【毕业论文】基于单片机的电子秤设计的设计与研究word文档（13页）

再则由于系统没有其它高标准要求，又考虑到本设计中程序部分比较大，根据总体方案设计分析，设计这样个简单系统，可以选用带单片机，由于应用程序不大，应用程序直接存储在片内，不用在外部扩展存储器，这样电路也可简化。

公司和都可使用，在这里选用生产系列单片机。

系列与相比有两大优势第，片内存储器采用闪速存储器，使程序写入更加方便第二，提供了更小尺寸芯片，使整个硬件电路体积更小。

此外价格低廉性能比较稳定，具有个位定时计数器个位接器中种，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计量设备，衡器产品技术水平高低，将直接影响各行各业现代化水平和社会经济效益提高。

电子秤是利用物体重力作用来确定物体质量重量测量仪器，也可用来确定与质量相关其它量大小参数或特性。

不管根据什么原理制成电子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机械传力复位系统，又称电子秤秤体，般包括接受被称物体载荷承载器秤桥结构吊挂连接部件和限位减振机构等。

基于单片机电子秤设计称重传感器即由非电量质量或重量转换成电量转换元件，它是把支承力变换成电或其它形式适合于计量求值信号所用种辅助手段。

按照称重传感器结构型式不同，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传感器。

对称重传感器基本要求是输出电量与输入重量保持单值对应，并有良好线性关系有较高灵敏度对被称物体状态影响要小能在较差工作条件下工作有较好频响特性稳定可靠。

测量显示和数据输出载荷测量装置即处理称重传感器信号电子线路包括放大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。

当被称物体放置在秤体秤台上时，其重量便通过秤体传递到称重传感器，传感器随之产生力电效应，将物体重量转换成与被称物体重量成定函数关系般成正比关系电信号电压或电流等。

此信号由放大电路进行放大经滤波后再由模数器进行转换，数字信号再送到微处器处理，不断扫描键盘和各种功能开关，根据键盘输入内容和各种功能开关状态进行必要判断分析由仪表软件来控制各种运算。

运算结果送到内存贮器，需要显示时，发出指令，从内存贮器中读出送到显示器显示，或送打印机打印。

般地信号放大滤波转换以及信号各种运算处理都在仪表中完成。

电子秤计量性能涉及主要技术指标有量程分度值分度数准确度等级等。

量程电子衡器最大称量，即电子秤在正常工作情况下，所能称量最大值。

分度值电子秤测量范围被分成若干等份，每份值即为分度值。

用或来表示。

基于单片机电子秤设计分度数衡器测量范围被分成若干等份，总份数即为分度数用表示。

电子衡器最大称量可以用总分度数与分度值乘积来表示，即准确度等级国际法制计量组织把电子秤按不同分度数分成ⅠⅡⅢⅣ四类等级，分别对应不同准确度电子秤和分度数范围，如下表所示标志及等级电子秤种类分度数范围特种准确度基准衡器高准确度精密衡器中准确度商业衡器普通准确度粗衡器表电子秤等级分类目前，台式电子秤在商业贸易中使用已相当普遍，但存在较大局限性体积大成本高需要工频交流电源供应携带不便应用场所受到制约。

现有便携秤为杆秤或以弹簧拉伸变形来实现计量弹簧秤，居民用户使用基本是杆秤。

弹簧盘秤制造工艺要求较高，弹簧疲劳问题无法彻底解决，旦超过弹簧弹性限度，弹簧秤就会产生很大误差，以至损坏，影响到称重准确性和可靠性，只是种暂时代用品，也被列入逐渐取消行列。

微控制器技术传感器技术发展和计算机技术广泛应用，电子产品更新速度达到了日新月异地步。

本系统在设计过程中，除了能实现系统基本功能外，还增加了打印和通讯功能，可以实现和其他机器或设备包括上位机和数据存储设备交换数据除此之外，系统微控制器部分选择了兼容性比较好系列单片机，在系统更新换代时候，只需要增加很少硬件电路，甚至仅仅删改系统控制程序就能够实现。

基于单片机电子秤设计另外由于实际应用当中，称可以有定量过载，但不能超出要求范围，为此我们还设计了过载提示和声光报警功能。

综上所述，本课题主要设计思路是利用压力传感器采集因压力变化产生电压信号，经过电压放大电路放大，然后再经过模数转换器转换为数字信号，最后把数字信号送入单片机。

单片机经过相应处理后，得出当前所称物品重量及总额，然后再显示出来。

此外，还可通过键盘设定所称物品价格。

主要技术指标为称量范围分度值精度等级Ⅲ级电源节号电池供电。

这种高精度智能电子秤体积小计量准确携带方便，集质量称量功能与价格计算功能于体，能够满足商业贸易和居民家庭使用需求。

按照本设计功能要求，系统由个部分组成控制器部分测量部分报警部分数据显示部分键盘部分和电路电源部分，系统设计总体方案框图如图所示。

图设计思路框图测量部分是利用称重传感器检测压力信号，得到微弱电信号本设计为电压信号，而后经处理电路如滤波电路，差动放大电路，处理后，送转换器，将模拟量转化为数字量输出。

