基于单片机的数字电子称设计
专业：通信工程
学生：王帅指导老师：王珊
摘要
在科技水平高速发展的现代社会，称重方面技术也有必须跟上时代进步的步伐。目前而言，市场交易中，称重工具通常采用台式电子秤。然而，台式电子秤具有一定的局限性：体积大、成本高、对电源有特殊要求以及携带上的不变。目前，人们生活中常见的手拿式迷你秤的使用原理是基于杆秤抑或弹簧通过弹性形变再利用胡克定律转换而进行测量的，即日常携带的小型秤为弹簧秤，同时，精度不高并且已不在国家测量规范内认可的杆秤依然没有退出贸易集市。但经济形势的转变和容量的急剧上升，人们迫切的需要一种测量精确度高、便于携带并且成本范围合理且自主性强的电子秤
本次课题研究意在根据市场需求对智能电子秤进行开发研究，论文的展开以本次设计电子秤所选用的工作方式为出发点，文中分析表明误差分配会造成设备产生误差，并规划了电路方面的设计步骤及软件操作方案。
本次设计研究的智能电子秤的构成基本分为6大部分，包括电源、ADC、称重传感器、单片机、输出输入工具/开关、数值显示器。而对于智能电子秤基础性数据标准，其精度需达到Ⅲ级，重量适用范围不超过15千克，以5g为一刻度进行换算。而该电子秤有五大基本功能，它们分别是自我核算、去皮、计算交易金额、单价输入统计，还有超载提醒。电子秤自带睡眠功能，最大程度得控制自身电量的使用情况，其功能自动启用的前提是电子秤未被使用的时间超过5min。
智能电子秤的优势在于其空间占用量不多，精度较高，使用方便简单，受众人群高，工作效率高，同时还能完成对称重物的价格计算，因为其具有的高性能，智能电子秤能同时保证交易双方的贸易质量和效率，其未来的发展空间也十分广阔。
关键词：数字电子称称重传感器 A/D转换器 8051单片机误差分析
A design of the intelligence electronic scales of
micro-controller
Major:Communication Engineering
Student: Wang Shuai Supervisor: Wang Shan
Abstract
With the continuous progress of society, people have higher demand in t he weighing technology. Nowadays, desktop electronic scale has become a common tool in business trade. However, the desktop electronic scale has certain limitations: large volume, high cost, the power supply has special requirements and carry on the same. Currently, most of people living in common portable scales are steelyard by or steelyard is spring compression, tensile deformation to measure the spring balance, and is on the market and some residents use was out of the country. With the development of economy, it is urgent to need a kind of intelligent electronic scale with high precision, easy to carry and low cost.
In this paper, the design of a intelligent electronic scale, in the beginning, the working principle of the electronic scales were introduced, proposed instrument error is due to the error distribution, and also give the instrument circuit design and software flow.
The intelligent electronic scale proposed in this paper is mainly composed of six components, which are power supply, weighing sensor, A/D converter, MCU, keyboard / switch and LCD display. The basic technical indexes of intelligent electronic scale are: the weighing range is from 0 to 15kg; the degree of value is 0.005kg; the accuracy grade is grade III. And the electronic scale has five basic functions, they are self test, peeling, pricing, unit price setting and overload alarm. In the absence of weighing, the electronic scale will be 5 minutes after the default switch to sleep mode, in order to reduce power consumption.
Intelligent electronic scale not only small volume, accurate measurement, easy to carry,
easy operation, high weighing efficiency also can finish the symmetric weight price calculation, because of its high performance, intelligent electronic scale to meet the demand for the use of market trade and resident, has a good momentum of development.
Key words：Intelligence electronic scalesWeigh to spread a feeling machineA/D conversion Micro-controller 8051Error margin analysis
目录
1 导论 (1)
1.1称重技术和衡器的发展 (1)
1.2电子秤的发展现状和发展趋势 (1)
1.3项目研究意义 (2)
2 电子秤的硬件构成 (3)
2.1 电子秤的构成 (3)
2.2 称重传感器 (4)
2.2.1称重传感器选用时需考虑的问题 (4)
2.2.2 称重传感器的基本结构 (5)
2.3 应变式传感器 (6)
2.3.1弹性元件 (6)
2.3.2应变胶 (7)
2.3.3应变片 (8)
2.3.4 应变式称重传感器的各种补偿.................... 错误！未定义书签。
2.4单片机系统 (10)
2.5电路设计 (11)
2.5.1称重传感器的供桥电源 (11)
2.5.2电子秤的调零电路 (12)
2.5.3电子秤的数据采集、处理部分 (12)
2.3.4键盘/开关输入电路 (16)
2.5.5 LCD显示器 (17)
2.5.6 打印部分 (19)
2.5.7掉电保护和检测电路、报警电路 (20)
3 仪器软件设计 (22)
3.1 仪器主程序 (22)
3.2 中断服务程序 (24)
4 仪器的误差及误差分配 (25)
4.1 仪器的误差来源 (25)
4.1.1 称重传感器的误差 (25)
4.1.2 电子设备的误差 (25)
