基于单片机的电子秤系统设计任务书
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。
基于单片机的电子秤设计1-23.1
摘要本文设计了一种以51单片机来进行控制的电子秤系统，系统的电路部分由以下几个电路模块组成：数据采集和数据处理电路、模数转换电路、LED及蜂鸣器报警电路、最小系统电路、液晶显示电路、矩阵按键电路等。
接通电源后，单片机会把压力传感器输入的小信号进行放大处理及模数转换，通过按键设置单价在LCD1602上显示物体总价信息。
对于硬件设计部分，我们本着低成本，高效率，系统稳定可行的指导方针选取了一些实用的元器件进行设计。
而软件设计则采用模块化的设计方法，争取把软件设计得方便可读易操作。
文中还详细分析了应变式压力传感器在重量测量上的应用及其使用的原理，而HX711作为一个高精度的24位A/D转换器如何在模数转换的过程如何运作也有相应的介绍。
当然，这次设计的结果能够得到预期的效果也离不开其他各部分电路的相辅相成，我们也对一些配合电路做了简单介绍。
仿真部分则为我们的设计是否合理进行了初步验证。
最后，我们完成了实际电路的焊接，使得理论有了实物作为支撑，整个设计能够正常实现功能。
关键词：51单片机；电子称；压力传感器；模数转换；模块化设计ABSTRACTThe paper introduce a kind of electronic weighing system which based on Single-chip Microcomputer.At the beginning,some basic methods about MCU like the internal configuration ,working principle and how to program are introduced. Then ,how to measure an object using a strain type pressure transducer is introduced .Several circuit modules are contained in the design such as data acquisition and data processing circuit, analog to digital conversion circuit, LED and buzzer alarm circuit, minimum system circuit, LCD display module, matrix keyboard circuit, etc.When pressing the button , the detection is begun.the weak analog signal coming from the sensor will be amplified and converted into digital signal.Finally ,the processed signals will be transmitted to the microcomputer . the price is set by pressing different buttons and total price will be shown on the LCD1602.The hardware is designed to be stable,feasible and inexpensive,which will make the design better to be accepted.The software uses modular design.The principle and advantages of the application of the strain gauge pressure sensor to the weight measurement and the application of HX711 to the analog to digital conversion are analyzed in detail.The composition and working characteristics of other circuits are described as well.The feasibility of the circuit is verified by simulation. Finally, the design of the physical circuit is completed, which makes the expected results of the project be realized.Key words: 51 single chip microcomputer; electronic scale；strain pressure sensor; AD conversion; modular design;.