【毕业设计】单片机电子称控制系统的设计

研究现状影响因素随着科技的进步，对电子秤的要求也越来越高。

影响其精度的因素主要有机械结构传感器和数显仪表。

在机械结构方面，因材料结构强度和刚度的限制，会使力的传递出现误差，而传感器输出特性存在非线性，加上信号放大模数转换等环节存在的非线性，使得整个系统的非线性误差变得不容忽视。

因此，在高精度的称重场合，迫切需要电子秤能在线自动校正系统的非线性。

此外，为了保证准确稳定地显示，仪器内部分辨率主要是的分辨率般要比外部显示分辨率高倍以上，这就要求所采用的具有足够的转换位数，而采用高精度的，自然增加了系统的成本。

产品质量目前市场上主流的电子秤根据使用功能的不同包括以下几个类型电子天平电子计数秤电子计价秤电子台秤电子吊钩秤定量包装秤以及条形码电子秤等。

面对种类如此繁多的电子秤，目前市场上存在许多不合格的电子秤产品。

不合格问题主要表现在以下三个方面温度试验项目不符合标准规定湿热试验项目达不到标准要求抗电脉冲串试验和抗静电放电试验项目不合格。

造成产品不合格的原因主要有以下几个方面称重传感器的质量不达标，制约了电子秤产品整体质量的提高关键元器件未进行筛选和通电老化，造成电子计价秤质量失控部分产品设计上抗干扰能力不强产品检验把关不严。

面对目前市场上电子秤产品的总体质量不高的局面，除了加强对电子秤产品的日常监督管理之外，还要从根本上推动技术的发展，促进电子秤产品质量的提高，更好地保护消费者的合法权益。

发展方向电子秤不仅要向高精度高可靠方向发展，而且更需向多种功能的方向发展。

据悉，目前电子秤的附加功能主要有以下几种电子秤附加了计算机信息补偿处理装置，可以进行自诊断自校正和多种补偿计算和处理具有皮重净重显示等特种功能。

电子秤有些已具备了动态称量模式，即通过进行算术平均积分处理和自动调零等方法，消除上述的误差附加特殊的数据处理功能。

目前的电子秤有附加多种计算和数据处理功能，以满足多种使用的要求。

今后，随着电子高科技的飞速发展，电子秤技术的发展定将日新月异。

同时，功能更加齐全的高精度的先进电子秤将会不断问世，其应用范围也会更加拓宽。

电子秤的智能化电子秤的称重功能是基于微电脑控制芯片处理器这核心技术来实现的。

由于目前在设计电子秤系统时大量地采用集成芯片，因此电子秤系统已经摆脱了以往的电子模式，正趋向智能化多元化方向发展。

在此基础上可以实现系统功能的扩展，比如与上位机的通讯，在上位机上利用图形化界面的操作软件实现数据库管理等。

电子秤由于自身的精度高功能强和使用方便，实际使用的电子秤有较高的性价比，在很多领域完全可以取代那些机械式的称重工具。

在具体开发电子秤的系统时应该根据用户的客观需要，再结合系统硬件和软件，从而可以开发出套实际使用价值极大的电子秤系统。

目前，随着电子技术的飞速发展，微处理器应用技术的日趋成熟，必将推进基于微处理器为核心的电子秤系统功能的日趋完善，因此多元化智能电子秤具有广泛的应用前景和开发价值，本文的结构本文以电子秤的研发作为应用背景，对传感器模数转换单片机及其接口等技术进行了分析。

全文共分为六章，各章的主要内容如下第章扼要地介绍了电子秤的概念特点与相关研究背景第二章论证了系统方案，包括对原理的阐述，各种优缺点的比较，属于理论分析部分第三章通过对各种芯片的介绍以及对电路功能的分析，对系统硬件进行了描述，给出了单片机的的控制方案第四章简单介绍了系统软件流程第五章对整个设计做了总结，归纳了存在的问题和进步研究的方向。

