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基于单片机的电子秤设计
上海理工大学 王凯
摘要
电子秤集计算机、检测与转换、数字技术以及信息处理等为一体而成的现代测重仪器。
电子秤以单片机为核心控制器，通过称重传感器进行对物体重量信号的检测，检测到的信号进行A/D转换，将重量信号发送到显示电路。添加适当的键盘，设置显示电路。电子称不仅实现高速精测量，更能达到自动测重和数字化显示，广受人们欢迎。
本系统的设计硬件电路：通过 HX711 压力传感器采集物体产生的压力信号，传感器采集到的模拟量信号还需进行进行AD转换，得到的数字量信号传送到单片机STC89S52进行处理显示，采用的显示器是 LCD1602液晶显示器。 关键词：STC89S52单片机；电子秤；压力传感器；HX711。
I
Abstract
Electronic scales set computer, detection and conversion, digital technology and information processing as one made of modern weighing instruments.
Electronic scales microcontroller as the core controller, by weighing the weight of the object detection sensor signal, the signal detected by the A / D conversion, the weight signal is sent to the display circuit. Add the appropriate keyboard, set the display circuit. Electronics not only to achieve high-speed precision measurements, can be better achieved automatically weigh and digital display, widely welcomed by the people.
The system hardware design: The HX711 pressure sensor to collect objects produce a pressure signal, sensor to the analog signal needs to be AD conversion, the digital signal is transmitted to the microcontroller for processing STC89S52 display, the display is used LCD1602 LCD monitor.
Key words：STC89S52 SCMC；Electrnoic Scale；Load sensor; HX711
II
目 录
摘要 ................................................................... I Abstract .............................................................. II 目 录 ................................................................ III 绪论 ....................................................................................................................................... 1
1.1课题研究背景 ................................................... 1 1.2课题研究目的和意义 ............................................. 1 1.3课题研究的主要内容 ............................................. 1 第二章 系统硬件方案设计 ................................................................................................. 2
2.1系统设计方案 ................................................... 2 2.2系统元器件参数 ................................................. 4
2.2.1单片机选型 ............................................... 4 2.2.2传感器选择 ............................................... 5 2.2.4 AD转换芯片选择 .......................................... 7 2.2.5 时钟芯片选择 ............................................. 8
3系统硬件电路设计 ............................................................................................................ 9
3.1系统电源电路设计 ............................................... 9 3.2系统串口电路设计 .............................................. 10 3.3单片机控制电路设计 ............................................ 11 3.4系统显示电路设计 .............................................. 11 3.5超重报警提示电路设计 .......................................... 12 3.6按键输入电路设计 .............................................. 13 3.7系统硬件电路的绘制与PCB制作 .................................. 14
3.7.1 Protel99SE简介 ......................................................................................... 14 3.7.2系统原理图的绘制 .................................................................................... 15
4 系统软件设计 ................................................................................................................. 17
4.1主程序流程图 .................................................. 17 4.2系统显示部分流程图 ............................................ 17 4.3按键检测流程图 ................................................ 18 5 系统整体调试 ................................................................................................................. 19
5.1硬件调试遇到的问题 ............................................ 19 5.2系统实物调试效果图 ............................................ 19 5.3系统设计总结 .................................................. 20 参考文献 ............................................................................................................................. 21 致 谢 ................................................................................................... 错误！未定义书签。 附录 ..................................................................................................................................... 23
附录1系统整体电路图 ............................................................................................. 23 附录2系统设计PCB图 ............................................................................................ 25
III
附录3系统部分源程序 ............................................................. 错误！未定义书签。
IV
绪论
1.1课题研究背景
三国时期便有著名的曹冲称象，可见称重技术历史悠久。重量测量早已在各个领域里应用，如在农业生产上，科技研究上，在交通工具上等等。可以说伴随着人们密切不分的。电子秤作为一种电子衡器，是受到国家重视的一种国家法定计量器具。衡器是我们日常生活帮甚至高科技领域不可缺少的计量设备。计量器具的水平高低，将影响到我国的各个方面，影响社会的经济效益。称重装置还推进了工业方面，如在自动化方面，工业管理方面。有了一个精确，简便的计量仪器，我们可以减少工作时间，工作力度，改善工作方式，降低人力和物力的投入等。在我国国民经济的各个领域都会用到称重工具，取得了非常好的经济效益。
1.2课题研究目的和意义
电子秤相较于机械秤体积更小、重量更轻、结构比较简单、功能性强、维护也更方便，可以称量一些不规则的，环境限制不便于测量的物品。对重量数字化显示方便数据记录及其处理从而实现数据传输达到自动化生产过程的目的，和计算机联网进行各个生产环节的控制从而对提高劳动生产率意义巨大。纵观世界，衡器技术发展经历了约四个阶段，从传统的机械称到机电结合秤，再从对机电结合秤改进后而采用集成电路到现代的基于单片机系统设计的电子秤。国内起初的机电结合型发展为目前的数字智能型，实现了计时、总价、语音报价等等多种功能的汇总。目前电子测重技术有了新的发展：电子称重技术静动态测量的转换；计量方式由模拟到数字的转换；多参数测量得到广泛应用。能实现多功能聚于一身的先进的智能仪器仪表取代了常规的比如根据杠杆原理或弹力系数来测量的老式器具，使得称重实现多功能、高精度自动化控制，并出现了多种多样智能仪器控制系统，从而在科研以及实际应用的自动化程度获得更大提升。
1.3课题研究的主要内容
电子称重原理第一步是将压力传感器采集的物体重量信号转换为电压信号。对其所测得的信号放大，经过放大后的模拟量通过A/D转换的方式转换成数字量，进而将其送入到单片机中，再由单片机处理后由译码显示器而显示其重量。根据需要，系统由三大模块组成，控制器模块、数据采集模块和人机交互液晶显示界面模块。经转换
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