电子秤解决方案 (51MCU+HX711)

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HX711电子秤称重模块配送资料(加中值滤波的单片机源码)

HX711电子秤称重模块配送资料(加中值滤波的单片机源码)

HX711电子秤称重模块配送资料(加中值滤波的单片机源码)电子秤注意1.程序中采用P16、P17口作为HX711的数据口。

2.每个传感器的系数不一样,第一次测量必须修正传感器的系数。

(修正系数HX711_xishu)修正方法:例如1000g砝码称出来是934g,则HX711_xishu=(原值)*1000/934;电路原理图如下:电子称 LCD1602(加中值滤波)单片机源程序如下:#include //调用单片机头文件#include#define uchar unsigned char //无符号字符型宏定义变量范围0~255#define uint unsigned int //无符号整型宏定义变量范围0~65535#define ulong unsigned longsbit rs=P0^5 //寄存器选择信号 H:数据寄存器 L:指令寄存器sbit rw=P0^6; //寄存器选择信号 H:数据寄存器 L:指令寄存器sbit e =P0^7; //片选信号下降沿触发sbit hx711_dout=P1^7;sbit hx711_sck =P1^6;sbit beep = P3^0; //蜂鸣器sbit K1 = P3^5; //加sbit K2 = P3^6; //长按去皮键sbit K3 = P3^7; //减uchar K2_num;uint time1;uint time2;uint time3;long weight; //实际重量值long qi_weight; //皮重ulong warn_weight;ulong HX711_xishu=35386; //这是一个修正系数,例如1000g砝码称出来是934g,则HX711_xishu=原数据*1000/934;#define MEDIAN_LEN 5 //中值滤波的滤波长度,一般取奇数#define MEDIAN 3 //中值在滤波数组中的位置ulong buffer[MEDIAN_LEN]; //中值滤波的数据缓存int medleng = 0; //一组中值滤波数据中,进入滤波缓存的数据个数ulong xd,xd1; //数据对比大小中间变量/***************删除键去皮价格清零***************//******1ms延时函数***11.0592M晶振**************/void delay_1ms(uint q){ulong i,j;for(i=0;i<>< p=""><>for(j=0;j<11;j++);}/************************************************************** ******* 名称 : delay_uint()* 功能 : 小延时。

HX711体重秤电子称软硬件设计–瑞生网

HX711体重秤电子称软硬件设计–瑞生网

HX711体重秤电⼦称软硬件设计–瑞⽣⽹⽬前市场上⼤概有两种称重传感器。

⼀种是4条线的全桥称重传感器,另外⼀种是3条线的半桥称重传感器。

这⾥说的全桥和半桥,指的是传感器⾝上的电阻应变⽚组成的桥。

全桥传感器内部原理:全桥称重传感器的内部有4个应变⽚,组成了电阻桥,引出4条线,颜⾊分别是红⾊、⿊⾊、⽩⾊、绿⾊。

半桥传感器内部原理:半桥称重传感器的内部有2个电阻应变⽚,引出3条线,实际上组合的是⼀个半桥。

这3条线的颜⾊分别是红、⿊、⽩,其中,红⾊是电阻应变⽚中间引出的。

HX711模块:HX711模块是⽐较常⽤的⼀种电⼦称测量模块。

HX711芯⽚内部实际上是由“放⼤器+ADC模数转换器”组成的⼀种芯⽚。

其中,A通道的放⼤倍数为128或者64,B通道的放⼤倍数为32,ADC 精度是24位。

我们⼀般把传感器连接到A通道。

接线⽅法:全桥称重传感器全桥称重传感器的红线接E+、⿊⾊接E-、⽩⾊接A-、绿⾊接A+。

接线⽅法:半桥称重传感器半桥称重传感器有两种应⽤,⼀种是两个半桥传感器组成的应⽤,另外⼀种是四个半桥传感器组成的应⽤。

两个半桥传感器的接法:假设两个传感器为A和B,传感器的⽩线接B传感器的⿊线,⼀起接到E+;A传感器的⿊线接B传感器的⽩线,⼀起接到E-;A传感器的红线接到S+;B传感器的红线接到S-。

