所学知识应用于实际生活的意识。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括以下几个部分：1.电子秤概述：介绍电子秤的定义、分类和应用领域；2.电子秤电路原理：讲解电子秤电路的基本原理和组成部分，如传感器、放大器、滤波器等；3.电子秤电路设计：介绍电子秤电路的设计方法，包括硬件选型、电路图绘制等；4.电子秤电路调试与优化：讲解如何对电子秤电路进行调试和优化，以提高其性能和稳定性；5.实例分析：分析实际应用中的电子秤电路，让学生更好地理解所学知识。
三、教学方法为了提高教学效果，本课程将采用多种教学方法相结合的方式进行教学：1.讲授法：教师讲解电子秤电路的基本原理、设计方法和注意事项；2.讨论法：学生分组讨论电子秤电路设计中的问题，培养学生的团队协作能力；3.案例分析法：分析实际应用中的电子秤电路，让学生更好地理解所学知识；4.实验法：学生动手搭建和调试电子秤电路，提高学生的实践操作能力。
四、教学资源为了支持本课程的教学，我们将准备以下教学资源：1.教材：选用《电子秤电路设计》教材，为学生提供系统性的理论知识；2.参考书：提供电子秤电路设计相关的参考书籍，丰富学生的知识储备；3.多媒体资料：制作课件、视频等多媒体资料，帮助学生更好地理解电子秤电路的设计过程；4.实验设备：准备电子秤电路实验套件，让学生能够动手实践，提高实际操作能力。
电子秤设计与方案
START 控制 逻辑 EOC N位寄存器
锁 存 缓 存 器
二、DA
I VREF
I7 I7 R I6 2R 1 0 I6 R I5 2R 1 0 I5 R I4 2R 1 0 I4 R I3 2R 1 0 I3 R I2 2R 1 0 I2 R I1 2R 1 0 I1 R I0 2R 1 0 I0
利用：电阻应变传感器、INA163集成运放、ICL7106三位半LED 显示A/D转换器。 设计一个简单的电子秤
总设计框图
基本原理框图：
电阻应 变式 传感器
放大器 （INA163）
A/D转换器 （ICL7107）
LED显示
图（1）基本原理框图
下一节
3.1电阻应变传感器
电阻应变式传感器是将被 测量的力，通过它产生的 金属弹性形变转换成电阻 的 变化的元件。由电阻应变 片和测量线路两部分组成。 常用的电阻应变片有两种： 电阻丝应变片和半导体应 变片。
外部时钟输入电路图
RC低频振荡
总结
3.4、数码管显示部分
总结
电子秤设计方案二
整体结构
电阻应 变式 传感器 放大器 （INA163） 微处理器 （ATMega16） LCD显示 (次逼近式ADC的转换原理
VIN VN D/A转换器 VREF D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 OE
全桥电压灵敏度：Ku=E 输出电压：Uo=E*(∆R/R)
3.2 INA163集成运 放 低噪声，低失真，仪表放大器
主要引脚说明：
1、第1、14管脚一级运放输出端。 2、第2、7、13引脚，不用将任何线路连接到NC引脚,NC引脚是为将来的需用而保留 的，一般悬空。 3、第3、12引脚外接增益电阻引脚。 4、第4、5引脚差动输入引脚。 5、第10引脚，参考电压输入端。 6、第9管脚电压输出端。
简易电子秤电路设计精编版
简易电子秤电路设计文件编码（008-TTIG-UTITD-GKBTT-PUUTI-WYTUI-8256）摘要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、磅秤等装置逐步被淘汰。
而电子秤是将传感器技术、信息处理、电子技术等技术综合一体的现代新型称重仪器。
电子秤计量准确、快速方便，并且能实现自动称重和数字显示。
本作品主要以STC89C52单片机为控制核心，针对电子秤的自动称重、单价设置、金额计算与累加和去皮功能进行设计。
电子秤由六个功能模块组成，传感器模块、信号调理模块、单片机控制模块、报警模块、显示模块和按键模块。
本设计由电阻应变片桥式传感器进行数据采集，所得差模信号经HX711型芯片的放大和转换，再由单片机的控制和处理，最后在显示屏上显示重量、单价和金额等。
该设计很好的完成了设计要求，效率高，误差较小。
关键词：电子秤；STC89C52单片机；电阻应变片桥式传感器；HX711目录1 方案论证与比较传感器模块方案采用电阻应变片桥式传感器。
它主要由弹性体和电阻应变片等组成，内部线路采用惠更斯电桥。
当弹性体承受载荷产生形变时，电阻应变片受到拉伸或压缩而产生变形后，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，供后续电路测量和转换。
在制作传感器时，一般采用细砂纸对构件进行交叉打磨，如有条件可采用喷砂处理。
当贴片位置固定后，取适量胶液均匀涂刷在被粘处表面，将应变计表面准确粘贴在试件表面。
要判断粘贴层是否有气泡和杂质，敏感栅有无断栅和变形。
应变片粘贴前后的阻值变化，绝缘电阻等是否符合要求。
该方案测量精度高，较为稳定，可操作性强。
信号调理模块方案方案一：采用24位AD转换芯片HX711。
HX711内部不仅集成了信号放大模块，而且包含了一款高精度的24位A/D转换器。
同时，HX711内部还集成了完成放大和转换功能所需要的一些外围电路，例如电源电路和时钟振荡电路等。
它与单片机的接口电路简单，不需要对芯片内部的寄存器进行编程。
手提电子秤电路设计
手提电子秤电路设计摘要：手提电子秤具有称重精确度高，简单实用，携带方便成成本低，制作简单，测量准确，分辨率高，不易损坏和价格便宜等优点,是家庭购物使用的首选。
其电路构成主要有测量电路，差动放大电路，A/D转换，显示电路。
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A/D转换器对输入信号电平的要求。
A/D转换的作用是把模拟信号转变成数字信号，进行模数转换，然后把数字信号输送到显示电路中去，最后由显示电路显示出测量结果。
关键词：电子秤测量显示目录1 绪论............................... 错误！未定义书签。
2系统总工作电路.. (3)3单元电路的具体设计 (4)3.1测量电路 (4)3.2差动放大电路： (9)3.3 A/D转换 (10)3.4显示电路设计 (13)4系统所需元件列表: .................. 错误！未定义书签。
5心得............................... 错误！未定义书签。
参考文献 (18)附录 (19)1 绪论随着时代科技的迅猛发展，微电子学和计算机等现代电子技术的成就给传统的电子测量与仪器带来了巨大的冲击和革命性的影响。
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，使得传统的电子测量仪器在远离、功能、精度及自动化水平定方面发生了巨大变化，并相应的出现了各种各样的智能仪器控制系统，使得科学实验和应用工程的自动化程度得以显著提高。
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、智能化；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。