目录1 引言 (1)1.1 课题研究的意义 (1)1.2 电子秤的发展现状 (1)1.3 设计内容和章节安排 (2)2 单片机简介 (3)2.1 单片机内部结构 (3)2.2 单片机特点及引脚介绍 (5)2.3 单片机中断系统 (7)2.4 单片机最小系统 (8)2.5 编程语言 (9)2.5.1 汇编语言 (9)2.5.2 C51语言 (9)3 单片机外围电路介绍 (10)3.1称重传感器介绍 (10)3.2 LCD1602液晶显示屏 (12)3.3 AD转换模块HX711 (14)4 硬件电路设计 (16)4.1 硬件电路总框图设计 (16)4.2 数据采集电路设计 (17)4.3 最小系统电路设计 (18)4.4 矩阵键盘电路设计 (19)4.5 LCD1602显示电路设计 (20)4.6 报警电路设计 (21)4.7 硬件电路原理总图 (22)5 软件设计 (23)5.1主程序流程图 (24)5.2键盘扫描程序 (24)5.3 HX711读取程序 (25)5.4 LCD1602写操作程序 (26)6 系统调试 (26)6.1 硬件调试 (27)6.2 软件调试 (27)7 总结及展望 (28)参考文献 (29)致谢 (30)1 引言1.1 课题研究的意义电子秤是一种利用杠杆平衡原理或根据胡克定理制成的衡器。
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的设计
四川信息职业技术学院毕业设计说明书(论文)设计(论文)题目:基于单片机的电子秤的设计专业: 应用电子技术班级: 应电12-3学号: 1111111姓名: 某某某指导教师: 某某某二〇一四年十一月二十五日四川信息职业技术学院毕业设计（论文）任务书目录摘要 (1)绪论 (2)第一章方案设计与论证 (3)1.1方案选择 (3)1.2方案论证 (4)第二章硬件设计与分析 (5)2.1单片机最小系统 (5)2.1.1 芯片介绍 (5)2.1.2 时钟电路设计 (8)2.1.3 复位电路设计 (9)2.2信号采集模块 (10)2.2.1 传感器的选择 (10)2.2.2 传感器的选择 (10)2.3数据转换电路 (11)2.3.1 A/D转换器的选择 (11)2.3.2 ADC0832的介绍 (11)2.3.3单片机对ADC0832的控制原理 (12)2.4声光报警电路 (13)2.5显示电路 (13)2.6整机电路 (14)第三章软件设计 (15)3.1主程序流程图 (15)3.2模数转换子程序 (16)3.3报警子程序设计 (17)3.3报警子程序设计 (18)第四章系统仿真与调试 (20)4.1常用调试工具 (20)4.2P ROTEUS电子秤的工作过程 (20)结论 (23)参考文献 (24)附录1 整机电路图 (25)附录2 程序清单 (23)附录3 元器件清单表 (31)摘要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、人性化用在了电子称重的控制系统中。
本系统主要由单片机来控制，测量物体重量部分由称重传感器及A/D转换器组成，加上显示单元，此电子秤俱备了功能多、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。
本系统以AT89C51单片机为主控芯片、辅以传感器采集模块、声光报警电路、电源供电模块、显示电路模块、数据转换模块等构成智能称重系统，从而实现自动称重系统的称重功能、声光报警功能。
基于单片机的电子秤设计
简易电子计量秤摘要本设计给出了以MSP430混合信号单片机为核心的低功耗电子秤的设计方案.整个系统包括电阻应变片电桥模块,差模信号放大模块,A/D转换模块,段式LCD显示模块.应变片电桥将所称物体的重量转换为电压量,仪表运放和高精度运放分别完成电桥电压的双端到单端转换和后级放大,A/D转换器将放大后的电压信号转换为数字量传送给MSP430单片机,经软件控制计算后送LCD 显示。
关键词:电子秤应变片仪表运放 MSP430 低功耗.一、系统设计1.1任务要求根据下面框图设计一简易的电子计量秤通过单片机的最小系统和软件控制，并通过显示器显示出来。
基本要求：1、称重范围：最小称量：10g 最大称量：5Kg感量（单位）：Kg 解析量：10g2、测量相对误差：≤±1%3、使用750mA(3.6V)的锂电池供电，持续工作时间大于一年；且具有自动待机功能;4、4位数码显示不能使用集成一体化压力传感器;5、成本控制在100元人民币以下;发挥部分：1尽量延长工作时间（大于一年）；2、提高测量精度（≤±5%）；3、采用交直流两种设计, 交流优先。