四个半桥传感器的接法:相邻⿊接⿊、相邻⽩接⽩、最后4个红线分别接到E+、E-、S+、S-。

程序代码:unsigned long ReadCount(void){unsigned long Count;unsigned char i;ADDO=1;ADSK=0;Count=0;while(ADDO);for(i=0;i<24;i++){ADSK=1;Count=Count<<1;ADSK=0;if(ADDO)Count++;}ADSK=1;Count=Count^0x800000;ADSK=0;return(Count);}要点1:该函数的返回值就是采集到的ADC值,这是⼀个24位的值,所以确保在定义的时候,要把接收ADC值的变量定义为32位的,不可以定义成16位的或者8位的。

hx711传感器工作原理

hx711传感器工作原理

hx711传感器工作原理
HX711传感器是一种重量测量模块,常用于称重、压力传感器和力传感器等领域。

其工作原理基于压阻效应和示值放大器的原理。

具体步骤如下:
将被测物体放置在称重传感器上,压缩应变片,使电阻值发生变化。

传感器输出微弱信号,通过微处理器或单片机读取。

读取的数据信号需要经过放大器进行放大,使得其变得更加稳定和准确。

放大后的信号被转换为数字信号,并通过串行通信接口传输给控制器,进行数据处理和显示。

HX711传感器内部集成了放大器和模数转换器,可以直接将模拟电压信号转换为数字信号输出,精度高、稳定性好、噪声低,因此在重量测量领域得到广泛应用。

电子秤故障排出及解决方法 电子秤维护和修理保养

电子秤故障排出及解决方法 电子秤维护和修理保养

电子秤故障排出及解决方法电子秤维护和修理保养电子秤故障排出及解决方法一、电子秤无法充电或充电指示灯不亮或没反应?1、请先确定电子秤的110V/220V?电压切换开关是否调到与使用电源一样的电压,并确定充电线已坚固的插在秤上的充电座。

2、检查充电线是否有外力因素而造成断路。

3、检查保险丝是否不良。

4、蓄电池不良。

5、为第4项原因或非上述因素,建议送回经销站处理。

二、电子秤开机后无显示?1、使用干蓄电池的电子秤,检查电池的电压是否正常(应当6V以上),假如电压不足请给电池请充电。

2、检查电子秤电源线、插座、保险丝是否不良。

3、开关机或按键可能损坏。

4、电子秤电路板有故障。

三、电子秤正常开机显示零点后无法称重或重量不准?1、查看运输保护装置是否拆下。

2、请依照操作手册上之校正步骤重新校正。

3、若非上述原因,建议送回经销站处理。

标准四、电子秤按键无动作或动作不正常会自动触发?1、按键不良。

2、按键插座不良。

五、电子秤屏幕显示不正常?1、单一字体有断字情形,可能是LCD接触不良或故障。

2、显示不清楚或无法显示可能是电子组件故障。

六、电子秤称重时不能显示无背光?1、电子秤内部程序的背光功能是否没有设定(请参照操作手册设定)。

2、有设定背光功能,秤盘需要放置被秤物(感量9倍以上方可亮)。

3、可能电子组件故障。

七、电子秤显示Err警告信息?异常显示说明—各厂家实在产品可能有所不同显示:[OU]表示称量100%FS+9d显示:[—FULL—]表示称量超载100%FS+30%FS显示:[—OU]表示称量负溢出,零位太低显示:[——OY——]表示贮存成功显示:[——OY—1]表示车号.皮重存入的记录数等于200个显示:[——OY—2]表示称重记录数满1000个当交替显示:[—c—d—和—称重值—]时,表示电池不足,应适时充电!显示:[—OFF——]表示电池电压低到仪表已不能正常工作,请立刻关机充电!显示:[Err1]表示A/D值太低(低于10%FS)显示:[Err2]表示A/D值太高(大于100%FS)显示:[Err3]表示E2PROM出错1、电子秤的内部程序设定是否正常。