控制器部分接受来自转换器输出数字信号，经过复杂运算，将数字信号转换为物体实际重量信号，并将其存储到存储单元中。

控制器还可以压力传感器转换器放大电路单片机键盘显示语音显示基于单片机电子秤设计通过对扩展控制，对键盘进行扫描，而后通过键盘散转程序，对整个系统进行控制。

数据显示部分根据需要实现显示功能。

控制器部分本设计由于要求必须使用单片机作为系统主控制器，而且以单片机为主控制器设计，可以容易地将计算机技术和测量控制技术结合在起，组成新型只需要改变软件程序就可以更新换代智能化测量控制系统。

这种新型智能仪表在测量过程自动化测量结果数据处理以及功能多样化方面，都取得了巨大进展。

再则由于系统没有其它高标准要求，又考虑到本设计中程序部分比较大，根据总体方案设计分析，设计这样个简单系统，可以选用带单片机，由于应用程序不大，应用程序直接存储在片内，不用在外部扩展存储器，这样电路也可简化。

公司和都可使用，在这里选用生产系列单片机。

系列与相比有两大优势第，片内存储器采用闪速存储器，使程序写入更加方便第二，提供了更小尺寸芯片，使整个硬件电路体积更小。

此外价格低廉性能比较稳定，具有个位定时计数器个位接程信号输出，全部输出于电平兼容。

且双积分型转换器具有很强抗干扰能力。

对正负对称工频干扰信号积分为零，所以对工频干扰抑制能力较强，对高于工频干扰例如噪声电压已有良好滤波作用。

只要干扰电压平均值为零，对输出就不产生影响。

尤其对本系统，缓慢变化压力信号，很容易受到工频信号影响。

基于单片机电子秤设计根据系统精度要求以及综合分析其优点和缺点，本设计采用了位转换器键盘处理部分方案论证由于电子秤需要设置单价十个数字键，还具有确认删除等功能，总共需设置个键包括个复位键。

键盘扩展有使用以下方案采用矩阵式键盘矩阵式键盘特点是把检测线分成两组，组为行线，组列线，按键放在行线和列线交叉点上。

图给出了个矩阵键盘结构键盘接口电路，图中每个按键都通过不同行线和列线与主机相连这。

矩阵式键盘共可以安装个键，但只需要条测试线。

当键盘数量大于时，般都采用矩阵式键盘。

图矩阵式键盘结合本设计实际要求，个按键使用矩阵式键盘，另外个复位键使用式按键实现。

显示电路部分选择数据显示是电子秤项重要功能，是人机交换主要组成部分，它可以将测量电路测得数据经过微处理器处理后直观显示出来。

数据显示部分可以有以下两种方案供选择。

组成有以下两种方案可供选择是数码管显示，二是液晶显示两种选择液晶显示器是种极低功耗显示器，从电子表到计算器，从袖珍时仪表到便基于单片机电子秤设计携式微型计算机以及些文字处理机都广泛利用了液晶显示器。

超量程报警部分选择智能仪器般都具有报警和通讯功能，报警主要用于系统运行出错当测量数据超过仪表量程或者是超过用户设置上下限时为提醒用户而设置。

在本系统中，设置报警目就是在超出电子秤测量范围时，发出声光报警信号，提示用户，防止损坏仪器。

超限报警电路是由单片机口来控制，当称重物体重量超过系统设计所允许重量时，通过程序使单片机值为高电平，从而三极管导通，使蜂鸣器发出报警声，同时使报警灯发光。

第三章硬件电路设计根据设计要求与设计思路，此电路由块按键输入电路时钟电路复位电路显示段码驱动电路显示位码驱动电路位显示器电路蜂鸣器电路。

图硬件电路设计框图单片机个按键输入电路显示器位码驱动电路时钟电路复位电路显示器段码驱动电路位显示器电路蜂鸣器电路基于单片机电子秤设计在本系统中用于称量主要器件是称重传感器次变换元件，称重传感器在受到压力或拉力时会产生电信号，受到不同压力或拉力是产生电信号也随着变化，而且力与电信号关系般为线性关系。

由于称重传感器般输出范围为，对转换或单片机工作参数来说不能使转换和单片机正常工作，所以需要对输出信号进行放大。

由于传感器输出为模拟信号，所以需要对其进行转换为数字信号以便单片机接收。

单片机根据称重传感器输出电信号和速度传感器输出速度信号计算出物体重量。

在本系统中，硬件电路构成主要有以下几部分最小系统构成电源电路数据采集人机交换电路等。

最小系统电路单片机芯片介绍单片机采用系列单片机。

由公司生产是种低功耗高性能位微控制器，具有在系统可编程存储器。

使用公司高密度非易失性存储器技术制造，与工业产品指令和引脚完全兼容。

在单芯片上，拥有灵巧位和在线系统可编程，使得为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活有效解决方案。

具有以下标准功能字节，字节，位口线，看门狗定时器，个数据指针，三个位定时器计数器，个向量级中断结构，全双工串行口，片内晶振及时