4.1.3 机械承重系统的误差 (26)
4.2 仪器误差分配 (27)
4.3 仪器误差的计算方法 (27)
4.4 实验数据分析误差 (28)
5 成品展示 (1)
结论 (1)
参考文献 (2)
致谢 (3)
附录 (4)
1导论
质量的数值大小是测量研究方向的十分基础的一项数据，重量的测量工具的技术水平对后续的工作、生活及科学研究所产生的影响都是极其深远的，因而该技术的发展一直是研究人员不断突破和攻克的难点与热点[1]。秤作为最为基础、应用广泛的一个测重设备，在人们的生活中有着重要的地位，在技术不断发展的今天，利用电子秤取代机械秤的趋势也是不可阻挡的。与传统的机械秤相比，成本低廉、智能的电子秤自然受到了人们的期待，拥有极为广阔的市场需求。
1.1称重技术和衡器的发展
根据物理学可知，每个物体都具有重力，因此衡器作为一种计量工具得到物体质量的基本物理依据便是得到其重力值大小作出判断。纵观历史我们可以发现，衡器的发展经历了六个阶段，而每个阶段所对应的衡器演变逐一有：秤盘天平、非等臂杠杆台秤、吊车秤、倾斜象限杆秤、弹簧秤与自动秤。
于20世纪50年代，人们为了实现称量自动化，因此将电子技术融入了衡器制造产业中。经过几年的研究发展，在60年代初期，推出了电结合式电子衡器。自此以后，电子衡器受到了各大生产行业的广泛应用，将其运用在现场称量、配料定量称重、还有产品质量的监测等方面。
1.2电子秤的发展现状和发展趋势
一、发展现状
电子衡器的涉猎领域很宽，不少领域都需要使用这项工具，并且，由于技术的不断发展，许多企业在对数据进行处理与过程控制时也开始运用电子衡器，让如今的重量检测技术与数据系统在工艺、仓库管理和输送、预包装、物品领取管理技术记忆市场销售方面都成为无可取代的一环。
我国就电子衡器方面早已将其划分为一种由国家法律强制监管的计量设备。无论是在企管、货物批量制造、贸易核定，物流运输部分，以及科学研究上，都因其在自动化重量[1]施汉谦，宋文敏·电子秤技术[M]·北京：中国计量出版社，1991
检测与显示控制和贸易计量中的功用，而作出了巨大贡献。
二、发展趋势
生产轻巧型、集成型电子秤，并将其与信息技术及电子应用相结合已成为电子秤这一工具的基本发展潮流与方向。以功能强度角度而言，其发展趋势是将电子秤的效率、精度往更高的水平提升，同时降低其出错率、浮动率及其他不稳定因素的出现率。而以功能量角度而言，该工具在未来的发展方向是实现其在质量测验方面的智能性，将控制数据和非控制性数据的作用共同体现。综合整体并结合科学技术进步程度考量，其未来研究方向应将核心倾向于综合型及结合型 [2]。
（1）小型化
通过对历年电子台秤信息数据的归纳比较可知，目前电子台秤的更加追求其轻巧，厚度窄，小而精的特点。如果需要对容量不高的电子平台秤或轮轴电子轴重秤作出更新，其称重传感器宜选择无厚重感类型。而对于大型电子平台秤，则需要精确其物理材料力学的基本属性，根据其物理特性采取抗弯刚度效果极佳的材料及单位质量较小的波浪夹心钢板等。
（2）模块化
类似于大型动静型电子汽车衡这样的有一定体积和复杂度的承载构造，通常并非直接制造出一个完整的大型结构，而是将尺寸各异的标准结构模块尝试拼接搭建，从而演变为新型的品种与规格。
（3）集成化
对于类似于迷你电子台秤的电子衡器，大致均可做到秤体、钢轨与称重传感器的合体，轨道衡秤体同铁路线路成为整体。
(4)智能化
将电子衡器的质量数值表达控制装置融入电子计算机中，充分发挥计算机的智能性用于物体质量测验数值表达的控制装置的用途。
1.3项目研究意义
本项目研究的是利用单片机来控制的智能电子秤，体型轻巧，精度非常高，易于携带，
[2]施昌彦·电子称重技术现状和发展趋势
[DB] ·https://www.doczj.com/doc/428360957.html,/newsletter/year2005/597.htm,2005-1-15
并且还能同时完成对质量称量以及价格的计算，该电子秤能满足人们日常生活的基本需求，除此之外，还能解决商业贸易的使用要求，与国际法制计量组织的要求完全相符，从某种程度上来讲，已达到走上国际化舞台的标准。
本项目研究的电子秤具有如下技术指标：
（1）量程：0～15kg
（2）分度值：0.005kg
（3）误差：±0.005kg
（4）功能：自检、清零、中英文字幕等。如果在五分钟内电子秤没有称
量物体的情况下，就会自动进入休眠状态，尽量减少耗电量。
2电子秤的硬件构成
电子秤之所以能称量物体的重量，从某种程度上讲，主要是因为被称物体的重量导致传感器发生弹性形变，进而产生电信号，将这一信号输出，在放大器的作用下，放大的信号进行转换，变成频率信号，在微机的作用下进行后续操作，将需求功能、接口电路和微机连接在一起，这样一来，就能实现应用操作，然后通过数字的形式展示到显示屏幕中。
2.1 电子秤的构成
从硬件系统上来讲，该电子秤可分为如下七大组成部分，详见图3.1。
图2.1 仪器硬件结构框图
2.2 称重传感器
就电子秤而言，由于具备称重传感器这一基本性能，这就导致了称重控制系统是否优秀。人们在设计称重控制系统时，既要考察其可靠程度和准确程度，还非常关注稳定性这一基本性能，与此同时，这些性能也受到了称重传感器的影响。
通常在挑选称重传感器的综合精度时，不可以一味地选择高精度，必须要将电子称重装置的总误差作为主要参考标准。
2.2.1称重传感器选用时需考虑的问题
在选择合适的传感器时，绝对不能麻木，应从总体上着手来观察：第一，量程；第二，外观尺寸和大小形状；第三，基本参数和电缆长度；第四，精度；第五，密封标准。一般情况下，在布局、称重目标和条件既定的情况下，电缆长度相对确定，不会发生太大改变，外观、大小尺寸等亦是如此[1]。从这个层面上来讲，在选择合适的传感器时，必须注重以下因素：
（1）精度
应从整体角度着手来考虑传感器的精度，绝对不能盲目选择，应该对传感器的基本性能、实用性和经济条件等进行深入分析，在此基础上从各方面着手来判断系统的精度，最终得到所需的传感器精度等级。
（2）量程
传感器量程的选择必须考虑到以下几个方面：①在不影响称量精度的情况下，称重对象所能接受的最大重量；②在称量的过程中，动载、冲击可能对称量产生影响，也有可能受到其他因素的影响，对称量产生一定干扰；③按照正常操作程序来看，该传感器所具备的最大偏载；④秤台自身重量，或者与之相关的装置所携带的重量；⑤该传感器设置的数量。
[1]曲波，肖圣兵，吕建平·工业常用传感器选型指南[M]·清华大学出版社
2.2.2 称重传感器的基本结构
对比几种较为常见的称重传感器，发现主要存在以下几种结构[]4，结构不同，所对应的称量范围不一致，而且其性能也会产生差异，分析下面几种称重传感器结构，便于后面的选型。
1.柱式传感器
不得不说，这一结构的存在历史最长，可称量较重物体的质量，低则几十吨，多达几百吨，都可准确称量物体重量。
2.轮辐式与桥式传感器
从本质上来讲，该结构为双梁式传感器，而在我国，由于该传感器本身弹性体的形状像桥，因此将其称作桥式传感器。
3.柱环式传感器
对量程为0.5～30t、0.5～10t的拉式、压式传感器而言，在绝大多数情况下，在设计传感器系统时，都会使用这种结构。
4.剪切梁式传感器
剪切梁式传感器基本分为两种，都是通过剪切原理来实现的剪切悬臂梁与剪切梁式。
5.单S梁式传感器
量程基本属于0.1kg～10kg间的称重传感器通常使用的就是单S梁式传感结构。
6.S形双连孔式传感器
这种结构的传感器既能准确称量2kg重的物体，也能称量0.5t重的物体。从某种程度上来讲，不论传感器是压式、拉式结构，都可使用这一结构。若不存在线性补偿，那么，在这种情况下，这种传感器的精度可达0.02～0.05级。
经过综合考虑，本项目在设计传感器系统时，最终选用S形双连孔式传感器，图2.2展示了其结构。
图2.2 S形双连孔式传感器弹性元件
2.3 应变式传感器
称重式传感器有电阻式、差动式、压电式、振频式等等，是根据转换原理来划分的。
从国际计量会给出的资料中能够发现，总称重传感器中有十分之九都属于应变式的。在多种多样的传感设备中，最常见也是最典型的是电阻应变式。
与其他种类的传感器相比，电阻应变式称重传感器具有许多优势，例如：
1.构造简单，所占体积小，量程范围广；
2.具有直线性的特点，可重复操作能力强，测量时滞后时间短，目前来说，该类传