HX711电路教学文案

HX711电路教学文案

H X711电路HX711电路优点及特性:HX711是一款专为高精度秤重传感器而设计的24位A/D转换器芯片。

与同类型其它芯片相比,该芯片集成了包括稳压电源、片内时钟振荡器等其它同类型芯片所需要的外围电路,具有集成度高、响应速度快、抗干扰性强等优点、降低了电子秤的整机成本,提高了整机的性能和可靠性。

该芯片与后端MCU芯片的接口和编程非常简单,所有控制信号由管脚驱动,无需对芯片内部的寄存器编程。

输入选择开关可任意选取通道A或通道B,与其内部的低噪声可编程放大器相连。

通道A的可编程增益为128或64,对应的满额度差分输入信号幅值分别为±20mV或±40mV。

通道B则为固定的64增益,用于系统参数检测。

芯片内提供的稳压电源可以直接向外部传感器和芯片内的A/D转换器提供电源,系统板上无需另外的模拟电源。

芯片内的时钟振荡器不需要任何外接部件。

上电自动复位功能简化了开机的初始化过程。

HX711引脚功能及电器特性表1HX711引脚功能表2 主要电气参数表3 输入通道和增益选择32..3HX711管脚说明模拟输入通道A模拟差分输入可直接与桥式传感器的差分输出相接。

由于桥式传感器输出的信号较小,为了充分利用A/D转换器的输入动态范围,该通道的可编程增益较大,为128或64。

这些增益所对应的满量程差分输入电压分别±20mV 或±40mV。

通道B为固定的增益,所对应的满量程差分输入电压为±40mV。

通道B应用于包括电池在内的系统参数检测。

供电电源数字电源(DVDD)应使用与MCU芯片相同的数字供电电源。

HX711芯片内稳压电路可同时向A/D转换器和外部传感器提供模拟电源。

稳压电源的供电电压(VSUP)可与数字电源(DVDD)相同。

稳压电源的输出电压值(VAVDD)由外部分电阻R1、R2和芯片的输出参考电压VBG决定(图4),VAVDD=VBG(R1+ R2)/ R2。

2021基于51单片机的电子秤系统设计范文2

2021基于51单片机的电子秤系统设计范文2

2021基于51单片机的电子秤系统设计范文微机原理论文第八篇:基于51单片机的电子秤系统设计 摘要:本文主要分析51单片机下的数字电子秤。

在设计过程中,这种电子秤具体包括电源、传感器、蓝牙、转换器、单片机、键盘、开关、显示器等组成部分,在实践过程中,这种应用51单片机的数字电子秤能够实现准确的称重、计价、过载报警等功能,具有良好的实用性和适应性,可以满足人们多种日常称重需要,极具市场发展前景和价值。

关键词:电子秤;A/D转换器; 单片机; 上个世纪五十年代,电子技术得以产生并被用于多个领域,部分研究人员将电子技术应用到称重器械中,进一步促进了称重器械的发展。

