基于单片机实现高精度电子秤的设计
基于AVR单片机高精度电子秤设
基于AVR单片机高精度电子秤设
引言
随着电子技术和自动化测量技术的不断发展，传统的称重系统在功能、精度、性价比等方面已难以满足人们的需要，尤其在智能化、便携式、对微
小质量的测量方面更显得力不从心。
近年来，新型单片机的出现和集成电路
技术的发展为更新产品设计，研制高性价比的称重控制器提供了条件。
本设
计采用AVR单片机为控制核心，结合电阻应变式压力传感器和相应的信号
采集电路，设计出一种高精度、多功能、低成本的新型电子秤。
1 系统总体设计
首先由称重传感器采集因压力变化而产生的电压信号，通过A／D转换器将模拟信号转换为数字信号，把数字信号送入AVR单片机，单片机做
相应的处理后，得到当前物体重量的数据，并通过LCD显示出来。
系统硬件结构如图1所示。
系统硬件电路包括A／D转换模块、4&TImes;4矩阵键盘模块、LCD
模块和蜂鸣器报警模块；软件模块又可分为主程序模块、矩阵键盘扫描模块、。
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。
基于单片机的电子秤的方案设计
目录
01 一、引言
03 三、硬件设计
02 二、总体设计 04 四、软件设计
目录
05 五、调试与优化
07 参考内容
06 六、应用前景
一、引言
随着科技的不断发展，智能化和数字化逐渐成为测量与控制领域的主流趋势。 其中，电子秤作为一种高精度的测量设备，在贸易结算、工业生产等领域具有广 泛的应用。基于单片机的电子秤因其具有体积小、成本低、易于集成等优点，越 来越受到人们的。本次演示将介绍一种基于单片机的电子秤设计方案，以期为相 关领域的工程技术人员提供参考。
4、数据显示：将重量数据显示 在显示模块上。
5、报警提示：如遇超重或欠重 情况，系统会进行报警提示。
6、数据存储：可预留数据存储接口，方便用户对重量数据进行存储或传输。
五、总结
本次演示介绍了基于51单片机的电子秤设计，通过利用电阻应变式传感器进 行重量检测，经过51单片机处理后将重量数据显示出来。这种设计具有精度高、 稳定性好、使用方便等优点，可广泛应用于各种场合的重量检测。随着技术的不 断发展，我们有理由相信，以51单片机为核心的电子秤设计将会有更广阔的应用 前景。
3、采用软件滤波算法，减少外界干扰对测量精度的影响；
4、对程序进行优化，提高数据 处理速度和准确性。
经过调试与优化后，电子秤的性能得到了显著提升，测量精度得到了提高。
六、应用前景
基于单片机的电子秤具有广泛的应用前景。在实际应用中，该电子秤可应用 于贸易结算、工业生产、食品药品等行业。同时，由于其体积小、成本低等优点， 可以方便地集成到各种称重系统中。
Байду номын сангаас
二、电子秤的工作原理
电子秤是利用传感器测量物体的重量，并将重量转换为电信号，再通过信号 处理电路进行处理，最终以数字形式显示出来。51单片机作为一种通用的微控制 器，可以方便地对电子秤进行控制和数据处理。
基于单片机的电子秤设计课程设计
百度文库- 好好学习，天天向上传感课程设计报告基于单片机的电子秤设计目录目录 (1)摘要 (1)关键字：电子秤、应变片、A/D转换器，显示电路 (1)一、系统整体描述 (1)二、系统模块设计 (2)电阻应变式传感器的组成以及原理 (2)直流差动电桥检测电路 (3)放大电路 (5)A/D转换 (7)单片机系统 (7)三、数据处理及程序的设计 (9)数据处理及程序的设计 (9)参数整定 (10)测量数据及误差分析 (10)曲线拟合及参数整定 (10)显示子程序的设计 (13)总结 (13)参考文献 (14)附录1程序 (15)摘要本文设计的电子秤以单片机为主要部件，用C语言进行软件设计，硬件则以半桥传感器为主,测量0～500g电子秤，随时可改变上限阈值，本课程设计的电子秤以单片机为主要部件，利用差动半桥测量原理，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）即成为一台原始电子秤。
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。
芯片HX711-BF的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。
关键字：电子秤、应变片、A/D转换器，显示电路一、系统整体描述系统由敏感元件、电桥测量电路、放大电路、模数转换电路、单片机最小系统、显示电路构成。
敏感元件产生物理量变化，由测量电路将信号转换为电信号，并放大输出。
通过模数转换后将信号输入单片机中，经过处理后由显示电路显示。
二、系统模块设计电阻应变式传感器的组成以及原理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变形转换成电阻变化的元件。
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，本设计中采用的是电阻丝应变片，为获得高电阻值，电阻丝排成网状，并贴在绝缘的基片上，电阻丝两端引出导线，线栅上面粘有覆盖层，起保护作用。
基于单片机实现高精度电子秤的设计
基于单片机实现高精度电子秤的设计本文将介绍一种基于单片机实现高精度电子秤的设计。
电子秤作为重要的计量工具，应用范围非常广泛，如工业、商业、医疗等领域。
随着科技的发展，电子秤已经取代了传统的机械秤，成为主流的计量设备之一。
而基于单片机实现的电子秤则具有精度高、稳定性好、功耗低等优点，越来越受到人们的欢迎。
一、设计原理1.负载传感器负载传感器是电子秤中最重要的部件，它能够将负载的重量转化为电信号输出，这一过程称为称量信号的检测。
一般情况下，负载传感器采用应变式传感器。
当外力作用于传感器时，导致传感器产生略微的形变，应变式传感器的电阻值将会发生变化，并产生微小的电信号输出。
因此，应变式传感器可以通过检测这一电信号来得知电子秤所承载的物品的重量。
