电子称毕业设计论文
电子秤毕业设计论文
多功能电子称作者：xxx摘要：该设计以51系列单片机AT89S52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、人机交互界面和系统电源四大部分。
最小系统部分主要包括AT89S52和扩展的外部数据存储器；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AD620和A/D转换器ICL7135；人机交互界面为键盘输入和点阵式液晶显示，主要使用ZLG7289键盘控制芯片和OCM4x8C显示器，可以方便的输入数据和直观的显示中文。
系统电源以LM317和LM337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C语言进行编程，实现了该设计的全部控制功能。
该电子秤可以实现基本的称重功能（称重范围为0～9.999Kg，重量误差不大于±0.005Kg）,并发挥部分的显示购物清单的功能，可以设置日期和设定十种商品的单价，还具有超量程和欠量程的报警功能。
整个系统结构简单，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；液晶显示ABSTRACT：The design is based on the microcontroller AT89S52 system as the core to carry out the basic control function of the electronics steelyard. While designing the system, I adopt the mold piece method to divide the hardware of the system into four parts: the minimum system, sampling circuit, I/O interface and the system power supply. The minimum system mainly includes the AT89S52 and the expanded exterior data memory. Sampling circuit is comprised of a pressure sensor, a differential measuring amplifier AD620 and a A/D converter ICL7135. With the usage of ZLG7289 keyboard control chip and OCM4*8C display, we complete the function of the key board input and the LCD manifestation. The power supply system selects the LM317 and LM337 to design the electric circuit to provide the needed power supply. The software part applies a machine C language to carry out all control function. The electronic steelyard can weigh the scope as 0～9.999Kgs, and the weigh error margin is no bigger than ±0.005Kgs. It also has many other functions, such as displaying the shopping detailed list, setting the date and ten kinds of unit prices of merchandise and overweighing alarm. The whole system is simple, well-found, convenient to use and has high accuracy and certain development value.Key words：microcontroller; sampling circuit; A/D converter;LCD Manifestation目录第一章绪论 (1)1.1 引言 (1)1.2选题背景与意义 (2)1.3 研究现状 (2)1.3.1 影响因素 (2)1.3.2产品质量 (3)1.3.3发展方向 (3)1.3.4电子秤的智能化 (3)1.4 本文的结构 (4)第二章系统方案的设计 (5)2.1 电子秤的设计要求 (5)2.1.1 基本要求 (5)2.1.2 发挥部分 (5)2.1.3 创新部分 (5)2.2 系统工作原理及设计基本思路 (5)2.2.1 系统工作原理 (5)2.2.2 系统设计基本思路 (6)2.3 系统总体设计方案比较与论证 (6)2.4 单片机的选型 (8)2.5 数据采集部分的方案确定 (9)2.5.1 传感器 (9)2.5.2 前级放大器部分 (12)2.5.3 A/D转换器 (15)2.6 人机交互部分 (17)2.6.1 键盘输入 (17)2.6.2 输出显示 (17)2.7 系统电源 (18)2.8 具体实施方案简介 (20)第三章系统硬件设计 (22)3.1 基于AT89S52的主控电路 (22)3.1.1 芯片介绍 (22)3.1.2 主控电路 (26)3.2 基于ICL7135的前端信号处理电路 (27)3.2.1 芯片介绍 (27)3.2.2 信号处理电路 (30)3.3 人机交互界面 (33)3.3.1 键盘控制电路 (33)3.3.2 液晶显示电路 (35)3.4 系统电源 (37)3.4.1 芯片介绍 (37)3.4.2 电源电路 (38)3.5 报警电路 (40)第四章软件流程 (41)4.1 主程序流程图 (41)4.2 主要中断程序流程图 (42)第五章结论 (44)致谢 (46)参考文献 (47)附录A：英文资料 (48)附录B：英文资料翻译 (55)附录C：原理图 (62)附录D：Pcb板图 (63)附录E：元器件清单 (64)第一章绪论1.1引言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。
基于单片机的电子秤设计毕业论文
2.3
在设计系统时，针对要实现的功能来设计电子秤的方案有以下几种：
方案一：在系统工作原理的基础上进行扩展，增加一键盘输入装置，增加外界对单片机部的数据设定，使电子秤实现称重计价的功能。
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。
集成化：对于某些品种和结构的电子衡器，可以实现承载器与称重传感器一体化或承载器、称重传感器与称重显示控制器一体化。