此后,电子秤的发展得到加速。

我国的电子秤发展较快,并在较短时间内达到国际先进水平。

需要注意的是,我国的电子秤与西方先进设备相比,依然存在一定局限性和差距,具体表现为工艺水平较低、电子秤技术开发发展不足等,电子秤功能相对匮乏等。

1设计需求 对物品的称重计量是社会生活和工业生产等活动过程中非常关键的一个环节,为了达到良好的称重计量效果,需要使用科学有效准确的称重设备或者装置。

随着社会生产的进一步发展,以及商品流通的进一步扩大,需要使用称重计量的场合和环节越来越多,而且对各种称重器具的要求也越来越多样化。

这种情况下,为了适应市场需要,各种新的称重计量器具得到设计和生产,并发挥出积极作用。

传统的称重计量器具一般是机械杠杆秤,这种机械杠杆秤操作不便,而且功能单一,已经难以满足实际称重需要。

近年来,基于传感技术和电子技术的发展和应用,一种新的称重设备电子秤得到设计和制造,并在社会社会和生产活动中得到有效应用。

电子秤应用简单,功能多样,而且操作简单,具有良好的实践应用效果,因此得到广泛应用,逐渐取得传统的机械电子秤。

随着微处理机的发展以及应用,这也促进电子称重技术得到进一步发展,促使电子秤的应用效果更上一层楼。

在使用过程中,电子秤具有称重快速准确的特点,而且操作很简单,同时称重过程中一般不会出现较大误差,具有良好准确性。

基于HX711自动计价数显电子秤设计

优点。
嘲 样电 ■
3定 义与 使 用 先定义4 * 4 矩 阵 键 盘 :键 0 — 9 为 数字 键 ,用 于 单 价 设 定 ,键 1 O 为 小 数 点 ,也 用 于单 价 设定 。键 i i 为删 除 键 ,逐 位删 除 敲错 的 单价 。键 1 2 为清 零 键 ,每次 测量之 前 ,请 先按 清零 键 ,以使重 量和 价格 回零 。键 1 3 为单价确 定 键 ,按下 该键则 设定 的单价 有效 ,开 始计算 总价 。再根 据压 力传感 器量程 定 义 超量 程 报警 范 围 , 因采 用 1 2 8 . 6 4 汉字L C D 显 示屏 单 价 设定 范 围为 0 . 0 1 元一 9 9 9 9 . 9 9 元 ,总金 额显 示范 围为0 元一 9 9 9 9 . 9 9 元 。超 过量 程声光报 警 。 下载 完成 后程 序 自动 运行 , 打开 电源 ,屏幕 显 示 电子秤 初始 化成 功 , 此 时重 量 和 单价 为 0 , 金额 为 空 ;通 过 数 字 键和 小 数 点键 键 入 单价 ,完 成
3 )4 * 4 矩 阵键 盘 可 以显 示 0 — 9 数 字 、小 数 点 和五 个 功 能键 。矩 阵键 盘
主要 用 于计 算 金额 。 当被 测 物体 重 量得 到 后 ,通过 键 盘 输入 单价 ,电 子秤
京:北京航空航天大学 出版社 ,2 0 0 4 . [ 4 ] 谭浩 强著 , 《 c 序设计 ( 第三版 )》. [ 5 ] 高峰著 , 《 单 片微 型计 算机 与接 E l 技术》[ M ] . 北京 :科 学 出版 社 ,
近 年 来 电子衡 器产 品 发展趋 势 是 小型化 、模 块化 、集 成化 、智能 化 。 速 率 、准 确度 、稳 定性 、可 靠 性 是评 价 电子 秤 的主 要指 标 ,而 具有 自动 计 价 、超 量程 报 警功 能 的电子 秤倍 受青 睐 。 1硬 件 方案 图

专用型高精度24位AD转换器芯片H711说明

HX711称重传感器专用模拟/数字(A/D)转换器芯片简介:HX711是一款专为高精度称重传感器而设计的24位A/D转换器芯片。

与同类型其它芯片相比,该芯片集成了包括稳压电源、片内时钟振荡器等其它同类型芯片所需要的外围电路,具有集成度高、响应速度快、抗干扰性强等优点。

降低了电子秤的整机成本,提高了整机的性能和可靠性。

该芯片与后端MCU芯片的接口和编程非常简单,所有控制信号由管脚驱动,无需对芯片内部的寄存器编程。

输入选择开关可任意选取通道A或通道B,与其内部的低噪声可编程放大器相连。

通道A的可编程增益为128或64,对应的满额度差分输入信号幅值分别为±20mV或±40mV。

通道B则为固定的32增益,用于系统参数检测。

芯片内提供的稳压电源可以直接向外部传感器和芯片内的A/D转换器提供电源,系统板上无需另外的模拟电源。

芯片内的时钟振荡器不需要任何外接器件。

上电自动复位功能简化了开机的初始化过程。

特点:两路可选择差分输入片内低噪声可编程放大器,可选增益为64 和128片内稳压电路可直接向外部传感器和芯片内A/D 转换器提供电源片内时钟振荡器无需任何外接器件,必要时也可使用外接晶振或时钟上电自动复位电路简单的数字控制和串口通讯:所有控制由管脚输入,芯片内寄存器无需编程可选择10Hz 或80Hz 的输出数据速率同步抑制50Hz 和60Hz 的电源干扰耗电量(含稳压电源电路):典型工作电流:<1.7mA, 断电电流:<1μA工作电压范围:2.6 ~ 5.5V工作温度范围:-20 ~ +85℃16 管脚的SOP-16 封装管脚说明模拟输入通道A模拟差分输入可直接与桥式传感器的差分输出相接。