感器综合精度最高达到0.05～0.015%；
3.运行中不容易出差错，稳定性强；
4.不管是拉应力还是压应力都可以测量，受到不同种类的两类力时输出具有良好的
对成性；
5.操作简单，互换性强，能够与电子测量设备联合使用；
6.使用期限长，设备在长时间内不会失效，易修理和保养；
7.有良好的频率响应能力，测试动态数据也能够获得较为准确的值。
2.3.1弹性元件
1.弹性元件的结构形式
这类传感器通常包括环状、膜式以及梁式几种构造。针对不同类型的力可以使用不同类型的结构设备。比如，当需要量取的力的数值较大时，应该使用柱式仪器。当测量一些比较特殊的力，比如动态型时，则可以将各种结构组合使用，从而使设备对力的变化更敏感，并使精度增加，并保证稳定性。
2.弹性元件材料的选取
为了保证弹性元件的良好性能，选取的材料应有以下特点：
①强度高，在承受数值较大的力时，至少要保证测试的安全性；
②拥有较大的弹性极限，保证在承受较大力时元件不发生范性形变；
③经过热处理之后，残留应力值小，并且不能破坏结构本身的均匀性和稳定性，所欲的这些性质必须是各向相同的；
3.弹性元件尺寸的选取
选取应该符合以下要求：
①在黏贴在电阻应变片上之后，弹性部件会发生形变，需要保证这种形变是沿着同
一方向进行的，并且是均匀的，以保证在测量时，测量数据只根据所测量力而发生线性变化。
②由于设备在测量时会频繁的受到各种力的作用，因此需要保证弹性部件在频繁受到外力时，不发生变形，可重复操作性强，稳定性高。
2.3.2应变胶
传感器的精度也与应变胶有关，应变胶作为传感器的组成之一，能够直接影响传感器的精度大小。
因此，在应变胶的选择上应该慎重并保持高要求：
①粘结强度值在规定的范围内；
②对应变敏感，能够及时传到应变；
③蠕变应该较小；
④滞后时间短；
⑤具有较高的耐疲劳性；
2.3.3应变片
电阻应变片有分为三种，它们分别是金属丝式，金属箔式以及金属薄膜式[6]。
1.金属丝式应变片
该应变片又分为回线式与短接式这两形式。
2.金属箔式应变片
改应变片，具体来说，就是采用厚度在10-3至10-2mm数量级的箔制电阻上，进行照相制板或者用光刻蚀，从而使材料变为所需要的形状，这些操作都是在绝缘衬底上进行。
箔式应变片与电阻丝应变片进行对比后，能够发现箔式应变片有下面几个特点：
1）金属箔栅非常薄。
2）表面积大，散热能力强，所以可以保证在通以大电流时信号被削弱的程度低。适用于对灵敏度要求较高的设备上。
3）箔材的尺寸较为精确并且均匀，可塑性强。尤其是在制造应变花与小标准应变片上，有着特有的优势。
4）较易批量生产。
3.金属薄膜应变片
通过薄膜技术研制出了金属薄膜应变片。
在本文所设计的项目中，我们使用了金属箔式应变片，将其粘贴在图2.2中所指出的位置上。
通过上述对比讨论，本设计中最终选择金属箔应变式称重传感器作为传感测量仪器，弹性部件采用S形双连孔的构造，其结构及电路原理如图2.3。
.3.4 应变式称重传感器的各种补偿
在传感器中，在各个线路中使用不同的应变片，之后，将各个线路连接形成桥路，最后，需要对传感器作出相应的补偿与调整操作。
[6]张锡富·传感器[M] ·机械工业出版社
2 .
3 应变式称重传感器的原理图
1. 非线性补偿
2. 无论通过计算或者是实验验证，我们都能够得到这样一个事实，那就是传感器输出电压0U 实际上并没有严格随着荷载W 的变化而作线性变化。
3. 由于需要提高测量电路的灵敏程度，并考虑环境温度变化引起的影响，通常电桥都会采用四臂差动的结构， R R R R R ====4321,R R R R R ?=?=?=?=?4321 , 这时，温度的变化或者电路中的误差将会被考虑在测量结果之内，初始设定如下
R
R
U
U ?=0 （2-1） 又 R S R ε=? （2-2）
式（2-2）中 S ——灵敏度系数；（查阅资料，一般为1.7至3.6，本文中，取2S =）； ε——纵向应变；
R ——电阻（通常取120Ω）； 上述物性参数均为应变片的参数。
AE
W
=
ε （2-3） U 0
R 3-ΔR 3
R 4+ΔR 4
R 1+ΔR 1
R 2-ΔR 2
U
式（2-3）中 W ——测试物体的重量值；（mg W =） A ——弹性体的面积； E ——弹性体的弹性模量； 由上述算式推到，得到下式
AE USW
U =
0 （2-4） AE UW
2= （2S =）
在弹性体确定，电源不变的情况下，AE U 就是一个常数值，此时，我们令AE
U
=K ，得
KW U 20=，因此，传感器的最终输出电压值与测量物的质量之比是一个定值。
2.4单片机系统
将这两种单片机进行前后的对比就能够发现，这种单片机有几种很大的优势[8]： 1）没有占用过多的体积、并且集成度也相对较低 2）容易控制、其功能性也比较强 3）抗干扰的能力也比较突出 4）更便于操作 5）功能比较全面 6）易于产品化
51MCS -系列单片机的应用技术已经较为成熟，其所适用的范围也相对较广。并且，
属于该系列的8051在中国属于这种单片机的一个代表性机种，但是对于8031来讲，它将会在整体性价比上更优越于8051。
8051单片机的这几种性能将会有以下这几种比较显著的特征： （1） 其中将会带有八位中央处理器（CPU ）； （2） 在芯片的内置电路中也有着很多变化； （3） 其中包含了4K ROM ； （4） 包含超大型字节容量
（5） 将会有二十余种特殊性功能存入到储存器中来进行实施；
[8]
范立南，李雪飞·单片微型计算机控制系统设计[M] ·人民邮电出版社
（6）其中还包含两种端口以及关联线；
（7）其中可以寻址为64K外部的储存器；
（8）这些字节外部的程序特征主要是由外置储存器所占有的；
（9）其中还包含了16位的定时计数器；
（10）还有五类中断源，其中配备了两个优先的等级策略；
（11）包含了多种形式的串行接口以及相应的状态设置；
（12）同时还可以进行逻辑运算方面的划分。
其中，8051的引脚排列参考图2.4。
2.5电路设计
硬件电路的划分也将会直接影响到仪器性能上的改变。所以，在本节中将会详细介绍便携式电子秤的电路设计，同时还将介绍几个基本单元电路。
2.5.1称重传感器的供桥电源
对于传感器来讲，其供电方式以及实际应用都需要进一步的开发和利用，并能够使仪器以及设备出现更多的转速防御，因此需要的反应速度也会变高。那么基本会选择直流供桥，例如电子秤、轧制力测量仪等。
直流电桥主要优势就在于其稳定性比较高，并能够将直流电源以及具体的实现平衡电路变得更为突出，传感器的参数也会根据实际的状况变得更容易测量，这些都往往采用了直流性的电桥来进行配置。
称重传感器的供桥电压值通常情况下选择的电压值一般会在指定的范围之内，并能够将功耗以及功率的密度作为一个主要的参考指数来进行操作。应变片的功耗也将会直接影响到操作的状态以及电压总值：
U=（2-5）
R=Ω）；
式子里R——表示电阻值（单位是欧姆，本文取120
'P——变片所具有的实际功率密度（瓦/平方毫米）；
F——应变片在箔栅中所占有的面积（平方毫米）。
根据以上式子得出，R、'P与F是有很大相关性的，并能够利用应变片的方式来从精
度上进行弹性元件以及材料的散热条件以及多种因素之间的查阅方式所获得。 2.5.2电子秤的调零电路
在调整线路的同时还需要有一定的稳定性电阻以及直流电压的组织状态，并按照电桥电路来进行各方面的划分（参照2.5）。我们将其称作调零电桥，该电路的位置是在输出与测量仪表之间，并且该电路为串联电路。
简单的去皮重电路，利用了并联电阻的方式，参照图2.6。其中，电阻Ra 的作用是避免电位器Rb 滑臂至两端点时造成传感器桥臂的电阻应变片短路，并且，该电阻还能对调节量进行控制，Ra 越小电压调节量就越大，两者呈反比关系。 2.5.3电子秤的数据采集、处理部分 一、 放大器
当前，传感器方面的信号还十分的微弱，因此一定要进一步对操作状态进行扩大。所以在系统中心还将会从本项目的基本状态中利用信号的放大做出一定的数据采集以及高精度的单片仪来用做放大器进行处理[9]
。该放大器的主要连接方式参考图 2.7，其对应的增益为G
R K G Ω
+
=401，利用改变 的值去改变放大器的增益。
二、 A/D 转换器
通过对上述文件的处理以及各方面精度的划分可以看出：这种A/D 转换器相当精确，其误差也很小。 12 位 A/D 精度： 15/4096 3.6?Kg g =