综合性：电子称重技术和电子衡器产品的应用围不断扩大，它已渗透到一些学科和工业自动控制领域。对某些商用电子计价秤而言，只具备称重、计价、显示、打印功能还远远不够，现代商业系统还要求它能提供各种销售信息，把称重与管理自动化紧密结合，使称重、计价、进库、销售管理一体化，实现管理自动化。这就要求电子计价秤能与电子计算机联网，把称重系统与计算机系统组成一个完整的综合控制系统。
在国际上，一些发达国家在电子称重力一面，从技术水平、品种和规模等方到了较高的水平。特别是在准确度和可靠性等方面有了很大的提高。其中梅特勒一托利多公司生产的BBK4系列高精度电子秤精度达到了 1mg，速度大约为1次/秒。目前，电子秤在称量速度方面需要进一步的研究。在称重传感器方面，国外产品的品种和结构又有创新，技术功能和应用围不断扩大。
组合性：在工业生产过程或工艺流程中，不少称重系统还应具有可组合性，即：测量围可以任意设定；硬件能够依据不定的程序进行修改和扩展；输入输出数据与指令可使用不同的语言，并能与外部的控制和数据处理设备进行通信。
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。
基于单片机的电子秤的设计与实现(毕业论文)
第二章 系统方案论证与选型
按照本设计功能的要求，本设计大致可分为五个模块：数据采集模块、信号放大模块、模数转换模块、单片机控制模块、人机交换模块。（其中人机交换模块中包括:声光报警、LCD显示、键盘输入）系统设计总体方案框图如图2-1所示。
图2-1设计思路框图
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。控制器部分接受来自A/D转换器输出的数字信号，经过复杂的运算，将数字信号转换为物体的实际重量信号，并将其存储到存储单元中。控制器还可以通过对扩展I/O的控制，对键盘进行扫描，而后通过键盘散转程序，对整个系统进行控制。数据显示部分根据需要实现显示功能。
最后我们最终选择了AT89S52这个比较常用的单片机来实现系统的功能要求。AT89S52内部带有8KB的程序存储器，基本上已经能够满足我们的需要。
2.2 数据采集部分
电子秤的数据采集部分主要包括称重传感器、信号放大电路和A/D转换电路，因此对于这部分的论证主要分三方面。
2.2.1
在设计中,传感器是一个十分重要的元件,因此对传感器的选择也显的特别的重要,不仅要注意其量程和参数,还有考虑到与其相配置的各种电路的设计的难易程度和设计性价比等等.传感器量程的选择可依据秤的最大称量值、选用传感器的个数、秤体的自重、可能产生的最大偏载及动载等因素综合评价来确定。一般来说，传感器的量程越接近分配到每个传感器的载荷，其称量的准确度就越高。但在实际使用时，由于加在传感器上的载荷除被称物体外，还存在秤体自重、皮重、偏载及振动冲击等载荷，因此选用传感器量程时，要考虑诸多方面的因素，保证传感器的安全和寿命。传感器量程的计算公式是在充分考虑到影响秤体的各个因素后，经过大量的实验而确定的。
电子工程专业毕业设计论文、电子信息工程专业论文、电子工程基于智能家居的QT远程监控客户端毕业设计论文
毕业设计论文题目基于智能家居系统的Qt远程监控客服端学生姓名班级学号院（系）电子工程学院专业电子信息工程指导教师职称年月日Xx大学本科毕业设计（论文）第I 页摘要本课题使用嵌入式Linux环境下的Qt软件工具，作为智能家居图形界面显示的开发平台。
本文围绕基于智能家居的Qt远程监控客户端的设计，阐述了监控客户端的实现的相关技术以及核心机制：基于TCP/IP的Socket网络编程、信号和槽机制、Qt平台多线程通信等。
然后根据Qt的图形界面，分别介绍用户的登录界面和信息监控设置界面。
并在文章的最后对Qt客户端软件的使用给了详细的说明。
最后对设计中不足的地方提出进一步的改进或期望。
关键词：监控系统；嵌入式Linux ；Qt ；SocketABSTRACTThis topic using Qt software tools, embedded Linux environment as the development of the intelligent household graphical interface display platform.This article around the Qt based on smart home remote monitor client's design, this paper expounds the monitoring client implementation of related technology as well as the core mechanism: signals and slots mechanism, TCP/IP Socket network programming, Qt platform multi-thread communication, etc.Then according to the Qt graphical interface, respectively introduce the user login interface and information monitoring Settings interface .And at the end of the article on the use of Qt client software for detailed instructions.Finally, the insufficient place is put forward for further improvement in the design of or expectations.Keywords: Monitoring System, Embedded Linux, Qt, SQLite, Socket目录摘要 (I)ABSTRACT (II)目录 (III)第1章绪论 (1)1.1 引言 (1)1.2 智能家居发展状况 (2)1.2.1 智能家居国外发展状况 (2)1.2.1 智能家居国内发展状况 (2)1.3 Qt发展状况 (3)1.4论文主要工作和论文结构说明 (3)第2章系统总体方案 (4)2.1 系统的总体设计思路 (4)2.2 系统的工具平台选择 (4)2.2.1 Linux系统 (4)2.2.2 ARM平台 (5)2.2.3 Qt平台 (7)2.3 系统的总体设计框图 (8)2.4 Qt客户端监控界面设计框图 (9)2.5 本章小结 (9)第3章系统环境搭建 (10)3.1 目标板Linux系统环境搭建 (10)3.1.1 U-boot移植 (10)3.1.2 Linux移植 (11)3.2 Qt客户端开发环境搭建 (12)3.2.1 Ubuntu环境搭建 (12)3.2.2 Qt环境搭建 (12)3.2.3 安装中遇到的问题 (13)3.3 本章小结 (13)第4章系统的实现 (14)4.1 系统总体流程图 (14)4.2 系统的通信方式 (15)4.2.1 信号和槽通信 (15)4.2.2 基于TCP/IP的Socket多线程通信 (16)4.3 功能模块 (18)4.3.1 视频监控 (18)4.3.2 M0数据采集模块 (20)4.4 用户界面 (20)4.4.1 登录界面设计 (21)4.4.2 监控界面 (21)4.5 本章小结 (22)第5章系统的功能描述 (23)5.1 系统登录界面功能描述 (23)5.2 监控界面功能描述 (23)5.3 性能分析 (24)结论 (25)参考文献 (26)致谢 (27)附录1 (28)第1章绪论1.1 引言近年来，智能家居的成长速度越来越快，社会竞争也将越来越激烈，人们对家居智能化也愈加高要求了，对于我们每一个人，都非常的渴望智能化家居，因此智能家居的的发展成为当下势不可挡的发展趋势。