2.模数转换器为了将称量信号转化为微处理器可读取的数字信号，需要在电路中添加模数转换器。
模数转换器检测来自负载传感器的称量信号，并将其转化为数字信号。
一般，模数转换器的精度越高，电子秤的精度也就越高。
3.单片机控制系统单片机控制系统负责将模数转换器输出的数字信号转化为物品的重量，根据一定的算法进行处理，并将处理后的数据显示在LED数码管上。
同时，单片机控制系统还需要具备稳定性好、误差小、运算速度快、功耗低等特点。
二、硬件设计本文采用的电子元件及参数如下：1.单片机：STC89C522.电压稳定器：LM78053.模数转换器：HX7114.LED数码管：TM16375.按键开关：K16.负载传感器：HS-061三、软件设计本电子秤采用C语言进行编程，完整的程序包括如下几个部分：1.头文件：包括IO口定义、按键操作、数码管等的宏定义；2.变量定义：对于程序中需要用到的变量进行定义，包括模数转换器输出的称量信号、数码管显示数值等；3.初始化函数：对于电路中的各个元件进行初始化，包括模数转换器、LED数码管等；4.数码管显示函数：将处理后的数据经过格式化后显示在LED数码管上；5.称量函数：根据所检测到的称量信号进行物品重量的计算；6.按键检测函数：当用户按下按键时，对按键的操作进行检测和处理。
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。
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摘要称重技术是人类生活中不可缺少的部分，自古以来就被人们所重视。
作为一种计量手段，被广泛应用于工业、农业、贸易等各个领域。
随着现代文明和科学技术的不断进步，人们对称重技术的准确度要求也越来越高，电子秤产品技术水平的高低，直接影响各行各业的现代化水平和社会经济效益的提高。
近年来，电子称重技术取得了突飞猛进的发展，电子秤在称重计量领域中也占有越来越重要的地位，其应用领域也在不断地扩大。
尤其是商用电子秤，由于其具有准确度高、反应灵敏、结构简单等优点，被广泛应用于工商贸易、轻工食品、医药卫生等领域。
目前，机械秤正在逐步被电子秤取代，这就促使电子秤的研究需要进一步的深入。
本设计是以AT89S51为核心的一种高精度电子秤，系统采用模块化设计法，其硬件结构主要包括：数据采集模块、最小系统模块、电源模块、键盘和显示模块。
其中，数据采集模块包括称重传感器和A/D转换电路；最小系统部分主要包括AT89S51和扩展的外部数据存储器；键盘由4×4位矩阵键盘组成；显示部分LM4229液晶显示。
软件部分由C语言编程，实现对各部分的控制。
该电子秤可以能够显示商品的名称、价格、总量、总价等；能够自动完成商品的价格计算；能够储存几种简单商品的价格；能够具有超重提醒功能。
其称重范围为0～5Kg，分度值为0.001g。
整个系统结构简单，使用方便。
关键词：电子秤；AT89S51单片机；称重传感器；A/D转换电路；液晶显示AbstractWeighing technology is indispensable to human life, since the ancient times attention. As a measurement method, have been widely applied in industry, agriculture, trade and other fields. Along with the development of modern civilization and progress of science and technology, the accuracy of weighing technology requirements are increasingly high, electronic products, technology level, directly influences the level of modernization and professions to improve the economic benefits of the society. In recent years, the electronic weighing technology achieved rapid development, electronic weighing in the metrology area also plays more and more important position, and its applications are constantly expanding. Especially, because of its commercial electronic with high accuracy, senstive reaction, simple structure, etc, have been widely applied in industry and commerce trade, light food, medicine and health, etc. At present, mechanical scales are gradually replaced by electronic, this has led to the further study of electronic.This design based on AT89S51 at the core of a high-precision electronic systems, modular design method and its hardware structure mainly include: the data acquisition module, the smallest system module, power