14 位 A/D 精度： 15/163840.92?Kg g =
[9]
杨振江，蔡德芳·新型集成电路使用指南与典型应用[M]·西安：西安电子科技大学出版社1998.10
图2.5 调零电桥及其接法
1——称重传感器；2——调零电桥；3——测量仪表
在实际状况中，这些精度方面的问题很容易会造成数据的干扰，所以对精度的要求还是极高的，一般情况下会高于12位。
双积分型转换器本身就在于精度方面的提高，并且会在速度上实现慢速调理(例如：ICL7135)，其输入的阻抗较高（高于），并且能够精确进行差分输入，这样才能够实现操作的便捷性，能够超量完成信号方面的输出以及运作状态，并会将TTL电平来进一步实现。
图2.6 并联电阻法
图2.7 INA101的基本接法
双积分型的 A/D 转换器主要在于性能的优势，其抗干扰性较强，并能够低工频等信号做出一定的限制，所以更能够容易的抑制干扰。
A
B
由于电子秤中的转换程度不同，速度方面要求也比较高所以精度的转换也将会直接符合系统的主体需求。并且根据双方积分的形式开做出一定的抗干扰能力，同时能够精确的进行差分输入，成本较低。最后还需要做出分析，并选择了相应的转化系统ICL7135。
图2.8 ICL7135与8051单片机的接口电路
ICL7135作为常见的一种半双积分项目，其本身的输出性降低并直接转换动态结果以
及相应积分项目，因此会利用接口使单片机做出双向的连接，并将接口电路进行一定的修改。参考图2.8
从图2.8中我们可以看出，数据多路开关74LS157为4位2选1，在这个芯片的SEL 输入端加上低电平时，1Y 、2Y 、3Y 上将把1A 、2A 、3A 上的输入信息输出；在其SEL 端加上高电平时，1Y 、2Y 、3Y 上将把1B 、2B 、3B 上的输入信息输出。因此，当7135的高位选通信号D5输出为高电平时，万位数据B 1和极性、过量程、欠量程的对应量将皆输入到8155中的PA 0～PA 3，当D5为低电平时，7135的B 8、B 4、B 2、B 1把对应的低位BCD 码输出，并且在这个时候BCD 码数据线B 8、B 4、B 2、B 1输进到8155的PA 3～PA 0。
下文就ICL7135的部分引脚进行介绍： 基准电压端V REF ：其大小为
IN V 2
1
，一般情况为1V 。A/D 转换精度直接受V REF 稳定性的影响，正因如此，必须保证电源有高精度的稳定性。
基准电容端C REF -、C REF +：电容大小通常为1μF 。
沈阳航空航天大学 课程设计 （说明书） 数字电子称的设计 班级 学号 学生姓名 指导教师胡乃瑞
沈阳航空航天大学 课程设计任务书 课程名称电子技术综合课程设计 课程设计题目数字电子称的设计 课程设计的内容及要求： 一、设计说明与技术指标 设计一个一个具有数字显示功能的数字电子称，具体技术要求如下： （1）测量范围0~0.99kg（0~0.99V）1~1.99kg（1~1.99V）。 （2）用3 位数码管显示测量结果。 （3）直流电源输出的微弱信号作为该系统的输入信号。 （4）发挥部分：设计测量量程，进一步扩大测量量程和减小测量误差。 二、设计要求 1．在选择器件时，应考虑成本。 2．根据技术指标，通过分析计算确定电路和元器件参数。 3．画出电路原理图（元器件标准化，电路图规范化）。 三、实验要求 1．根据技术指标制定实验方案；验证所设计的电路，用multisim软件仿真。 2．进行实验数据处理和分析。 四、推荐参考资料 1. 童诗白，华成英主编．模拟电子技术基础．[M]北京：高等教育出版社，2006年 五、按照要求撰写课程设计报告
成绩评定表： 指导教师签字： 年月日
一．概述 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。 从20世纪70年代开始，在世界范围内掀起了一股“电子秤热”，各先进工业国都很重视传感技术和电子秤的研究、开发和生产。传感技术已经成为重要的现代科技领域，电子秤及其系统生产已经成为了重要的新兴行业。我国生产的电子秤产品主要是属于静态衡器电子秤，在计量要求、功能和外形上已经达到了国外同类产品的先进水平，而且在价格上又低于国外的同类产品，具有较好的出口潜力；但动态衡器电子秤，与国外的同类产品还有一定的差距，尤其是在动态稳定性上存在较大的距离，我国进口的电子秤大多数就是这类产品。我国的电子衡量器要想打入国际市场，参与国际竞争。这就要求企业必须以技术为先导、以质量为中心、以管理为基础，努力提高制造技术与制造工艺水平，稳定产品
1 引言 在生活中我们经常需要用秤来测量物体的重量，由于秤在我们日常生活中的应用十分广泛，我们对其的设计要求就需要操作方便、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。电子秤向提高精度和降低成本方向发展的趋势引起了对低成本、高性能模拟信号处理器件需求的增加。 1.1 称重技术的发展与成果 电子称的发展过程经历了由简单到复杂、又粗糙到精密、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[1]。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，都离不开能输出信号的电子衡器。近年来电子称已愈来愈多地参与到数据的处理和控制过程中。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或缺的组成部分。随着称重传感器各项性能的不断突破[2]，为电子称的发展奠定了基础，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%称量准确度的电子称，并在70年代中期约对75%的机械称进行了机电结合式改造。 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，我国通过自行研究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、计算机技术与一体化的电子衡器发展阶段[3]。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。根据近些年来电子称重技术和电子衡器的发展情况及电子衡器市场的需求，电子称的发展动向为：小型化、模块化、智能化、集成化；其技术性能趋向于速率高、准确度高、可靠性高；其应用性趋向综合性、组合性[4]。 1.2 电子秤的组成 1.2.1电子秤的基本结构 电子秤是利用物体的重力作用来确定物体质量（重量）的测量仪器，也可用来确定与质量相关的其它量大小、参数、或特性。不管根据什么原理制成的电了秤均由以
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见到的测量器具。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, 能够应用于商场、超市、家庭等场所, 成为人们日常生活中不可少的必须品。 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, 能够经过蜂鸣器和LED灯报警。 7、系统经过USB电源供电, 单片机程序也可经过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