毕业设计论文 电子秤 中英文 外文资料 文献 翻译
外文参考资料二：Abstract: In order to solve the weight problem often encountered in measuring the low-mass objects in the trade and daily life of the modern business, the design of a new pocket-sized electronic scales. This pocket-sized electronic scales Force Sensor gravity signals into electrical signals to measure, and measuring the results of the digital display. The pocket-sized electronic scales with a small size, light weight, easy to carry, intuitive display, measurement and high precision; complex structure, the cost disadvantages. This article focuses on the load cell works, error compensation, the main parameters of selection. And the technical and economic analysis.Keywords: pocket-sized electronic scales; weighing; sensor; error compensationCLC number: TH715. 1] sign code: A Article ID: 100 522 895 (2007) 022*******1 A needs analysisIn modern commerce and trade and everyday life, often encounter the problem of measuring the weight of the low-mass objects. Although the traditional steelyard can solve this problem, but inconvenient to carry, the efficiency is not high, the display is not intuitive and low measurement accuracy; mechanical spring balance can solve this problem, but the inertia inherent low frequency, high sensitivity, measurement accuracy is not high. With the progress and update of the micro-computer technology, integrated circuit technology, sensor technology, electronic scales rapiddevelopment, it has a responsive, high accuracy, fully functional, the display is intuitive, compact, easy to use and so on.For these reasons, in order to solve the low-mass objects weighing problem, if a small size, light weight, portable, digital display electronic scales, will be popular. Discussed below, that is, the scope of a weighing 5 kg compact electronic scales.2 DesignThe principle of the structure of the pocket-sized electronic scales shown in Figure 1. The main task is to design compact electronic scales weighing the choice of the force sensors. Dynamometer sensor types to achieve the weighing and digital display, the key is to want to force (gravity) signals into electrical signals to measure method is mainly divided into two categories: one is the direct method, namely the use of pressure magnetic sensor, piezoelectric sensor, Piezoresistive sensors directly to the force signal converted into electrical signals; the other is the indirect method, the elastic element as the sensor will pull, pressure changes in strain, displacement, or frequency, and then strain sensors, displacement sensors, or