module, the keyboard and display module. Among them, the data acquisition module including weighing transducer and A/D circuit, The minimum system parts including AT89S51 and extension of external data storage, Keyboard 4X4 by a matrix of the keyboard, LM4229 LCD display section. Software consists of the C programming language, realize the control of each part. The electronic can can show the name of the product, price, quantity and price; etc. Can be finished goods prices. To be able to store some simple commodity prices, To remind function with overweight. The weighing 5Kg, range of indexing value for 0.001 g. The entire system structure is simple, easy to use.Keywords: electronic, AT89S51, weighing transducer, A/D circuit, LCD display1 绪论1.1选题的背景与意义1.1.1选题的背景（1）电子技术渗入衡器制造业随着第二次世界大战后的经济繁荣，为了把称重技术引入生产工艺过程中去，对称重技术提出了新的要求，希望称重过程自动化，为此电子技术不断渗入衡器制造业。
在1954年使用了带新式打印机的倾斜杠杆式秤，其输出信号能控制商用结算器，并且用电磁铁机构与代替人工操作的按键与办公机器联用。
在1960年开发出了与衡器相联的专门称重值打印机。
当时的带电子装置的衡器其称量工作是机械式的，但与称量有关的显示、记录、远传式控制器等功能是电子方式的。
（2）电子秤步入社会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信号，而且也能作为总系统中的一个单元承担着控制和检验功能，从而推进工业生产和贸易交往的自动化和合理化。
近年来，电子秤已愈来愈多地参与到数据处理和过程控制中。
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。
随着称重传感器各项性能的不断突破，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%称量准确度的电子秤，并在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。
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年代开始出现了以称重传感器为主的电子衡器。
80年代以来，我国通过自行研制、引进消化吸收和技术改造，已由传统的机械式衡器步入集传感器、微电子技术、计算机技术于一体的电子衡器发展阶段。
目前，由于电子衡器具有称量快、读数方便、能在恶劣环境下工作、便于与计算机技术相结合而实现称重技术和过程控制的自动化等特点，已被广泛应用于工矿企业、能源交通、商业贸易和科学技术等各个部门。
随着称重传感器技术以及超大规模集成电路和微处理器的进一步发展，电子称重技术及其应用范围将更进一步的发展，并被人们越来越重视。
1.1.2选题的意义电子秤是日常生活中常用的电子衡器，广泛应用于超市、大中型商场、物流配送中心。
电子秤在结构和原理上取代了以杠杆平衡为原理的传统机械式称量工具。
相比传统的机械式称量工具，电子秤具有称量精度高、装机体积小、应用范围广、易于操作使用等优点，在外形布局、工作原理、结构和材料上都是全新的计量衡器。
目前市场上使用的称量工具，或者是结构复杂，或者运行不可靠，且成本高，精度稳定性不好，调整时间长，易损坏，维修困难，装机容量大，能源消耗大，生产成本高。
而且目前市场上电子秤产品的整体水平不高，部分小型企业产品质量差且技术力量薄弱，设备不全，缺乏产品的开发能力，产品质量在低水平徘徊。
因此，有针对性地开发出一套有实用价值的电子秤系统，从技术上克服上述诸多缺点，改善电子秤系统在应用中的不足之处，具有现实意义。
1.2电子秤的研究现状及发展趋势1.2.1电子秤的研究现状近几年，我国的电子称重系统从最初的机电结合型发展到现在的全电子型和数字智能型。
电子称重技术逐渐从静态称重向动态称重发展，从模拟测量向数字测量发展，从单参数测量向多参数测量发展。
电子称重系统制造技术及其应用得到了新发展。
国内电子称重技术基本达到国际上20世纪90年代中期的水平，少数产品的技术已处于国际领先水平。
在研究方法上，电子称重系统的工作原理一般是将作用在承载器上的质量或力的大小，通过压力传感器转换为电信号，并通过控制电路来处理该电信号。
其中压力传感器大多数采用电阻应变片压力传感器，由于应变片的体积较小，市场上有多种规格可供选择，而且可以针对弹性敏感元件的形式可以灵活设计来适应各种应用场合的要求，所以应变片式压力传感器得到广泛的应用。
但是电阻应变片压力传感器的一个严重缺陷是应变灵敏度、应变片本身的电阻都随温度变化，而且灵敏度随温度变化较大。
在不同的环境中，应变片的阻值发生变化，输出零点漂移明显。
并且应变片的输出信号很小、线性范围窄，而且动态响应较差，有待进一步开发。
在国际上，一些发达国家在电子称重方面，从技术水平、品种和规模等方面都达到了较高的水平。
特别是在准确度和可靠性等方面有了很大的提高。