数字电子秤 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、人性化用在了电子秤重的控制系统中。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AT89S52单片机为主控芯片，外围附以称重电路、显示电路、报警电路、键盘电路等构成智能称重系统电路板，从而实现自动称重系统的各种控制功能。可以说,此设计所完成的电子秤在很大程度上满足了应用需求。 关键词：AT89S52，称重传感器，A/D转换器，LED显示器 Abstract:With the application of micro-electronics technology, tradition ponderation instrument used in market has been not satisfaction with hunman requirements already. In order to make up for the traditional apparatus shortcoming, we improve the apparatus's control system with intelligence and automation. This system is mainly controlled by microcontroller, the section of height measurement accomplish by supersonic sensor, the section of weight measurement accomplish by weight sensor and A/D transformer, this apparatus have many characteristic such as having more function, consume less energy, small and move easily, low price, measure precisely, the speed is quick, automatic work without people and so on.The system is mainly controlled by the microcontroller AT89S52, the periphery is consist of the circuit of clock and calendar, the circuit of measure height and weight, the circuit of display and print, all of these comprise the circuit board of the intelligent apparatus of height and weight. It can achieve all function of the apparatus. Keywords: AT89S52，ponderation –sensor，A / D converter，LEDDisplay
哈尔滨工程大学本科生毕业论文 第1章绪论 1.1引言 在我们生活中经常都需要测量物体的重量，于是就用到秤，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。电子秤向提高精度和降低成本方向发展的趋势引起了对低成本、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。 1.2 选题背景和意义 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。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。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、改善经营管理等多方面的作用。称重装置的应用已遍及到国民经济各领域，取得了显著的经济效益。电子秤是称重技术中的一种新型仪表，广泛应用于各种场合。电子秤与机械秤比较有体积小、重量轻、结构简单、价格低、实用价值强、维护方便等特点，可在各种环境工作，重量信号可远传，易于实现 1
学号： 毕业设计 G RADUATE T HESIS 论文题目：基于51单片机的电子秤的设计 学生姓名： 专业班级： 学院： 指导教师： 2017年06月12日
第一章功能说明 本设计系统以单片机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，分步设计了各个单元功能模块。 系统的硬件部分包括最小系统部分、数据采集部分、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；数据采集部分由称重传感器，信号的前期处理和A/D转换部分组成，包括运算放大器AD620和A/D转换器ICL7135；人机界面部分为键盘输入，四位LED数码显示器，可以直观的显示重量的具体数字以及方便的输入数据，使用方便；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。 系统的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。 本系统设计结构简单，使用方便，功能齐全，精度高，具有一定的开发价值。称重传感器原理 即由非电量（质量或重量）转换成电量的转换元件，它是把支承力变换成电的或其它形式的适合于计量求值的信号所用的一种辅助手段。 按照称重传感器的结构型式不同，可以分直接位移传感器（电容式、电感式、电位计式、振弦式、空腔谐振器式等）和应变传感器（电阻应变式、声表面谐振式）或是利用磁弹性、压电和压阻等物理效应的传感器。 对称重传感器的基本要求是：输出电量与输入重量保持单值对应，并有良好的线性关系；有较高的灵敏度；对被称物体的状态的影响要小；能在较差的工作条件下工作；有较好的频响特性；稳定可靠。 传感器下的定义是：“能感受规定的被测量并按照一定的规律转换成可用信号的器件或装置，通常由敏感元件和转换元件组成”。其中敏感元件指传感器中能直接感受被测量的部分，转换元件指传感器中能将敏感元件输出量转换为适于传输和测量的电信号部分。此外传感器是一种检测装置，能感受到被测量的信息，并能将检测感受到的信息，按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出，以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。它是实现自动检测和自动控制的首要环节。 称重传感器在电子秤中占有十分重要的位置，被喻为电子秤的心脏部件，它的性能好坏很大程度上决定了电子秤的精确度和稳定性。通常称重传感器产生的误差约占电子秤整机误差的50%~70%。若在环境恶劣的条件下（如高低温、湿热），传感器所占的误差比例就更大，因此，在人们设计电子秤时，正确地选用称重传感器非常重要。 称重传感器的种类很多，根据工作原理来分常用的有以下几种：电阻应变式、电容式、压磁式、压电式、谐振式等。（本设计采用的是电阻应变式）电阻应变式称重传感器包括两个主要部分，一个是弹性敏感元件：利用它将被测的重量转换为弹性体的应变值；另一个是电阻应变计：它作为传感元件将弹性体的应变，同步地转换为电阻值的变化。电阻应变片所感受的机械应变量一般
学科分类号 0712 本科生毕业论文(设计) 题目（中文）：数字电子称的设计与制作 Electronic signs controller design and implementation 学生姓名： 学号： 系别： 专业： 指导教师： 起止日期： 二○** 年五月七日
摘要 (4) 关键词 (4) Abstract (4) Key words (5) 1前言 (6) 1.1称重技术和衡器的发展 (6) 1.2电子称的组成 (8) 1.2.1电子称的基本结构 (8) 1.2.2电子称的工作原理 (9) 1.2.3电子称的计量性能 (9) 2总体方案论证 (11) 2.1设计的主框图 (11) 2.2传感器的选择 (11) 2.3控制部分的方案选择 (12) 2.4A/D转换 (13) 2.5显示的选择 (13) 3硬件电路设计 (14) 4芯片介绍 (14) 4.1 单片机AT89S52芯片介绍 (14) 4.2单片机AT89S52最小系统介绍 (16) 4.3HX711芯片介绍 (17) 4.4 液晶模块12864介绍 (17) 5软件设计 (19) 6测试方法和记录 (19) 7结果分析 (19) 参考文献 (20) 致谢 (21) 附录 (22)