frequency sensor strain, displacement or frequency changes for power. Comprehensive comparison of a variety of sensors, use the indirect method of strain gauge force transducer.Pocket-sized electronic scale structural principle:Sensor → amplifier → CPU→ display → AöD converter3 sensor device design3.1 worksThe working principle of the strain gauge force transducer strain gauge pasted into force, force-sensitive elasticelement, the corresponding strain when the elastic element force deformation, the strain gauge into a resistance change, which led to the voltage measuring circuit changes by measuring the output voltage value, and then through the conversion can be obtained by the measurement of body weight. Since the pocket-sized electronic scales require small size, weighing in scope, precision and angle even consistency, sensor and display integration, it is selected parallel to the two holes cantilever beam strain gauge load-bearing sensor. Its characteristics are: high precision, ease of processing, simple and compact structure, strong resistance to partial load, high natural frequency.Strain gauge choice of a metal palisade metal mooring paste on the insulating substrate parked strain gages, mechanical strain resistance strain gauge feelings generally 10 - 10 - 2mm, the resistance rate of change of the attendant about 10 - 6 10 - 2 orders of magnitude, such a small change in resistance measured using the general resistance of the instrument is hard to measure out, you must use some form of measurement.Circuit into small changes in resistance rates to changes in voltage or current, in order to secondary instrument display. Bridge measurement circuit to meet this requirement. In the load cell, R 1, R 2, R 3, R 44 strain gauge resistor bridge measurement circuit shown in Figure 3. R m is the temperature compensation resistor, e is the excitation voltage, V is the output voltage.外文参考资料三：The load cell is a quality signal into a measurable electrical signal outputdevice. Must consider the actual working environment of the sensor which sensor Yin, this is essential for the correct selection of the load cell, and it is related to the sensor can work as well as its safety and service life, and the whole weighing the reliability and safety sex. On the basic concepts and methods of evaluation of the major technical indicators of the load cell, the new and old GB qualitative differences.The traditional concept, the load sensor weighing sensors, force sensors, collectively referred to using a single parameter to evaluate its measurement properties. Old GB will be completely different application objects and the use of environmental conditions "weighing" and "measured force" two sensors into one to consider, not given to distinguish between the test and evaluation methods. Old GB total of 21 indicators, were tested at room temperature; and non-linearity, hysteresis error, repeatability error, creep, the additional error of the