由于桥式传感器输出的信号较小,为了充分利用A/D 转换器的输入动态范围,该通道的可编程增益较大,为128或64。

这些增益所对应的满量程差分输入电压分别±20mV或±40mV。

外文翻译原文及译文-基于51单片机的电子秤设计

外文文献翻译译稿1基于电阻应变式称重传感器的高精度和低容量电子秤开发Baoxiang He,Guirong Lu ,Kaibin Chu ,Guoqiang Ma摘要:基于称重传感器的应变计优化设计中除了一些先进的稳定技术比如温度的影响之外,静态超载和计算机模式识别(CRT)技术也被用来进行动态模拟与分析。

这种多谐振荡的压力释放方法是在生产中创造性的使用了压力传感器,由于这种技术,量程30G的压力传感器才能做到高精度,高稳定性。

由于使用了这种压力传感器,使得基于传感器的电子秤拥有300,00种分类和小于0.2mg的精度。

这种压力传感器的量程和精度远远高于市场上的同类产品,而其价格却远低于电磁压力传感器。

因此,这种压力传感器的商业前景是十分广阔的。

关键词:设计;电阻应变式称重传感器;精度;电子秤1.介绍众所周知,压力传感器的精度是决定一个的电子秤精度的关键。

目前,用于高精度称重的传感器主要是电磁平衡式称重传感器。

低成本电阻应变式称重传感器仅能用于使低精度的称量。

主要影响精度应变式称重传感器的误差是蠕变和温度漂移,特别是对于低负荷的传感器来说。

一般来说,高精度传感器的负载能力最低是300克。

称重传感器的最大分配平衡只有50K,最小分辨率是不小于0.01克。

总而言之,对于超低容量称重传感器来说设计和制造技术是很难被应用到敏感的称重传感器的加工和生产中的。

因此很难做出足够好的高精度平衡的称重传感器。

使得低量程和高精度的传感器始终是全世界的热门话题。

本文将分析应力释放及补偿技术,探索低量程高精度应变式称重传感器的制造技术。

2.原理与方法A. 残余应力的释放制作压力传感器主要部件的材料是铝棒。

为了获得更好的综合性能,铝条会在挤压后进行淬火。

由于淬火的残余应力不能被自然老化而得到充分释放,此外,机械加工和固化过程中也会造成很大的残余应力,特别是对于超低容量称重传感器来说,如果这个压力不及时释放,可能就会在压力传感器被测试或者是最终使用的时候释放出来。

C51 C52单片机实现减法秤

课程设计论文课程名称单片机减法秤报告学院电子与电气专业自动化班级11自动C1学号学生姓名单片机减法秤设计报告一、方案设计1、采用高精度电阻应变式压力传感器,测量量程0-5kg,测量精度达5g。

2、采用电子秤专用模拟/数字(A/D)转换器芯片hx711对传感器信号进行调理转换,HX711 采用了海芯科技集成电路专利技术,是一款专为高精度电子秤而设计的24 位A/D 转换器芯片。

3、采用STC89C52单片机作为主控芯,实现称重、计算价格等主控功能。

4、采用128*64汉字液晶屏显示称重重量、单价、总价等信息。

5、采用4*4矩阵键盘进行人机交互,键盘容量大,操作便捷。

6、具有超量程报警功能,可以通过蜂鸣器和LED灯报警。

7、系统通过USB电源供电,单片机程序也可通过USB线串行下载。

8.黑金刚配套的28BYJ48 5V 驱动的 4 相 5 线的步进电机二、硬件设计1、硬件方案(一):称重传感器感称重传感器感应被测重力,输出微弱的毫伏级电压信号。

