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基于单片机的多功能电子秤设计

时间:2018-10-11   作者:yingpai2017 点击:
电子秤已经逐渐成为我们生活中不可缺少的称重工具,相对于传统秤杆来说,它是将计算机技术、信息处理、数字技术等技术综合一体的现代新型称重仪器。在我们的日常生活中,电子秤已经逐渐成为一种简便、快速、称量精准的器材 , 目前它遍及于各种场合,例如各式各样的贸易、商品生厂、集贸市场、大型商场、零售业和超市等。该系统的设计实现了自动称重、数据处理等功能。对相应的单片机进行处理后 , 得到当前项的权值和总数 , 然后显示。下面设计一个简易的电子秤,其功能是当压力传感器上放上被测物体时,实时通过传感器和单片机在 LCD 屏幕上显示物体的重量参数。
 
1 参考文献概述
 
1.1 课题背景
 
电子秤作为一种测量手段 , 从古代到现在已广泛应用于人们生活的各个领域 , 与人们的生活息息相关。同时,由于它的种类繁多,它的发展关乎到广大消费者的权益,所以各个国家对电子技术的发展十分重视。衡量器作为国家法定计量器具体的一种 , 往大的角度说 , 其影响到了我们边防安全、科学发展、国际贸易 ; 从小的方面来讲 , 我们的日常生活称重等等。如今 , 电子秤和传统的秤杆相比较作为称重技术中的一种新研究的仪器 , 电子秤具有方便携带和小巧、结构层次简单、价钱低廉并且实用性更强 , 方便在实际生活中修理维护的特点。多功能电子秤是,它的出现就是为了迎合现在市场的一种新的需求而生的。
 
1.2 电子秤的发展情况
 
目前,我国的电子称重技术不限于静态固定不动的物体称量, 现已经完成向动态称量发展。为满足现代化发展 , 计量的方法已向数字测量方向发。从目前的发展来分析,与发达国家的技术水平做比较 , 中国电子衡器产品的和种类还处于劣势状态,掌握不了主动权,其主要的差距还是取决于我们的生产力水平不够高 , 相应的发展与创新能力低 , 产品的质量不够高。
 
1.3研究目的
 
从古代的曹冲称象到现在的微型电子秤,称重一直被人们所重视,在当今时代它更是作为一种计量和交易手段普遍的应用于各个领域,随着微电子技术的不断发展和成熟,传统的秤杆已经逐渐落伍解决不了人们的日常所需,所以用微电子秤代替机械和人力称是未来人们生活中的必然发展趋势。
 
2 系统的硬件设计
 
2.1 单片机的选择
 
为了达到实际设计中的方方面面要求 , 我们需要多重慎重选择单片机,由于本次设计的要求比较完善 , 要求单片机具有相对较大的储蓄空间,为了在实际运用中能够实现高效快捷 , 其各方面的数据也要更加精确。最后 , 综合各方面数据和性能,我们选择的主控芯片是 STC89C52。电子秤的控制功能由 STC89C52 单片机基本实现。整个电路体系可以分两种,第一种为最小系统,最小系统部份主要包括经典复位电路和 STC90C52 单片机。第二种为数据采集,其中称重传感器、信号放大和 A/D 转换部分组成了数据采集,专用型高精度 24 位 AD 转换芯片 HX711 实现了该电路的信号放大和 A/D 转换。
 
2.2 压力传感器
 
传感器的选择对于电子秤的称重功能的实现具有重要意义,我们可以根据实际情况来选择传感器的量程,它与砝码的大小、称本身的重量和外界环境等多方面原因有关。本次设计量程为 0-10Kg。综上考虑 , 采用电阻应变片式传感器。称重传感器由组合式悬臂梁结构及亚克力支架组成带有过载保护装置。
2.3 A/D 转换器
 
A/D 转换的选择:模数转换器即 A/D 转换器,该电子元件将模拟信号转变为数字信号。通常的模数转换器是将一个输入电压信号转换为一个输出的数字信号。在实际的测量和控制系统的检测到的是压力、数值都连续变化的物理量 , 这种连续变化的物理量称之为模拟量 , 与此对应的电信号是模拟电信号。模拟量要输入到单片机中进行处理 , 首先要经过模拟量到数字量的转换 , 单片机才能接收、处理。实现模 / 数转换的部件称 A/D 转换器。本次课设选择 HX711, 这类型的 A/D 转换器除了转换速度快 ( 几十至几百 us)、分辨率高外 , 还有价钱便宜的优点 , 普遍被应用于微电脑的接口设计上。
 
系统 A/D 转换芯片 HX711:我们在系统 A/D 转换芯片中选用了 HX711。它是一个 24 位 A/D 转换器芯片,具有精度高、反应速度快、抗干扰性强等优点,由于它的内部含有一个放大处理模块和含有可调节的信号处理模块,从而凸显出它功能的强大。HX711 内部提供稳压电源,直接向外部的 A/D 和传感器提供电源。
 
2.4 系统显示 LCD
 
本次设计采用 1602LCD 液晶显示器。该显示器的结构是在一个液晶显示器的晶体放在在两个平行玻璃上,大量垂直和水平线的小电线在两片玻璃中间,我们通过是否通电来控制液晶分子,使其改变方向,并将光向折射出来产生数字。
 
3 结语
 
本次设计的要求是设计一个电子秤 , 利用压力传感器采集因压力变化产生的电压信号 , 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。我们不单单要以单片机作为核心,而且还要运用所学知识,完成由压力传感器和显示器共同实现对物体质量的测量显示功能 , 最小分辨率 1 克。
 
 
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