zero temperature and the maximum error in the six indicators of the rated output additional temperature error, to determine said The level of accuracy of the weight sensor, respectively 0.02,0.03,0.05 said.Proportion to convert the output signal can be measured. Taking into account the different place of use of the acceleration due to gravity and air buoyancy on the conversion, the main performance indicators of the load cell linearity error, hysteresis error, repeatability error, creep, zero-temperature characteristics and temperature sensitivity characteristics. In a variety of weighing and measuring the quality of the system, usually the integrated error accuracy of the integrated control sensors, and integrated error band or scale error band (Figure 1) linked so that selection corresponds to a certain accuracy weighing weighing sensors. International Organization of Legal Metrology(OIML) requirements, sensor error with total weighing instrument error δ with Δ of 70% of the load cell linearity error, hysteresis error within the specified temperature range due to the effect of temperature on the sensitivity of the error the sum can not exceed the error band of δ. This allows the manufacturer of the components that make up the total measurement error adjustment to obtain the desired accuracy.The load cell conversion method is divided into photoelectric, hydraulic, electromagnetic force type, capacitive, magnetic poles change the form of vibratory gyroscope ceremony, resistance strain type, to the most extensive use of resistance strain.Electromagnetic force sensorIt uses a load-bearing stage load and the principle of electromagnetic force Equilibrium (Figure 5). Put the loading stage, the measured object at one end of the lever upward tilt; photoelectric detect the tilt signal, amplified into the coil, the electromagnetic force, so that the lever to return to equilibrium. Currents produce electromagnetic counterweight digital converter, you can determine the quality of the measured object. The electromagnetic force sensor accuracy, up to 1/2000 ~ 1/60000, but the weighing range is only tens of mg to 10 kg.Capacitive sensorsItcapacitor oscillator circuit of the oscillation frequency f and the plate spacing d is directly proportional relationship between the work (Figure 6). There are two plates, one fixed and the other one can move. Bearing load measured object, the leaf spring deflection, the distance between the twoplates changes, the oscillation frequency of the circuit also changes. The measured frequency change can be calculated to the quality of the load-bearing stage, the measured object. Capacitive sensor power consumption, low cost, accuracy of 1/200 to 1/500.Pole change the form of sensorFerromagneticcomponents in the measured object gravity under mechanical deformation, internal stress and cause changes in permeability, and also changes so that the induced voltage of the secondary coil wound on both sides of the