1.2 方案论证与设计方案设计1.2.1称重传感器方案方案一:采用分立式电阻应变片重物使电阻应变片产生弹性形变从而改变其阻值,通过阻值的变化即可得到重量的变化.分立式应变片的优点是价格较低廉,选择范围灵活.但是现有条件下难以得到能和应变片阻抗相匹配的桥臂电阻,并且温度系数也无法匹配,而且安装十分复杂.方案二:采用集成称重传感器称重传感器实际上也是用分立应变片制成,但是厂商已经将其配成平衡电桥,作为使用者就免去了粘贴,安装,和电桥平衡的调整等极其复杂的过程.对于以上两种方案,考虑到方案一在现有条件下可实现性很低,故采用第二种方案,即集成称重传感器.1.2.2 电阻变换方案方案一:采用恒流源应变片的电阻变化并不能直接测量,必须转化为电压等可测量的量,此方案采用恒流源驱动应变片,由于电流恒定,因此电阻的变化将直接导致电阻上的压降的变化.缺点是恒流源的显著的温度漂移,成本高.方案二:采用不平衡电桥由图可知,电桥简单的将电阻的变化转化为电压的变化.并且通过匹配桥臂电阻,可以使温度漂移相互抵销.综合考虑两种方案,第二种方案更加简洁精确,容易制作成本低廉,故采用电桥变换方案.1.2.3 信号放大方案方案一:由高精度低漂移运算放大器构成差动放大器差动放大器具有高输入阻抗，增益高的特点，可以利用普通运放(如OP07)做成一个差动放大器。
基于单片机的电子秤设计报告
五邑大学信息工程学院课程设计报告课程名称：电子系统设计技术专业：______ 通信工程_______ 班级：AP10057班学号：_________ 11 _________ 姓名：___________ 李绍杰指导教师：周开利设计时间：2013年1月2日评定成绩： _____________________设计课题题目：电子秤一、设计任务与要求1. 本次的课程设计任务是设计一个电子秤，首先我们来了解一下电子秤的基本的背景和设计意义。
电子秤在很早以前就开始被被人们广泛运用。
它是一个现代化的称重仪器，结合了计算机技术，信息处理，数字技术等等的很多的高科技技术。
电子秤，属于衡器的一种，是利用胡克定律或力的杠杆平衡原理测定物体质量的工具。
电子秤主要由承重系统（如秤盘、秤体）、传力转换系统（如杠杆传力系统、传感器）和示值系统（如刻度盘、电子显示仪表）3部分组成。
按结构原理可分为机械秤、电子秤、机电结合秤三大类。
［电子秤拥有许多过去的简单的机械化的称重技术所没有的优点。
例如，第一方面：电子秤的重量轻，体积小，容易携带，并且容易维修；第二方面：因为电子秤是运用了以单片机为中心控制单元，通过称重传感器进行模数转换单元，再通过配合键盘、显示电路及强大软件来组成，所以电子秤的准确率高，并且很快速，能够让人们很直观地看到称重的结果，这样更加深受人们的喜欢。
第三方面：电子秤不仅仅只是客观的物体，它通过了压力传感器采集到被测物体的重量并将其转换成电压信号。
然后通过前端信号处理电路进行准确的线性放大最后把放大后的模拟电压信号经A/D转换电路转换成数字量被送入到主控电路的单片机中，再经过单片机控制译码显示器，从而显示出被测物体的重量。
这是一个很高端，很人性化的发展，能够实现人机的信息转换。
第四方面：电子秤不再像过去的机械称重器那样功能局限，如今的电子秤更是能够广泛应用在商业，工农业，科技，交通等等很多方面。
并且对人们日常生活的影响越来越大。
单片机课程设计报告 基于单片机的电子秤设计
基于单片机的电子秤设计一、【设计题目】基于单片机的电子秤设计二、【设计要求】设计要求如下:（1）设计一款电子秤，用LCD液晶显示器显示被称物体的质量（2）可以设定该秤所称的上限（3）当物体超重时，能自动报警。
三、【设计过程】1.【方案设计】微控制器技术、传感器技术的发展和计算机技术的广泛应用，电子产品的更新速度达到了日新月异的地步。
本系统在设计过程中，除了能实现系统的基本功能外，还增加了打印和通讯功能，可以实现和其他机器或设备（包括上位PC机和数据存储设备）交换数据.除此之外，系统的微控制器部分选择了兼容性比较好的AT89系列单片机，在系统更新换代的时候，只需要增加很少的硬件电路，甚至仅仅删改系统控制程序就能够实现。
另外由于实际应用当中，称可以有一定量的过载，但不能超出要求的范围，为此本设计提供了过载提示和声光报警功能。
综上所述,本课题的主要设计方案是：利用压力传感器采集因压力变化产生的电压信号，经过电压放大电路放大，然后再经过模数转换器转换为数字信号，最后把数字信号送入单片机。
单片机经过相应的处理后，得出当前所称物品的重量及总额，然后再显示出来。
此外，还可通过键盘设定所称物品的价格。
主要技术指标为：称量范围0～5kg；分度值0.01kg；精度等级Ⅲ级；电源DC1.5V（一节5号电池供电）。
其设计框图如图3.1所示。
这种高精度智能电子秤体积小、计量准确、携带方便,集质量称量功能与价格计算功能于一体，能够满足商业贸易和居民家庭的使用需求。
图3.1 系统设计框图2.【器件选择】2.1单片机选择本设计由于要求必须使用单片机作为系统的主控制器,而且以单片机为主控制器的设计，可以容易地将计算机技术和测量控制技术结合在一起，组成新型的只需要改变软件程序就可以更新换代的“智能化测量控制系统”。