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、人性化用在了电子秤重的控制系统中。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AT89S52单片机为主控芯片，外围附以称重电路、显示电路、等构成智能称重系统电路板，从而实现自动称重系统的各种控制功能。可以说,此设计所完成的电子秤很大程度上满足了应用需求 关键词：AT89S52芯片；称重传感器；A/D转换器；液晶显示器
基于单片机的数字电子称设计 专业：通信工程 学生：王帅指导老师：王珊 摘要 在科技水平高速发展的现代社会，称重方面技术也有必须跟上时代进步的步伐。目前而言，市场交易中，称重工具通常采用台式电子秤。然而，台式电子秤具有一定的局限性：体积大、成本高、对电源有特殊要求以及携带上的不变。目前，人们生活中常见的手拿式迷你秤的使用原理是基于杆秤抑或弹簧通过弹性形变再利用胡克定律转换而进行测量的，即日常携带的小型秤为弹簧秤，同时，精度不高并且已不在国家测量规范内认可的杆秤依然没有退出贸易集市。但经济形势的转变和容量的急剧上升，人们迫切的需要一种测量精确度高、便于携带并且成本范围合理且自主性强的电子秤 本次课题研究意在根据市场需求对智能电子秤进行开发研究，论文的展开以本次设计电子秤所选用的工作方式为出发点，文中分析表明误差分配会造成设备产生误差，并规划了电路方面的设计步骤及软件操作方案。 本次设计研究的智能电子秤的构成基本分为6大部分，包括电源、ADC、称重传感器、单片机、输出输入工具/开关、数值显示器。而对于智能电子秤基础性数据标准，其精度需达到Ⅲ级，重量适用范围不超过15千克，以5g为一刻度进行换算。而该电子秤有五大基本功能，它们分别是自我核算、去皮、计算交易金额、单价输入统计，还有超载提醒。电子秤自带睡眠功能，最大程度得控制自身电量的使用情况，其功能自动启用的前提是电子秤未被使用的时间超过5min。 智能电子秤的优势在于其空间占用量不多，精度较高，使用方便简单，受众人群高，工作效率高，同时还能完成对称重物的价格计算，因为其具有的高性能，智能电子秤能同时保证交易双方的贸易质量和效率，其未来的发展空间也十分广阔。 关键词：数字电子称称重传感器 A/D转换器 8051单片机误差分析
摘要 电子秤是日常生活中常用的称重设备，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。 微电子技术的发展为电子秤提出了改进的空间。电子秤向着简单、便宜发展，智能化、精确的电子秤成为了人们的追求。本简易电子秤以常见的AT89C51为核心，以电阻应变片采集应变数据，通过HX711放大并进行AD转换供单片机处理，用LCD1602显示所测量的重量，同时本电子秤系统还提供单价设置进行求价格的计算以及去皮功能，通过一些简单低成本的元器件就完成了一个功能齐全的电子秤的制作，将传统电子秤的成本进行了缩减。 关键词：电阻应变片 AT89C51 HX711 电子秤
第一章方案与论证 一、方案类型 （一）方案一 通过单片机为主控芯片，用应变片采集应变数据，通过专用仪表放大器INA128对采集到的信号进行放大，在配上模数转换芯片对放大了的模拟信号转化为数字信号，传入单片机中进行数据处理，找出函数关系并转化关系。通过数字信号转化为重量值显示在LDC1602上，同时通过键盘进行数据输入，输入单价、去皮等功能。通过蜂鸣器和二极管实现超额报警功能。 （二）方案二 以单片机为主控芯片，应变片采集应变数据，将放大和模数转换用HX711芯片来同时进行实现，将模拟量传入主控芯片单片机中进行数据转换，通过函数关系转换为重量显示到LED 上或者LCD1602上，同时通过键盘按键进行数据输入，输入单价、去皮等功能，并通过蜂鸣器进行数据处理。 （三）方案三 运用PLC作为主控制器，PLC运用广泛，它具有接线简单，通用性好，编程简单，使用方便，可连接为控制网络系统，易于安装，便于维护等优点。 二、方案论证与选定 运用51单片机作为主控芯片，AT89C51是一种高效微控制器。它为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。但方案一中，放大和AD转换模块为独立模块，它们的独立设计费事费力且还会存在误差较大的情况。相比于方案一，方案二一HX711作为放大和AD 转换芯片，简化了电路结构。HX711是一款专为高精度电子秤设计的24位AD转换器芯片。与同类型其他芯片相比，该芯片集成了包括文雅电源、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。精度方面很好的满足了题目中的要求，相比于方案一，方案二根据可行性。 方案三采用PLC作为主控芯片，但其价格昂贵，违背了我们制作电子秤的简单、便捷、便宜的原则，所以我们并没考虑选用PLC作为主控芯片。 综合考虑后，我们决定选择方案二来进行本简易电子秤系统的设计与制作。通过精度、价格、简单程度出发考虑，方案二是最合适的。
1.前言 电子称重技术是现代称重计量和控制系统工程的重要基础之一，电子衡器经过40年的不断改进和完善，从60年代的机电结合型发展到现在的全电子型和数字化智能型。由于它具有称量准确、快速，读取方便，环境适应性强，便于与电子计算机结合而实现称重计量与过程控制自动化等特点，在工商贸易、能源交通、轻工食品、医药卫生、航空航天等部门得到了广泛的应用。本课题本着电子秤向高精度、高可靠方向研究,讲述了用单片机控制A/D转换、键盘输入和数据显示，对如何实现键盘中断、A/D采样进行研究。设计特别适用于测量精度要求较高的场合, 具有较高的实用价值和推广价值。本文中第一章讲述了电子秤的发展情况及其工作原理，第二章讲述了电子秤的硬件电路组成部分,第三章介绍了电子秤各部分功能实现的软件设计。 1.1研究本文的意义 物料计量是工业生产和贸易流通中的重要环节。称重装置或衡器是不可缺少的计量工具。随着工农业生产的发展和商品流通的扩大，衡器的需求也日益增多，过去沿用的机械杠杆秤己不能适应生产自动化和管理现代化的要求。自六十年代以来，由于传感器技术和电子技术的迅速发展，电子称重技术日趋成熟，并逐步取代机械秤。尤其是七十年代初期，微处理机的出现使电子称重技术得到了进一步的发展。快速、准确、操作方便、消除人为误差、功能多样化等方面已成为现代称重技术的主要特点。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、改善经营管理等多方面的作用。称重装置的应用已遍及到国民经济各领域，取得了显著的经济效益。同时对称重仪表的要求也越来越高，要求仪表有更高抗干扰能力、更高的精度。 基于电子秤的现状，本文拟研究一种用单片机控制的高精度数字电子秤设计方案。这种高精度数字电子秤计量准确、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。 1.2 电子秤的发展 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
课程设计说明书 学生姓名：学号： 学院：信息与通信工程学院 专业：电子信息科学与技术 题目：电子综合应用实践： 数字电子秤设计 指导教师:职称: 2010 年 1 月 4 日
课程设计任务书 09/10 学年第一学期 学院：信息与通信工程学院 专业：电子信息科学与技术 学生姓名：学号： 学生姓名：学号： 学生姓名：学号： 学生姓名：学号： 课程设计题目：电子综合应用实践： 数字电子秤设计 起迄日期：2010年1月4 日～2010年1月15日指导教师： 系主任： 下达任务书日期: 2010 年1月 4 日
1．设计目的： 针对电子线路课程要求，对学生进行实用型电子线路设计、安装、调试等各环节的综合性训练，培养学生运用课程中所学的理论与实践紧密结合，独立地解决实际问题的能力。 2．设计内容和要求（包括原始数据、技术参数、条件、设计要求等）： 设计内容:设计一个数字电子秤，组装及调试各单元电路及系统电路，用数字表显示称重结果。 设计要求及技术指标： ①测量范围：0~1.999kg、0~19.99kg、0~199.9kg； ②用数字显示被测重量，小数点位置对应不同的量程显示。 3．设计工作任务及工作量的要求〔包括课程设计计算说明书(论文)、图纸、实物样品等〕： 1 电路原理图. 2 仿真结果. 3 课程设计说明书.