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。
简易数字电子称系统设计
目录1简易数字电子称系统设计概述 (1)2简易数字电子称 (2)2.1传感器电路的设计 (2)2.1.1传感器原理 (2)2.1.2设计内容 (3)2.2运算放大器的设计 (5)2.3 模拟/数字（A/D）转换电路的设计 (8)2.3.1双积分型A/D转换器 (8)2.3.2 ICL7107A/D转换器简介 (8)2.3.3 CL7107的A/D转换器的工作过程 (11)2.4数字显示电路的设计 (13)2.5电源部分的设计 (15)2.5.1 电源电路的结构及各部分作用 (15)2.5.2 参数计算 (16)2.6 电路校验 (18)3设计总电路图 (20)4设计的PCB板图 (21)5方案仿真 (22)6元件清单 (23)参考文献 (25)致谢 (26)摘要以前人们用手工称来计量物体的轻重，而如今是数字时代，数字器件的便捷逐渐取代了古老的手工称。
数字电子称根据其量程可用于许多场合，能方便地读出物体的质量，还能进行千克、市斤的转换，复位清零操作等，很多数字电子称还能直接读出物体的价格。
将压力传感器、放大电路、A/D转换器及显示电路组合起来，便能制成体积小、精度高、经久耐用的简易数字电子称。
此外，该电路稍加改造，还可演变出很多电路，如数显电流表、数字温度计等。
关键词：AD521；ICL7107；传感器；电子称AbstractBefore long, people weighted the objects with the manual name. But the present is the Digital Age, and the digital device convenience has gradually substituted for the ancient manual name. The digital electronic name acts according to its measuring range to be possible to use in many situations, and we can not only conveniently read out the object’s weight but also can carry on a kilogram in transformation, clear zero and so on. Many digital electronic name also can directly read out the object’s price. The resistance pressure transmitter, combining with the amplifying circuit, Analog to Digital converter and the digital display device then can make up a slightly volume, high precision digital electronic name. By changing the circuit a little, it can also use in many electric devices, like digital ampere meter, the digital thermometer and so on.Key words: AD521; ICL7107; resistance pressure transmitter; digital electronic name1简易数字电子称系统设计概述简易数字电子称系统是由压力传感器（电阻应变式称重传感器）、运算放大器、3位半模拟/数字（A/D）转换器、数字显示器等主要部分组成。
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摘要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、磅秤等装置逐步被淘汰。
而电子秤是将传感器技术、信息处理、电子技术等技术综合一体的现代新型称重仪器。
电子秤计量准确、快速方便，并且能实现自动称重和数字显示。
本作品主要以STC89C52单片机为控制核心，针对电子秤的自动称重、单价设置、金额计算与累加和去皮功能进行设计。
电子秤由六个功能模块组成，传感器模块、信号调理模块、单片机控制模块、报警模块、显示模块和按键模块。
本设计由电阻应变片桥式传感器进行数据采集，所得差模信号经HX711型芯片的放大和转换，再由单片机的控制和处理，最后在显示屏上显示重量、单价和金额等。
该设计很好的完成了设计要求，效率高，误差较小。
关键词：电子秤；STC89C52单片机；电阻应变片桥式传感器；HX711目录1 方案论证与比较......................................................................................................................1.1传感器模块方案....................................................................................................................1.2信号调理模块方案................................................................................................................1.3单片机控制模块方案............................................................................................................1.4显示模块方案........................................................................................................................1.5按键模块方案........................................................................................................................1.6报警模块方案........................................................................................................................ 