考虑到本设计中程序部分比较大，根据总体方案设计的分析，设计这样一个简单的的系统，可以选用带EPROM 的单片机，由于应用程序不大，应用程序直接存储在片内，不用在外部扩展存储器，这样电路也可简化。
基于单片机的电子秤设计
目录摘要 (1)ABSTRACT...................................................... 错误！未定义书签。
1绪论......................................................... 错误！未定义书签。
2系统方案论证与选型 . (4)2.1 控制器部分 (5)2.2 数据采集部分 (5)2.2.1传感器的选择 (5)2.2.2放大电路选择 (8)2.2.3A/D转换器的选择 (11)2.2.4键盘处理部分方案论证 (12)2.3显示电路部分的选择 (13)2.4超量程报警部分选择 (13)3硬件电路设计 (14)3.1 AT89S52的最小系统电路 (15)3.1.1单片机芯片AT89S52介绍 (15)3.1.2.单片机管脚说明 (16)3.1.3 AT89S52的最小系统电路构成 (18)3.2 电源电路设计 (18)3.3 数据采集部分电路设计 (19)3.3.1 传感器和其外围以及放大电路设计 (19)3.3.2 A/D转换芯片与AT89S52单片机接口电路设计 (22)3.3.3 测量算法 (25)3.4显示电路与AT89S52单片机接口电路设计 (25)3.5键盘电路与AT89S52单片机接口电路设计 (27)3.6报警电路的设计 (29)4系统软件设计 (29)4.1主程序设计 (30)4.2 子程序设计 (31)4.2.1 A/D转换启动及数据读取程序设计 (31)4.2.2数制转换子程序设计 (31)4.2.3显示子程序设计 (33)4.2.4 键盘扫描子程序的设计 (33)4.2.5报警子程序的设计 (35)设计总结 (36)致谢 ........................................................ 错误！未定义书签。
参考文献. (37)附录 (38)基于单片机的电子秤设计摘要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。
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检测系统设计与制作任务书
题目基于单片机的电子秤系统设计
指导教师
院别
专业
班级
学号
姓名
2015年9月至2016年1月
一、论文（设计）方向：
工程应用设计
二、主要参考资料：
[1] 宋文续，扬帆.《传感器与检测技术》.北京：高等教育出版社，2005.4
[2] 常健生.《检测与转换技术》.北京：机械工业出版社，2004.6
[3] 凌志浩.《智能仪表原理与设计技术》.上海：华东理工大学出版社，
2003.8
[4] 于永权.《89系列（MCS-51兼容）Flash单片机原理及应用》.北京：
电子工业出版社，1997
[5] 李朝清.《单片机原理及接口技术》.北京：北京航空航天大学出版社，
1996.8
[6] 丁元杰.《单片微机原理及应用》.北京：机械工业出版社，1999.8
[7] 周航慈.《单片机应用程序设计技术》.北京：北京航空航天大学出版
社，2002.11
三、课题的内容和任务要求：
本课题研究的内容是以单片机STC89C52RC为控制核心，实现电子秤的基本策略及价格计算功能。
本课题在电子称的基本功能基础上扩展了电子日历及时钟功能。
该系统可以分为单片机最小系统、数据采集系统、人机交互界面系统、电源系统、时钟及语音报数六大部分组成。
单片机最小系统部分主要包括STC89C52RC和经典复位电路；数据采集部分由称重传感器、信号放大和A/D 转换部分组成，信号放大和A/D转换部分主要由专用型高精度24位AD转换芯片HX711实现；人机交互界面为键盘输入和点阵式液晶显示，主要使用4*4矩阵键盘和1602液晶显示器，可以方便的输入数据和直观的显示数据；时钟模块主要由时钟芯片DS1302和时钟电路组成；语音报数模块可语音报读电子秤系统的重量、单价、金额等语音内容，主要由SC1010B电子称专用语音芯片实现。
本课题的主要设计任务如下所述：
1）系统可实现电子称基本的称重功能（称重范围为0～5Kg，重量误差不大于±0.005Kg）；
2）系统应具备输入单价，计算总价及语音报价的功能；
3）系统超出最大测量范围5Kg时应有报警指示功能（蜂鸣器报警提示）；
4）该电子称设计需完成电子日历及时钟显示功能的扩展。
在未称重状态下系统应具备显示年月日、星期及时钟功能。
四、毕业论文（设计）进度安排：
注：1.指导教师填写，任务下达人为指导教师，指导教师和接受任务的学生均应签字。
2.此任务书最迟必须在学生毕业设计（论文）开始前下达给学生。