数字电子秤的设计.

数字电子秤的设计 原 创 性 声 明 本人声明所呈交的毕业论文（设计）是我个人进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文（设计）中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，已在毕业论文（设计）中作了明确的说明并表示了谢意。

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学生签名: 时间： 年 月 日 目 录 第一章 绪论 ......................................... 1 1.1引言................................................................................................ 1 1.1.1选题背景和意义 ................................................................. 1 1.1.2电子秤发展及结果 ............................................................. 2 1.1.3本论文的研究内容及结构安排 ......................................... 5 1.1.4本设计的任务和主要内容 ................................................. 5 1.1.5基本工作原理及原理框图 ................................................. 6 第二章 硬件的设计 ................................... 7 2.1 传感器的选择 .............................................................................. 7 2.1.1 电阻应变式传感器的组成以及原理 ................................ 7 2.1.2 电阻应变式传感器的测量电路 ................... 8 2.1.3 三运放大电路 ................................. 9 2.1.4 ADC0809 A/D转换器 ........................... 10 2.1.5 ADC0809的内部逻辑结构： ..................... 10 2.1.6 ADC0809应用说明： ........................... 12 2.1.7 LED显示电路设计 ............................. 12 2.1.8 LED显示器结构与原理 ......................... 13 2.1.9 LED显示器与显示方式 ......................... 15 2.1.10总体工作电路原理图 .......................... 16 第三章 软件的设计 .................................. 18 第四章 总 结 ...................................... 20 附录1：原理图 ...................................... 21 附录2：元器件清单 .................................. 22 致 谢 .............................................. 23 参考文献： .......................................... 24 1 第一章 绪论 本课程设计的电子秤以单片机为主要部件，利用全桥测量原理，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，本设计采用全桥测量电路，使系统产生的误差更小，输出的数据更精确。而三运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。ADC0809 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。 1.1引言 在我们生活中经常都需要测量物体的重量，于是我们就用到称，但是随着社会的进步、科学的发展，我们对其要求操作方便、易于识别。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、磅秤等称量工具渐渐淘汰，电子称量装置电子秤、电子天平等以其准确、快速、方便、显示直观等诸多优点而受到人们的青睐。电子秤向提高精度和降低成本方向发展的趋势引起了低成本、高性能模拟信号处理器件需求的增加。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；其技术性能趋向是效率高、准确度高、稳定性高、可靠性高；其功能趋向是称量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。 1.1.1选题背景和意义 称重自古以来就是被人们所重视，作为一种计量手段，应用于工农业、科研、交通、内外贸易等各个领域，与人民的生活紧密联系。电子秤是电子衡器的一种，衡器是国家法定计量工具，是好、国计民生、个国防建设、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。称重装置不仅是提供重量数据的单体仪表，而且作为工业控制系统和商业管理系统的一个组成部分，推进了工业生产的自动化和管 2

理的现代化，它起到了缩短作业时间、改善操作条件、降低能源和材料的消耗、提高产品质量以及加强企业管理、改善经营管理等诸多方面的作用。称重装置的应用以普及到国民经济各个领域，取得了显著的经济效益。电子秤的称重技术中的一种新型仪表，广泛应用于各种场合。电子秤与机械城比较有体积小、重量轻、结构简单、价格低、实用价值强、维护方便等特点，可在各种工作环境，重量信号可远传，易于实现重量显示数字化，易于计算机联网，实现生产过程自动化，提高生产效率。因此，承重技术的研究和衡器工业的发展各国都很重视。50年代中期电子技术的渗入推动了衡器制造业的发展。60年代初期出现机电结合式电子衡器以来，随着时代科技的迅猛发展，微电子和计算机等现代电子技术的成就给传统电子测量与仪器带来了巨大的冲击和革命性的影响。经过40多年的不段完善，衡器技术也在不断的进步和提高。从世界水平看，衡器技术已经经历了四个阶段，从传统的全部机械元器件组成的机械称到电子线路代替部分机械元器件的机电结合称，再从集成电路式到目前单片机系统设计的电子计价秤。我国电子衡器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。现今电子衡器制造技术及应用得到了新发展；电子称重技术从静态到动态的发展；计量方法从模拟测量向数字测量发展；测量特点从单测量向多参数测量发展。常规的测试仪器仪表和控制装置被更加先进的智能仪器所替代，使得传统的电子测量仪器在远离、功能、精度和自动化水平定向方面发生了巨大的变化，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飞自动化程度等到了显著提高。 1.1.2电子秤发展及结果 电子衡器一般是指装有电子装置的衡器。因其种类繁多，且涉及到贸易结算和保护广大消费者的利益，所以为世界各国政府普遍关注和重视，并被确定为国家强制管理的法制计量器具。电子衡器是自动化称重控制和贸易计量的重要手段，对加强企业管理、严格生产、贸易结算、交通运输、港口计量和科学研究都起到了重要作用。电子衡器具有反应速度快，测量范围广、应用面广、结构简单、使用操作方便、信号远传、便于计算机控制等特点。被广泛应用于煤炭、石油、化工、电力、轻工、冶金、矿山、交通运输、港口、建筑、机械制造和国防等各个领域。 3

一、现状 50年代中期电子技术的渗入推动了衡器制造业的发展。60年代初期出现机电结合式电子衡器以来，经过40多年的不断改进与完善，我国电子衡器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。我国电子衡器的技术装备和检测试验手段基本达到国际90年代中期的水平。电子衡器制造技术及应用得到了新发展。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。但就总体而言，我国电子衡器产品的数量和质量与工业发达国家相比还有较大差距，其主要差距是技术与工艺不够先进、工艺装备与测试仪表老化、开发能力不足、产品的品种规格较少、功能不全、稳定性和可靠性较差等。 二、发展趋势 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。 1．小型化 体积小、高度低、重量轻，即小、薄、轻。近几年 新研制的电子平台秤结构充分体现了小薄轻的发展方向。对于低容量的电子平台秤和电子轮轴秤，可采用将薄型或超薄型的圆形称重传感器，直接嵌入钢板或铝板底面与称重传感器外径相同的盲孔内，形成低外形的秤体结构，称重传感器的数量和位置由秤的额定载荷和力学要求计算决定。钢板或铝板就是秤体的台面，称重传感器既是传感元件，又是承力支点，极大地减化了秤体结构，减少了活动连接环节，不但降低了成本，而且提高了稳定性和可靠性。对中等或较大容量的电子平台秤、电子地上衡，已经出现了采用方形或长方形闭合截面的薄壁型钢，并联排队列焊接成一个整体的竹排式结构的秤体，4个称重传感器分别安装在最外边两根薄壁型钢两端的切口内，安装在称重传感器承力点上的固定支承就是秤体的承力支点，既减化了承力传力机构，又节省了秤体高度，这是一种很有发展前途的秤体结构。对于大型电子平台秤，可利用有限单元法进行等强度和刚