2理论分析与计算.......................................................................................................................2.1电阻应变片传感器................................................................................................................2.2 HX711信号处理模块 ............................................................................................................2.3 STC89C52单片机控制模块...................................................................................................2.4 LCD1602显示 ........................................................................................................................2.5 4矩阵键盘........................................................................................................................3系统硬件设计...........................................................................................................................3.1 电阻应变片电桥电路...........................................................................................................3.2 HX711信号调理电路 ............................................................................................................3.3 单片机控制系统电路...........................................................................................................3.4显示电路与单片机接口电路................................................................................................3.5 按键电路与单片机接口电路...............................................................................................3.6蜂鸣器超重报警系统电路.................................................................................................... 4系统软件设计........................................................................................................................... 5系统调试...................................................................................................................................5.1测试方法与仪器....................................................................................................................5.1.1测试方法...........................................................................................................................5.1.2测试仪器...........................................................................................................................5.2数据测试与分析.................................................................................................................... 6总结........................................................................................................................................... 参考文献......................................................................................................................................1 方案论证与比较1.1传感器模块方案采用电阻应变片桥式传感器。
它主要由弹性体和电阻应变片等组成，内部线路采用惠更斯电桥。
当弹性体承受载荷产生形变时，电阻应变片受到拉伸或压缩而产生变形后，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，供后续电路测量和转换。
在制作传感器时，一般采用细砂纸对构件进行交叉打磨，如有条件可采用喷砂处理。
当贴片位置固定后，取适量胶液均匀涂刷在被粘处表面，将应变计表面准确粘贴在试件表面。
要判断粘贴层是否有气泡和杂质，敏感栅有无断栅和变形。
应变片粘贴前后的阻值变化，绝缘电阻等是否符合要求。
该方案测量精度高，较为稳定，可操作性强。
1.2信号调理模块方案方案一：采用24位AD转换芯片HX711。
HX711内部不仅集成了信号放大模块，而且包含了一款高精度的24位A/D转换器。
同时，HX711内部还集成了完成放大和转换功能所需要的一些外围电路，例如电源电路和时钟振荡电路等。
它与单片机的接口电路简单，不需要对芯片内部的寄存器进行编程。
方案二：采用AD620仪用放大器和ADS1100型A/D转换器。
AD620通过外接电阻来设置放大倍数，增益范围可调，精度较高。
ADS1100是一款全差分输入、有自校准功能的16位模数转换器。