ferromagnetic component (pole). Measure the voltage variation can be calculated added to the force on the pole, and then determine the quality of the measured object. Pole to change the form of sensor accuracy is not high, usually 1/100, applicable to the large tonnage weighing, weighing ranging from tens to tens of thousands of kilograms.Vibration sensorThe force of the elastic element, the natural vibration frequency of the force is proportional to the square root of. Measure the natural frequency changes, you can find the measured object role in the elastic component of the force, and then calculate the quality. The vibration sensor vibrating wire and tuning fork.The elastic component of the vibrating wire sensor string wire. When the load-bearing stage, plus the measured object, the intersection of the V-shaped string wire is pulled down, and left strings of tension increases, the right string tension decreases. The natural frequency of the two strings of different changes. Calculate the frequency difference between the two strings, you can find the quality of the measured object. The higher the accuracy of the vibrating wire sensor, up to 1/1000 ~ 1/10000, weighing 100 g to hundreds of kilograms, but the structure is complex anddifficult process, and high cost.The elastic component of the tuning fork sensor is a tuning fork. Fixed tuning fork end of the piezoelectric element, the natural frequency of oscillation of a tuning fork, it can be measured oscillation frequency. When the load-bearing stage and the measured object, the tuning fork direction of tensile force while the increase in natural frequency, increasing levels of applied force is proportional to the square root. Measure the changes of natural frequency can be calculated heavy loads imposed on the tuning fork on the force, and then calculate the quality of heavy objects. The tuning fork sensor power consumption, measurement accuracy up to 1/10000 to 1/200 000, weighing range of 500g ~ 10kg.外文参考文献中文翻译参考资料二：摘要: 为解决现代商业贸易和日常生活中经常遇到的测量小质量物体的重量问题, 介绍了一种新型的袖珍式电子秤的设计。
便携式电子称设计毕业论文
便携式电子称设计毕业论文目录前言 (1)1.1 电子秤的组成 (2)1.1.1 电子秤的基本结构 (2)1.1.2 电子秤的工作原理 (3)1.1.3 电子秤的计量性能 (3)1.2设计思路 (4)第二章系统方案论证与选型 (6)2.1 控制器部分 (7)2.2 数据采集部分 (7)2.2.1 传感器的选择 (8)2.2.2放大电路选择 (10)2.2.3 A/D转换器的选择 (14)2.2.4 键盘处理部分方案论证 (16)2.3显示电路部分的选择 (17)2.4超量程报警部分选择 (17)第三章硬件电路设计 (18)3.1 AT89S52的最小系统电路 (19)3.1.1单片机芯片AT89S52介绍 (19)3.1.2.单片机管脚说明 (20)3.1.3 AT89S52的最小系统电路构成 (22)3.2 电源电路设计 (23)3.3 数据采集部分电路设计 (24)3.3.1 传感器和其外围以及放大电路设计 (24)3.3.2 A/D转换芯片与AT89S52单片机接口电路设计 (27)3.3.3 测量算法 (31)3.4显示电路与AT89S52单片机接口电路设计 (32)3.5键盘电路与AT89S52单片机接口电路设计 (33)3.6报警电路的设计 (35)第四章系统软件设计 (37)4.1主程序设计 (38)4.2 子程序设计 (39)4.2.1 A/D转换启动及数据读取 (39)4.2.2数制转换子程序设计 (40)4.2.3显示子程序设计 (41)4.2.4 键盘扫描子程序的设计 (43)4.2.5报警子程序的设计 (44)设计总结 (46)致谢 (47)参考文献 (48)附录 (49)电源电路： (49)前言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、交通、内外贸易、生活等各个领域，与人民的生活密切相连。
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、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。
