基于单片机的电子秤设计.doc

电子秤是电子衡器中的种，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。

电子秤的发展过程与其它事物样，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功能到多功能的过程。

特别是近年以来，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其础，国外如美国西欧等些国家在世纪年代就出现了称量准确度的电子秤，并在年代中期约对的机械秤进行了机电结合式的电子化改造。

称重装置不仪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围民经济各领域，取得了显著的经济效益。

因此，称重技术的研究和衡器工业的发展各国都非常重视。

年代中期电子技术的渗入推动了衡器制造业的发展。

年代初期出现机电结合式电了衡器以来，经过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。

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。

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。

电子秤是电了衡器中的种，衡器是国家法定计量器具，是围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。

电子秤的组成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下三部分组成承重传力复位系统它是被称物体与转换元件之间的机械传力复位系统，又称电子秤的秤体，般包括接受被称物体载荷的承载器秤桥结构吊挂连接部件和限位减振机构等。

称重传感器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卢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。

测量显示和数据输出的载荷测量装置即处理称重传感器信号的电子线路包括放人器模数转换电流源或电压源调节器补尝元件保护线路等和指示部件如显示打印数据传输和存贮器件等。

这部分习惯上称载荷测量装置或二次仪表。

在数字式的测量电路中，通常包括前置放大滤滤运算变换计数寄存控制和驱动显示等环节。

电子秤的工作原理当被称物大器构成的后级放大器之间，这样可为后级仪器放大器提高增益，进而提高电路的共模抑制比提供了条件。

同时，南于前置放大器的输出阻抗很低，同时又采用共模驱动技术，避免了阻容耦合电路中的阻容元件参数不对称匹配导致的共模干扰转换成差模干扰的情况发生。

后级电路采用廉价的仪器放大器，将双端信号转换为单端信号输出。

由于阻容耦合电路的隔直作用，后级的仪器放大器可以做到很高的增益，进而得到很高的共模抑制比。

硬件设计总体规划该系统采用应变片式传感器进行测量，得出模拟信号再进行放大，然后送入单片机进行模数转换处理和数据处理。

由传感器模块主机接口模块按键与显示模块组成。

主控制器电路主控制器是单片机，其外围电路简单，只需要加上晶振电路和电源就可以工作。

主控制器电路如图所示。

图主控制系统传感器放大电路传感器放大电路由两级组成，前级由两个同相比例运算电路组成，后级是个差动比例运算电路。

传感器信号首先进过前级进行初步放大，接着进入后级。

由于前级的对称性直接影响后级的共模抑制比，考虑到元件阻值的误差选用多圈精密可调电阻。

为了提高后级对共模信号的抑制，反馈电阻也采用精密多圈可调电阻。

传感器放大电路如图所示。

图传感器放大电路显示电路液晶模块的引脚连线如图。

其中，第脚为液晶的驱动电源第三脚为液晶的对比度调节，通过在和之间接个多圈可调电阻，中间抽头接，可实现液晶对比度的调节液晶的控制线分别接单片机的数据口接在单片机的口为液晶背光电源。

图液晶模块的接线图液晶模块的初始化过程延迟写指令不检测忙信号延迟写指令不检测忙信号延迟写指令不检测忙信号以后每次写指令读写数据操作之前均需检测忙信号写指令显示模式设置写指令显示关闭写指令显示清屏写指令显示光标移动设置写指令显示开及光标设置液晶模块的读操作时序如图所示。

图液晶模块的读操作时序液晶模块的写操作时序如图所示。

图液晶模块的写操作时序软件设计系统应用程序组成本设计采用语言编程，编译环境为。

是美国公司出品的系列兼容单片机语言软件开发系统，和汇编相比，在功能上结构性可读性可维护性上有明显的优势，因而易学易用。

软件提供丰富的库函数和功能强大的集成开发调试工具，全界面。

另外重要的点，只要看下编译后生成的汇编代码，就能体会到生成的目标代码效率非常之高，多数语句生成的汇编代码很紧凑，容易理解。

在开发大型软件时更能体现高级语言的优势。

可以完成编辑编译连接调试仿真等整个开发流程。

开发人员可用本身或其它编辑器编辑或汇编源文件，然后分别有及编辑器编译连接生成单片机可执行的二进制文件，然后通过单片机的烧写软件将文件烧入单片机内。

软件主要三个方面是初始化系统二是按键检测三是数据采集数据处理并进行显示。

这三个方面的操作分别在主程序中来进行。

程序采用模块化的结构，这样程序结构清楚，易编程和易读性好，也便于调试和修改。

程序结构如图所示。

图程序结构主程序流程图系统程序固化在内部的存储器中，分为主程序和若干子程序。

主程序的功能是系统初始化，管理和调用各个子程序。

本设计的程序流程图如图所示。

图程序流程图采样程序块本文设计的片内程序如下转换所需时间，个时钟周期转换次，工作频率时转换速度约，个时钟周期转换次，个时钟周期转换次，个时钟周期转换次存储转换标志转换结果高位转换结果低位，清高位，清，位和低三位选择当前通道启动电源使输入电压达到稳定，令，启动转换等待转换结束，测试转换结束否，清位，关闭转换返回转换后的结果液晶显示程序块本文设计的液晶操作程序如下函数名功能向写数据说明入口参数返回值无检测忙若晶振速度太高可以在这后加小的延时延时函数名功能向写指令说明入口参数，返回值无，为时忽略忙检测根据需要检测忙函数名功能从读数据说明入口参数无返回值函数名功能读取状态说明如果为忙，则直等到非忙为止入口参数无返回值检测忙信号仿真时，延迟，关闭循环硬件使用时，不延迟，打开循环毕业设计论文基于单片机的电子秤设计学院毕业设计论文任务书题目名称基于单片机的电子秤设计设计撰写内容基于种型号的单片机，设计制作款电子秤。

设计要求如下进行功能需求分析，提出多种方案，并确定合理可行的方案选择单片机，并设计以单片机为核心的控制模块设计控制系统电源模块选用显示方案，设计显示系统及键盘电路，完机交互界面选用合适的传感器，设计采样网络设计合适的算法，对采集到的数据进行噪声过滤加入调零功能。

校准电子称。

控制方案合理设计图纸及文字资料应规范，结论简练准确，系统应具备便携性性可靠性和经济性。

预期目标设计目的是为了学习和巩固知识，提高对所学应用基本理论分析和解决实际问题的能力，应设计并制作实际的模型实现电子秤要求的功能，从而达到并熟悉个产品完整的开发流程和具体内容，提高实践应用能力。

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