4．主要参考文献： 要求按国标GB 7714—87《文后参考文献著录规则》书写，例： 1 傅承义，陈运泰，祁贵中.地球物理学基础.北京：科学出版社，1985 （5篇以上） 5．设计成果形式及要求： 1电路原理图 2课程设计说明书 6．工作计划及进度： 2010年1 月4 日~ 1月7 日了解设计题目，查找资料、学习相关软件； 1月8日~ 1月13 日确定各题目要求计算相关参数，具体设计； 1月14日~ 1月15 日整理设计说明书，答辩。 系主任审查意见： 签字： 年月日
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AT89S52单片机为主控芯片，外围附以称重电路、显示电路、报警电路、键盘电路等构成智能称重系统电路板，从而实现自动称重系统的称重功能、报警功能、数据计算功能以及人机交换功能。可以说,此设计所完成的电子秤很大程度上满足了应用需求。 关键词 AT89S52，CZAF-602压力传感器，A/D转换器，LCD显示器.
Abstract With the application of microelectronic technology，the tools of traditional weighing on the market have can't satisfy the demands of people. In order to change the problem of the application of traditional weighing tools in the using of daily life, the design will be integrated with intelligence, automation and human nature in the electronic scales with weight control system. This system mainly controlled by the single chip microcomputer , measured by weighting transducer and A/D converter component and added with the display unit, the electronic scales are aptitude for the high ratio of performance, multi-function , low power consumption ,and it is simple enough ,especially it is given the characteristic with Easy-to-use intuitively, Speed, Measure accurately, Higher automation. The system take AT89S52 SCM as the main controller chip,
学号： G RADUATE T HESIS 论文题目：基于51 单片机的电子秤的设计 学生姓名： 专业班级： 学院： 指导教师： 2017 年06 月12 日
第一章功能说明 本设计系统以单片机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，分步设计了各个单元功能模块。 系统的硬件部分包括最小系统部分、数据采集部分、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；数据采集部分由称重传感器，信号的前期处理和A/D 转换部分组成，包括运算放大器AD620和A/D 转换器ICL7135；人机界面部分为键盘输入，四位LED数码显示器，可以直观的显示重量的具体数字以及方便的输入数据，使用方便；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。 系统的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。 本系统设计结构简单，使用方便，功能齐全，精度高，具有一定的开发价值。 称重传感器原理 即由非电量（质量或重量）转换成电量的转换元件，它是把支承力变换成电的或其它形式的适合于计量求值的信号所用的一种辅助手段。 按照称重传感器的结构型式不同，可以分直接位移传感器（电容式、电感式、电位计式、振弦式、空腔谐振器式等）和应变传感器（电阻应变式、声表面谐振式）或是利用磁弹性、压电和压阻等物理效应的传感器。对称重传感器的基本要求是：输出电量与输入重量保持单值对应，并有良好的线性关系；有较高的灵敏度；对被称物体的状态的影响要小；能在较差的工作条件下工作；有较好的频响特性；稳定可靠。 传感器下的定义是：“能感受规定的被测量并按照一定的规律转换成可用信号的器件或装置，通常由敏感元件和转换元件组成” 。其中敏感元件指传感器中能直接感受被测量的部分，转换元件指传感器中能将敏感元件输出量转换为适于传输和测量的电信号部分。此外传感器是一种检测装置，能感受到被测量的信息，并能将检测感受到的信息，按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出，以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。它是实现自动检测和自动控制的首要环节。 称重传感器在电子秤中占有十分重要的位置，被喻为电子秤的心脏部件，它的性能好坏很大程度上决定了电子秤的精确度和稳定性。通常称重传感器产生的误差约占电子秤整机误差的50%~70%。若在环境恶劣的条件下（如高低温、湿热），传感器所占的误差比例就更大，因此，在人们设计电子秤时，正确地选用称重传感器非常重要。 称重传感器的种类很多，根据工作原理来分常用的有以下几种：电阻应变式、电容式、压磁式、压电式、谐振式等。（本设计采用的是电阻应变式） 电阻应变式称重传感器包括两个主要部分，一个是弹性敏感元件：利用它将
A_8255 EQU 7C00H B_8255 EQU 7D00H C_8255 EQU 7E00H CON_8255 EQU 7F00H;8255端口定义 ADC_0808 EQU 8000H;ADC0809地址ZHONGLIANG EQU 15H;重量存放地址 DANJIA EQU 16H;单价存放地址 EOC EQU P3.3 W8 EQU 0FEH W7 EQU 0FDH W6 EQU 0FBH W5 EQU 0F7H W4 EQU 0EFH W3 EQU 0DFH W2 EQU 0BFH W1 EQU 07FH;定义LED位码 ;;;;;;;;;主程序;;;;;;;;;; ORG 0000H LJMP MAIN ORG 0003H LJMP EINT0S ORG 0100H MAIN: MOV P1,#0F0H SETB TCON.0; 外部中断为下降沿触发 MOV IE,#81H; 外部中断开中断 MOV DPTR,#CON_8255 MOV A,#80H;状态字 MOVX @DPTR,A;8255初始化 LOOP: PUSH DPH PUSH DPL PUSH ACC MOV DPTR,#ADC_0808 MOV A,#00H MOVX @DPTR,A;启动0808，A无实际意义 ADLP1:JNB EOC,ADLP1 ADLP2:JB EOC,ADLP2 MOVX A,@DPTR;读 MOV ZHONGLIANG,A POP ACC POP DPL