该电压信号经过电子秤专用模拟/数字(A/D)转换器芯片hx711对传感器信号进行调理转换。

HX711 采用了海芯科技集成电路专利技术,是一款专为高精度电子秤而设计的24 位A/D 转换器芯片,内置增益控制,精度高,性能稳定。

HX711芯片通过2线串行方式与单片机通信。

单片机读取被测数据,进行计算转换,再液晶屏上显示出来。

电阻应变式传感器测量原理如图2所示。

图3 测量电桥原理(二)、电子秤专用24位AD转换芯片HX711及其电路该芯片与后端MCU 芯片的接口和编程非常简单,所有控制信号由管脚驱动,无需对芯片内部的寄存器编程。

输入选择开关可任意选取通道 A 或通道B,与其内部的低噪声可编程放大器相连。

通道A 的可编程增益为128 或64,对应的满额度差分输入信号幅值分别为±20mV或±40mV。

通道B 则为固定的32 增益,用于系统参数检测。

芯片内提供的稳压电源可以直接向外部传感器和芯片内的A/D 转换器提供电源,系统板上无需另外的模拟电源。

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单片机电子秤设计报告秤是一种在实际工作和生活中经常用到的测量器具。

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、磅秤等称量装置逐步被淘汰,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。

和传统秤相比较,电子秤利用新型传感器、高精度AD转换器件、单片机设计实现,具有精度高、功能强等特点。

本课题设计的电子秤具有基本称重、键盘输入、计算价格、显示、超重报警功能。

该电子秤的测量范围为0-10Kg,测量精度达到5g,有高精度,低成本,易携带的特点。

电子秤采用液晶显示汉字和测量记过,比传统秤具有更高的准确性和直观性。

另外,该电子秤电路简单,使用寿命长,应用范围广,可以应用于商场、超市、家庭等场所,成为人们日常生活中不可少的必需品。

一、功能描述1、采用高精度电阻应变式压力传感器,测量量程0-10kg,测量精度可达5g。

2、采用电子秤专用模拟/数字(A/D)转换器芯片hx711对传感器信号进行调理转换,HX711 采用了海芯科技集成电路专利技术,是一款专为高精度电子秤而设计的24 位A/D 转换器芯片。

3、采用STC89C52单片机作为主控芯片,实现称重、计算价格等主控功能。

4、采用128*64汉字液晶屏显示称重重量、单价、总价等信息。

5、采用4*4矩阵键盘进行人机交互,键盘容量大,操作便捷。

6、具有超量程报警功能,可以通过蜂鸣器和LED灯报警。

7、系统通过USB电源供电,单片机程序也可通过USB线串行下载。

二、硬件设计1、硬件方案单片机电子秤硬件方案如图1所示:图1 单片机电子秤硬件方案称重传感器感应被测重力,输出微弱的毫伏级电压信号。

该电压信号经过电子秤专用模拟/数字(A/D)转换器芯片hx711对传感器信号进行调理转换。

HX711 采用了海芯科技集成电路专利技术,是一款专为高精度电子秤而设计的24 位A/D 转换器芯片,内置增益控制,精度高,性能稳定。

HX711芯片通过2线串行方式与单片机通信。

单片机读取被测数据,进行计算转换,再液晶屏上显示出来。

矩阵键盘主要用于计算金额。

当被测物体重量得到后,用户可以通过矩阵键盘输入单价,电子秤自动计算总金额并在液晶屏显示。

电源系统给单片机、HX711电路及传感器供电。

2、称重传感器传感器是测量机构最重要的部件。

称重传感器本身具有单调性,其主要参数指标是灵敏度、总误差和温度漂移。

(1) 灵敏度称重传感器的电灵敏度为满负荷输出电压与激励电压的比值,典型值是2mV/V。

当使用2 mV/V灵敏度和5 V激励电压的传感器时,其满度输出电压为10 mV。

通常,为了使用称重传感器线性度最好的一段称重范围,应当仅使用满度范围的三分之二。

因此满度输出电压应当大约为6mV。

当电子秤应用于工业环境时,在6mV满度范围内测量微小的信号变化并非易事。

(2) 总误差总误差是指输出误差和额定误差的比值。

典型电子秤的总误差指标大约是0.02%,这一技术指标相当重要,它限制了使用理想信号调节电路所能达到的精确度,决定了ADC分辨率的选择以及放大电路和滤波器的设计。

(3) 漂移称重传感器也产生与时间相关的漂移。

目前常用的称重传感器有电阻应变式压力传感器、电容压力传感器、压电式压力传感器。

选用时应按稳定行、精度登记、寿命和安装环境要求考虑,其主要特点如下:(1) 电容式压力传感器稳定性较差,精度和灵敏度较高,寿命较短,对环境要求苛刻,不易长距离传输。