第二章系统方案的设计电子秤的应用系统是由硬件和软件所组成。

硬件指单片机扩展的存储器扩展的输入输出设备等部分软件是各种工作程序的总称。

硬件和软件只有紧密配合协调致，才能提高系统的性能价格比。

从开始设计硬件时，就应考虑相应软件的设计方法，而软件设计是根据硬件原理和系统的功能要求进行的。

电子秤的设计要求基本要求电子秤称重范围重量误差不大于液晶显示所称物体重量种商品的购物清单等。

特色与创新使用单片机为控制核心，大大简化了系统的组成构造，且单片机可拓展性强，可以很方便的对系统进行拓展和应用。

使用键盘输入数据，操作简单，方便。

中文液晶显示所称量的物品重量，同时还可显示物品的名称，数量，单价，金额和所有物品的总金额。

具有去皮功能和金额累加计算功能。

当物品重量超过电子秤量程，即过载情况或者是物品重量小于转换器所能转换的最小精度，即欠量程的时候，具有超重报警功能。

实验原理及设计基本思路系统工作原理电子秤的工作原理。

首先是通过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。

输出电压信号通常很小，需要通过前端信号处理电路进行准确的线性放大。

放大后的模拟电压信号经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。

在实际应用中，为提高数据采集的精度并尽量减少外界电气干扰，还需要在传感器与芯片之间加上信号调整电路。

系统设计基本思路按照设计的基本要求，系统可分为三大模块，警。

中断程序流程图图中断服务程序流程图第五章结论论文总结经过几个月的努力，终于按照毕业设计进度要求如期完成了实用电子秤控制系统的硬件设计任务。

在做毕业设计的过程中，虽然碰到了不少的困难，但是在老师的指导以及自己的努力下，终于取得了定成果。

主要工作及结论熟悉芯片的功能及工作特性，掌握其接口扩展方法。

通过对数据采集的分析，了解了各种传感器放大器及转换器，对信号的转换传输有了更深的认识。

对键盘和显示器进行选型比较，得出各种型号优劣比。

采用面向对象的思想，分层次分模块构建设计的总体框架。

二存在的问题电子电路的设计中对各种影响因素的考虑不够完全，比如在对过电压情况的处理中未作防范措施。

系统设计不够优化，有待改善。

比如系统的超量程和欠量程信号直接由转换器送入报警电路，没有先送入单片机处理后再送入报警电路。

可扩展更多电路，如日历时钟电路通讯接口电路等。

日历时钟电路可以显示购货日期，通讯接口电路可以与上位机机进行通讯，从而将大量的商品数据存于上位机，然后通过串口或并口通讯与电子称相连，达到远距离控制的目的。

对各种实用芯片价格了解不够，选择上任有欠缺，如所选的称重传感器价格较贵，达好几百元。

动手能力不强，电子秤的实物没能最终实现。

这些都是我以后要继续研究的内容。

感想回顾起来整个大四的下半学期都是毕业设计阶段。

刚开始自己感觉电子秤的原理很简单，应该不会费什么功夫就能完成。

因为设计所需的知识点如传感器原理信号放大模数转换单片机原理接口技术等都在大学课程里学过，实际的操作远非理解原理这么简单。

譬如，同样是单片机，型号却有很多种，到底选择哪种，为什么要选择它而它又有什么好处都需要我更深入地了解多种机型及目前的流行趋势，才能做出决定。

又如，运用放大器时，我得根据实际任务要求计算出所需防大的倍数，并要考虑信号的滤波以及电路的功率负载等问题。

认识到这些问题后，我开始不断的出入图书馆查阅课题的相关资料，并充分运用网络这个现代化工具，在各个网站上收集资料。

终于，经过将近个月的努力，我对课题的各个方面都比较熟悉了，形成了自己的设计方案。

以后的工作也就很顺利地按照自己的设计思路完成了。

当然，在具体操作时，也常会碰到各种问题，但我都能通过查资料或向老师请教把问题解决掉，并在解决问题的过程中把细节认识得更清楚，得到更多的设计灵感，使设计也在这过程中不断完善。

不过，这次的毕业设计也有很让我遗憾的地方，那就是最终的电子秤实物并没有试验成功，我在把理论付之实际上还差那么步。

有人问为什么你会想到做这个，这个是怎么做成的简单的问题却包含了我们这三年学习的全部精华。

总的来说，只要积极参与了毕业设计这最后项作业，肯定是收获匪浅。

在毕业设计中，我才发现，三年中我们还有很多东西都不曾了解，有很多东西我们都还没有熟练掌握。

通过毕业设计，使我将这三年所学到的知识得到了系统化贯穿成了条线。

致谢本电子秤的设计工作是在我的导师副教授的精心指导和悉心关怀下完成的，在我的学业和设计工作中无不倾注着导师辛勤的汗水和心血。

导师的严谨治学态度渊博的知识无私的奉献精神使我深受的启迪。

从尊敬的导师身上，我不仅学到了扎实宽广的专业知识，也学到了做人的道理。

在此我要向我的导师致以最衷心的感谢和深深的敬意。

在我的设计论文撰写过程中，老师也提出了宝贵的意见和建议，给了我莫大的帮助，在这里向他们表示深深的感谢。

在多年的学习生活中，还得到了许多学院领导系领导和老师的热情关心和帮助。

最后，向所有关心和帮助过我的领导老师同学和朋友表示由衷的谢意，衷心地感谢在百忙之中评阅我的设计论文和参加答辩的各位老师，黄冠冠二九年六月于南京参考文献马心凯基于的实用电子秤，低压电器，康华光电子技术基础模拟部分高等教育出版社，于敬芬基于和的数据采集系统中国水运学术版，王幸之系列单片机原理及接口技术北京航天航空出版社，康华光电子技术基础数字部分高等教育出版社，王素珍，郑淑芬，周梅称重配料系统传感器电源及放大电路传感器技术，周立功单片机串行接口数码管及键盘管理器件数据手册胡汉才单片机原理及系统设计清华大学出版社，王福瑞集成电路器件大全北京航天航空出版社，夏路易电路原理图与电路板设计教程北京希望电子出版社，附录英文资料附录原理图附录板图附录元器件清单，摘要该设计以系列单片机为控制核心，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，分步的设计各个单元功能模块，系统的硬件部分可以分为最小系统数据采集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和扩展的外部数据存储器数据采集部分由压力传感器信号的前级处理和转换部分组成，包括运算放大器和转换器人机交互界面为键盘输入和点阵式液晶显示，主要使用键盘控制芯片和显示器，可以方便的输入数据和直观的显示中文。

系统电源以和为核心设计电路以提供系统正常工作电源。

软件部分应用单片机语言进行编程，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，重量误差不大于，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。

整个系统