称重系统毕业设计论文
摘要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。
目前，商用电子秤的使用非常普及，逐渐会取代传统的杆秤和机械案秤。
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。
因此，称重技术的研究和衡器工业的发展各国都非常重视。
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。
本文是基于AT89S51单片机的一种电子称重设备的设计说明。
论文首先简要叙述了电子秤的主要背景以及总体的设计方式；然后详细阐述了数字电子秤的设计流程，以及硬件系统和软件系统的设计，并给出了硬件电路的设计细节。
本系统主要分为四大部分，信号前级为称重传感器和放大滤波电路，电阻应变式称重传感器，利用全桥测量原理，将重力信号转换成电信号来测量。
单片机为主要部件，完成数据处理和对各个部分的控制，通过对电路输出电压和标准重量的线性关系，建立具体的数学模型，将电压量纲（V）改为重量纲（g）。
人机界面部分由六位LED管显示与4×4位矩阵键盘组成，可以由键盘控制显示重量和价钱等信息。
关键字：电子秤；称重传感器；AT89S51单片机；A/D转换器；LED数码管AbstractWeighing technology from time immemorial attention, as a measurement method, widely used in industry, scientific research, transportation, and trade fields, and people's lives are closely linked.At present, the use of electronic commercial very popular, and gradually will replace the traditional GanCheng and machinery. Electronic is a kind of electron weighing apparatus, instruments is the national legal measuring instruments, livelihood, national defense, science research, domestic and foreign trade indispensable measure equipment, instruments, product technical level will directly influence the from all walks of life and social modernization level economic benefit.Therefore,weighing technology research and development of all industrial instruments very seriously.Weighing in recent years through analysis of electronic products and the development of domestic and international market demand, electronic weighing the overall development trend is small and modular, integrated, intelligent; their technical performance trend rate is high, high accuracy, stability High, high reliability, its function is weighing measures tend to control information and non-control information both the "intelligent" functions of its application performance tend to be comprehensive and combinations of.This article is based on AT89S51 of an electronic weighing equipment design. It firstly briefly discusses the main background and electronic overall design,And then expounds the digital electronic design process, and the hardware and software design of the system is given, and the hardware circuit design details. This type of digital electronic weigher is keen, correct and convenient to use. Its human-computer interface has a good interactive function and it can be used in vary circumstances, such as family and shopping mall, etc.Key words: an electronic scale; Weighing transducer; AT89S51; A/D converter; LED digital tube目录1 绪论........................................................................................... 错误!未定义书签。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
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《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世纪60年代就出现了0.1%称重准确度的电子秤，并于70年代中期约对75%的机械秤进行了机电结合式的电子化改造。
到目前为止，电子秤的发展方兴未艾，并向着群控，程控和智能化猛进。
第一章任务和要求1.1 设计任务1．利用multisim仿真软件，确定仪表放大器设计方案；2．进行电路参数即增益计算，元件数值选定；3．设计电路原理图；4．在印制电路板焊接电路；5．调试电路板，输出电压信号6．利用CSY-V9.1虚拟仪器采集测量电路的输出电压至电脑中，并分析数据。