(2) 压电式压力传感器稳定性好,精度和灵敏度高,寿命长,但大量程的压力传感器尚待进一步研究。

(3) 电阻应变式压力传感器稳定性较好,精度和灵敏度较高,寿命较长,对测量环境要求不太严格。

综上所述,选用电阻应变式压力传感器作为电子秤称重传感器是最为合适的。

电阻应变式压力传感器主要由弹性体、电阻应变片电缆线等组成,内部线路采用惠更斯电桥,当弹性体承受载荷产生变形时,电阻应变片(转换元件)受到拉伸或压缩应变片变形后,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,供后续电路测量和处理。

电阻应变式传感器测量原理如图2所示。

图2 电阻应变式传感器测量原理当垂直正压力P作用于梁上时,梁产生形变,电阻应变片R1、R3受压弯拉伸,阻值增加;R2、R4受压缩,阻值减小。

电桥失去平衡,产生不平衡电压,不平衡电压与作用在传感器上的载菏P成正比,从而将非电量转化成电量输出。

R1、R2、R3和R4组成惠更斯电桥,将2对电阻应变片的阻值变化转变成输出电压,其工作原理如图3所示。

图3 测量电桥原理3、电子秤专用24位AD转换芯片HX711及其电路HX711 采用了海芯科技集成电路专利技术,是一款专为高精度电子秤而设计的24 位A/D 转换器芯片。

与同类型其它芯片相比,该芯片集成了包括稳压电源、片内时钟振荡器等其它同类型芯片所需要的外围电路,具有集成度高、响应速度快、抗干扰性强等优点。

降低了电子秤的整机成本,提高了整机的性能和可靠性。

该芯片与后端MCU 芯片的接口和编程非常简单,所有控制信号由管脚驱动,无需对芯片内部的寄存器编程。

输入选择开关可任意选取通道 A 或通道B,与其内部的低噪声可编程放大器相连。

通道A 的可编程增益为128 或64,对应的满额度差分输入信号幅值分别为±20mV或±40mV。

通道B 则为固定的32 增益,用于系统参数检测。

芯片内提供的稳压电源可以直接向外部传感器和芯片内的A/D 转换器提供电源,系统板上无需另外的模拟电源。

芯片内的时钟振荡器不需要任何外接器件。

上电自动复位功能简化了开机的初始化过程。

HX711内部方框图如图4所示。

其外部管脚如图5所示。

图4 HX711内部方框图图5 HX711外部管脚图图5为HX711芯片应用于计价秤的一个参考电路图。

该方案使用内部时钟振荡器(XI=0),10Hz的输出数据速率(RATE=0)。

电源(2.7~5.5V)直接取用与MCU 芯片相同的供电电源。

通道A与传感器相连,通道B通过片外分压电阻与电池相连,用于检测电池电压。

图6 HX711计价秤应用参考电路图本课题设计的HX711电路如图7所示:图7 HX711电路4、单片机STC89C52及其电路(1) STC89C52 单片机概述STC89C52系列单片机是宏晶科技生产的单时钟/机器周期(1T)的单片机,是高速/低功耗/超强抗干扰的新一代8051单片机,指令代码完全兼容传统8051,但速度快8-12倍,内部集成MAX810专用复位电路。

(2) STC89C52 单片机特点●增强型 8051 CPU,1T,单时钟/机器周期,指令代码完全兼容传统8051;●工作电压: 5.5V - 3.5V(5V单片机);●工作频率范围:0~40MHz,相当于普通8051的 0~80MHz;●用户应用程序空间 4K//8K/16k/32K/64K字节;●片上集成1280字节 RAM;●通用I/O口(32/36个),复位后为准双向口/弱上拉(普通8051传统I/O口);●ISP(在系统可编程)/IAP(在应用可编程),无需专用编程器/仿真器。