POP DPH MOV A,ZHONGLIANG LCALL XIANSHI1;调用显示程序 MOV A,DANJIA LCALL XIANSHI2 MOV A,ZHONGLIANG MOV B,DANJIA MUL AB;算出总价 LCALL XIANSHI3;只显示低八位 SJMP LOOP ;;;;;;;;;;;;;;;键盘子程序;;;;;;;;; EINT0S: LCALL KEY ;调用键盘扫描程序 KEY: CLR EA ;中断总禁止 PUSH PSW ;PSW入栈 LCALL DELAY ;调用延时程序去抖动 LCALL KS ;调用检测按键子程序 JNZ SAOMIAO ;若有按键则跳转至扫描 LJMP INT0R SAOMIAO: ACALL K1 ;调用键盘扫描程序 INC A MOVC A,@A+PC ;查表后将值送入累加器 MOV DANJIA,A ;在P0口显示键盘值 K1: ;键盘扫描子程序 MOV R2,#0EFH ;将扫描值送入R2暂存 MOV R4,#00H ;R4用于存放行值,并将00H暂存 K3: MOV P1,R2 ;将R2的值送入P1口 L6: JB P1.0,L1 ;P1.0等于1跳转到L1 MOV A,#00H ;将第一列的列值00H送入ACC AJMP LK ;跳转到键值理程序进行键值处理L1: JB P1.1,L2 MOV A,#03H AJMP LK L2: JB P1.2,L3 MOV A,#06H
中北大学 课程设计说明书 学生姓名：学号： 学院：信息与通信工程学院 专业：电子信息科学与技术 题目：电子综合应用实践： 数字电子秤设计 指导教师:职称: 2010 年 1 月 4 日
中北大学 课程设计任务书 09/10 学年第一学期 学院：信息与通信工程学院 专业：电子信息科学与技术 学生姓名：学号： 学生姓名：学号： 学生姓名：学号： 学生姓名：学号： 课程设计题目：电子综合应用实践： 数字电子秤设计 起迄日期：2010年1月4 日～2010年1月15日指导教师： 系主任： 下达任务书日期: 2010 年1月 4 日
1．设计目的： 针对电子线路课程要求，对学生进行实用型电子线路设计、安装、调试等各环节的综合性训练，培养学生运用课程中所学的理论与实践紧密结合，独立地解决实际问题的能力。 2．设计内容和要求（包括原始数据、技术参数、条件、设计要求等）： 设计内容:设计一个数字电子秤，组装及调试各单元电路及系统电路，用数字表显示称重结果。 设计要求及技术指标： ①测量范围：0~1.999kg、0~19.99kg、0~199.9kg； ②用数字显示被测重量，小数点位置对应不同的量程显示。 3．设计工作任务及工作量的要求〔包括课程设计计算说明书(论文)、图纸、实物样品等〕： 1 电路原理图. 2 仿真结果. 3 课程设计说明书.
4．主要参考文献： 要求按国标GB 7714—87《文后参考文献著录规则》书写，例： 1 傅承义，陈运泰，祁贵中.地球物理学基础.北京：科学出版社，1985 （5篇以上） 5．设计成果形式及要求： 1电路原理图 2课程设计说明书 6．工作计划及进度： 2010年1 月4 日~ 1月7 日了解设计题目，查找资料、学习相关软件； 1月8日~ 1月13 日确定各题目要求计算相关参数，具体设计； 1月14日~ 1月15 日整理设计说明书，答辩。 系主任审查意见： 签字： 年月日
基于单片机的电子秤的 设计 Document serial number【UU89WT-UU98YT-UU8CB-UUUT-UUT108】
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
备注：任务书由指导教师填写，一式二份。其中学生一份，指导教师一份。
目录
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。硬件部分主要由单片机 AT89C51、LCD、AD转换器、压力传感器、蜂鸣器等基本外围电子电路组成。可以说,此设计所完成的电子秤很大程度上满足了应用需求。 此电子秤具备备了功能多、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。 关键词传感器采集；液晶显示；数模转换；声光报警
毕业设计（论文） （2015届） 题目：基于51单片机的电子秤设计专业名称：应用电子技术 姓名：谢玉夏 学号：1210401038 班级：2012级应用电子技术 指导教师：刘志芳 2014年 12 月 30 日
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 II
XX学院 课程设计书 专业（年级、班） 设计人 指导教师 辅导教师 2009 年 01 月 01 日（设计结束日）
课程设计任务书 班级（专业）设计人 一、课程设计题目：电子秤 本设计要求： 1.秤重最大50kg。 2.电子显示，显示4位。 3.设计电源电压5V，误差5%。 4.误差0.1kg。 二、要求课程设计自 2008 年 12 月 29 日 至2009 年01 月01 日 专业教研室主任年月日 系、系主任签章年月日
指导教师评语： 指导教师： 年月日
前言 电子秤采用现代传感器技术、电子技术和计算机技术一体化的电子称量装置，才能满足并解决现实生活中提出的“快速、准确、连续、自动”称量要求，同时有效地消除人为误差，使之更符合法制计量管理和工业生产过程控制的应用要求。 本课程设计的电子秤是利用全桥测量原理，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。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。
目录 1.数字电子秤的基本原理 (1) 2.数字电子秤的构成 (1) 2.1传感器 (1) 2.2三运放大电路 (2) 2.3间接比较型模式转换器ADC (3) 2.4 CT74LS290计数器介绍 (5) 2.5 集成二进制—七段译码驱动器介绍 (6) 3.设计总结 (8) 4.附录 (9) 5.参考文献 (11)
目录 一、设计目的 (2) 二、设计要求 (2) 三、总体设计 (2) 四、各部分硬件电路的设计 (3) 4.1 传感器的选择 (3) 4.2 三运放大电路的设计 (6) 4.3 ADC0809 A/D转换器 (6) 4.4 LED显示电路的设计 (8) 4.5 控制器单片机的选择 (9) 五、整体电路图 (13) 5.1 总体电路图 (13) 5.2 程序流程图 (14) 5.3软件设计 (14) 六、设计总结 (16) 参考书籍 (17)
一、设计目的 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。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。经过多年的发展，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，经单片机AT89S52进行数据处理最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。 二、设计要求 设计的主要要求如下： 1)运用电阻应变式传感器并采用全桥测量电路进行数据采集 2)将采集的数据井三运放大器放大并经模数转换器转换为数字信号 3)数字信号送入AT89S52单片机进行数据处理最后通过LED显示，最小显示单位为 1g 4)写出详细的实验报告 三、总体设计 基本工作原理框图如图3-1所示： 图 3-1 基本工作原理框图