7．编写课程设计报告。
1.2设计要求(1) 掌握金属箔式应变片的应变效应。
(2) 掌握单臂、半桥和全桥电路的工作原理和性能。
(3) 电路仿真与参数确定。
利用multisim仿真软件，确定仪表放大器设计方案；应用运放OP07设计三运放仪表放大器，确定电路元器件具体参数；(4) 制作电路板。
仪表放大器增益可调，放大倍数为1000~2000；应变电桥和放大电路应具有调零功能。
(5) 利用汇编或C51语言编写正确程序，调试电路板，采集放大器的输出电压，并显示。
(6) 考虑A/D分辨率为20mV，要求灵敏度不低于40mV/20g。
(7) 数据处理及分析。
利用CSY-V9.1虚拟仪器采集测量电路的输出电压至电脑中，确定系统线性度和灵敏度（最小二乘法），要求非线性误差小于1.50%。
(8) 编写课程设计报告，完成设计任务的期限为一个星期。
第二章功能分析2.1控制系统总体框架图利用传感器与检测技术实验室已有的应变式称重台，将四片应变片采用全桥形式接入测量电路，经过运放OP07组成的仪表放大器放大，再由串行模数转换芯片TLC549进行A/D转换，转换结果送入单片机AT89C51，通过同向门7407驱动四位数码管显示。
仪表放大器的输出需经采集卡采集，经过CSY9.0虚拟仪器软件分析，得到较好的线性度和灵敏度后，再送入AD芯片进行转换。
系统框图如图1所示。
图1 电子秤系统框图2.2各模块基本原理2.2.1采用应变片称重的基本原理电阻应变式传感器是利用电阻应变片将应变转换为电阻变化的传感器，传感器由在弹性元件上粘贴电阻应变敏感元件构成。
当被测物理量作用在弹性元件上时，弹性元件的变形引起应变敏感元件的阻值变化，通过转换电路转换成电量输出，电量变化的大小反映了被测物理量的大小。
应变片是最常用的测力传感元件。
当用应变片测试时，应变片要牢固地粘贴在测试体表面，测件受力发生形变，应变片的敏感栅随同变形，其电阻值也随之发生相应的变化。
通过测量电路，转换成电信号输出显示。
当具有初始电阻值R的应变片粘贴于试件表面时，试件受力引起的表面应变，将传递给应变片的敏感栅，使其产生电阻相对变化ΔR/R。
在一定应变围ΔR/R与ε的关系满足下式：RKRε∆=式中，ε为应变片的轴向应变。
定义K=(ΔR/R)/ε为应变片的灵敏系数。
它表示安装在被测试件上的应变在其轴向受到单向应力时，引起的电阻相对变化ΔR/R与其单向应力引起的试件表面轴向应变ε之比。
电阻应变片计把机械应变转换成ΔR/R后，应变电阻变化一般都很微小，这样小的电阻变化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，把应变片计的ΔR/R变化转换成电压或电流变化。
通常采用惠斯登电桥电路实现这种转换。
若将电桥四臂接入四片应变片，如图2所示，即两个受拉应变，两个受压应变，将两个应变符号相同的接入相对桥臂上，构成全桥差动电路。
在接入四片应变片时，需满足以下条件：相邻桥臂应变片应变状态应相反，相对桥臂应变片应变状态应相同。
可简称为：“相邻相反，相对相同”。
此时()()22oE R R E R R RU ER R R+∆-∆∆=-=全桥差动电路不仅没有非线性误差，而且电压灵敏度为单片工作时的4倍，同时具有温度补偿作用。
除上述全桥电路外，还有单臂和半桥电路两种。
单臂、半桥、全桥电路的灵敏度依次增大；当E和电阻相对变化一定时，电桥的输出电压及其电压灵敏度与各桥臂阻值的大小无关。
本次实训采用全桥电路。
电桥供电电源为5V。
图2 差动全桥电路2.2.2放大器的工作原理由于传感器的输出为微弱的低频差分信号,其电压幅度为微伏级，必须经过放大电路进行调理放大，再进行测量。
常用的放大电路可以由单运放放大器、双运放放大器、三运放放大器或直接由集成仪表放大器（如AD620、AD623）等构成。
下面以三运放构成的仪表放大器为例说明仪表放大器的工作原理及性能指标，运算放大器选择高精度运放OP07。
1）基本电路及放大原理V1OP1R2R2R3R3R4OP3R4R1OP2V2V1'V2'Vo图3 三运放电路原理图如上图，由运算放大器特性可知OP1：OP2：由分压原理可得)'('1221211V V R R R V V -++=)'('2121222V V R R R V V -++=故 2121121)1('V R R V R R V -+=1122122)1('V R R V R R V -+=由于放大器OP3为差值放大器，可知)''(12340V V R R V -=所以其差值放大倍数为)21(1234120R R R R V V V gain +=-=当要改变增益时，仅须调整可变电阻R1即可。
2）第二级放大电路的工作原理图4 第二级放大器原理图第二级放大电路其实是一个增益可调的同相运算放大器，其作用是把第一级放大电路输出的电压进一步放大，以满足需要，工作原理如下：设U4的输出电位为V*out ，输入第一级放大电路输出Vout ，而可变电阻P2的实际有效接入部分的阻值为R P 。
对U4而言， —、+ 两端的电位应近似相等，即：out V V V =≈+-32而流过R 11 、R 12电阻上的电流I 11 、I 12可分别表示为： 1111211R V R V I out -=-=- ； P out out P out R R V V R R V V I +-=+-=-12*12*212又因为 01211≈+I I 所以整理后，可得：out P out V R R R V ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛++=1112*1放大系数（增益）为：1112*21R R R V V K P out out ++==设电阻阻值分别为R11=10kΩ，R12=10kΩ，0≤RP≤10kΩ，则第二级放大电路的理论计算增益为：322112≤+=≤RRK P3）集成运算放大器OP-07OP-07有A、D、C、E各档，它是高精度运算放大器，具有极低的失调电压（10μV）和偏置电流（0.7nA），它的温漂系数为0.5μV/℃，OP-07具有较高的共模输入围（±14V），共模抑制比CMRR=126dB，以及极宽的供电电流围（从±3V到±18V），双电源供电。
AD OP-07的封装、管脚排列以及基本连接方式如下图所示，OP07一般不需要调零，如需调零，可在1和8管脚之间接一个电位器，阻值可为20k，参见基本接法图。
图5 AD OP-07封装图图6 运算放大器引脚图通过利用Multisim7仿真软件，可以得到参考设计电路。
两级放大电路Multisim7仿真如图7所示。
图7 两级放大电路Multisim7仿真2.2.3 A/D转换的工作原理一般电子秤的A/D转换精度越高越好，A/D精度越高，电子秤的灵敏度越高。
但12的A/D芯片价格比较贵，考虑到实验室条件，本次设计采用8位串行A/D芯片TLC549。