●每个I/O口驱动能力均可达到20mA,但整个芯片最大不要超过120mA;●可通过串口(P3.0/P3.1)直接下载用户程序,数秒即可完成一片;●有EEPROM功能;●看门狗;●内部集成MAX810专用复位电路(外部晶体12M以下时,复位脚可直接1K电阻到地);●时钟源:外部高精度晶体/时钟,内部R/C振荡器;●用户在下载用户程序时,可选择是使用内部R/C 振荡器还是外部晶体/时钟;●常温下内部R/C 振荡器频率为:5.0V 单片机为: 11MHz ~ 17MHz;●共4个16位定时器,两个与传统8051兼容的定时器/计数器,16位定时器T0和T1,没有定时器2,但有独立波特率发生器做串行通讯的波特率发生器,再加上2路PCA模块可再实现2个16位定时器;●外部中断I/O口4路,传统的下降沿中断或低电平触发中断,并新增支持上升沿中断的PCA模块,Power Down模式可由外部中断唤醒;●通用全双工异步串行口(UART) ;●工作温度范围:-40 ~ +85℃(工业级) / 0 ~ 75℃(商业级) ;封装:PDIP-40, PLCC-44。

(3) STC89C52 单片机管脚及封装STC89C52单片机有多种封装形式,本设计中选用40DIP封装,其管脚定义如图8所示。

图8 STC89C52 管脚图本课题设计的电子秤的单片机应用电路如图9所示:图9 STC89C52单片机电路图中DOUT和PDSCK为单片机与HX711的AD转换电路交换数据的通信线。

beep 为蜂鸣器报警信号线,alert为报警灯信号线,RXD和TXD为串口通信线,也可以用于单片机程序的串行ISP下载。

5、液晶屏电路图10 LCD显示电路液晶屏电路如图10所示。

LCD_CS、LCD_RES、LCD_RS、LCD_SDA、LCD_SCK为液晶模块与单片机接口的控制线。

CS_ZK、SCK_ZK、SO_ZK和SI_ZK为字库和单片机接口的控制线。

该液晶为晶讯联公司的128*64汉字屏JLX12864G-086-PC显示信息。

该显示模块既可以当成普通的图像型液晶显示模块使用(即显示普通图像型的单色图片功能),又含有JLX-GB2312 字库IC,可以从字库IC 中读出内置的字库的点阵数据写入到LCD 驱动IC 中,以达到显示汉字的目的。

其接口引脚功能介绍:表一液晶模块接口引脚功能6、矩阵键盘电路矩阵键盘电路如图11所示:图11 矩阵键盘电路图中4*4矩阵键盘可以显示0-9数字、小数点和五个功能键。

键盘行扫描信号为ROW1—ROW4,列扫描信号为COL1—COL4。

行信号为输入信号,低电平有效;列信号为输出信号。

当没有键按下时,即使行扫描输入低电平信号,列信号仍为高电平;当行扫描为低电平并且有键按下时,相应的列输出低电平。

该低电平信号可以定位至按下键的位置。

7、声光报警电路声光报警电路如图12所示。

图12 声光报警电路当测量重量超过量程时,beep和alert给出低电平信号,驱动蜂鸣器鸣响,报警灯亮。

8.电源电路本设计采用USB接口供电,电源电压5V。

同时,USB接口通过内含PL2303芯片的转换电路对单片机进行程序编写。

其电路原理如图所示。

图16 供电及程序下载电路三、Protel硬件开发软件Protel是目前国内最流行的通用EDA软件,它是将电路原理图设计、PCB板图设计、电路仿真和PLD设计等多个实用工具软件组合后构成的EDA工作平台,是第一个将EDA软件设计成基于Windows的普及型产品。

它集成了软件界面、仿真功能和PLD设计和信号完整性分析,在此基础上Protel 99SE又增加了一些新的功能,用户使用更加方便灵活。

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