基于AT89S52单片机的电子称设计.doc

基于AT89S52单片机的电子称设计.doc

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摘要

现代社会的发展对称重技术提出了更高的要求。

目前，台式电了秤在商业贸易中的使用已相当普遍，但存在较大的局限性：

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。

但是在工业测量中还没有让人们期待的电子秤出现。

多年来，人们一直期待测量准确、价格低廉的在工业发展中起到巨大作用的电子秤投放市场。

本课程设计的电子秤以AT89S52单片机为控制核心，利用全桥测量原理，通过对电路输出电压和标准重量的线性关系，建立具体的数学模型，将电压量纲（V）改为重量纲（g）即成为一台原始电子秤。

其中测量电路中最主要的元器件就是电阻应变式传感器。

电阻应变式传感器是称重传感器中应用最多的一种，本设计采用全桥测量电路，使系统产生的误差更小，输出的数据更精确。

而放大器电路采用AD620，其作用就是把传感器输出的微弱的模拟信号进行一定倍数的放大，以满足A/D转换器对输入信号电平的要求。

MAX187A/D转换的作用是把模拟信号转变成数字信号，进行模数转换，然后把数字信号输送到显示电路中去，最后由显示电路显示出测量结果。

电子秤主要由电源、称重传感器、单片机、键盘/开关、12864液晶显示器等部分构成。

主要技术指标为：

称量范围0.01kg—5kg；分度值0.005kg；精度等级m级；电源5v。

仪器的技术指标参考了目前国内市场上使用最多、国内外产量最大的电子衡器的技术指标，其合理性无疑加大了产品投放市场后的竞争能力。

仪器主要功能有去皮、计价、累计、单价设定、过载报警、时间显示等。

关键词：

单片机称重传感器放大器模数转换

Thedesignofmulti-functionalelectronicscale

Abstract

Thedevelopmentofthemodernsocietyhasputforwardhigherrequestonweighingtechnology.Thedesk-topelectronicscaleshavebeengreatapplicationincommercialtrade,buttheyhavemanyshortcomingssuchaslargevolume,highcost,ACsupplypowerandnotcovenincetocarry,sotheyarerestrictedtouse.Theusualportablescalesareleverscaleswhicharemostlyusedbyresidents,andspringbalancewhichmeasurethroughcompressionordrawingofspring.Theyarebeingrejectedfortheirbigmeasuringerrors.Peoplehavebeenexpectingcheapportableelectronicscaleswhichcanmeasureaccuratelyandbecarriedconvenientlyformanyyears.

ThecurriculumdesignofelectronicscalesinordertoAT89S52microcontrollertocontrolthecore,theuseoffull-bridgemeasuringprinciple,throughthecircuitoutputvoltageandthestandardweightofalinearrelationship,theestablishmentofaspecificmathematicalmodel,thedimensionlessvoltage（V）changedtheweightofClass（g）becomeasingleoriginalelectronicscales.Measuringcircuitinwhichthemostsignificantcomponentistheresistancestrainsensor.Resistancestraingaugesensorisasensorinthemostwidelyused,thisdesignusesafull-bridgemeasurementcircuit,sothatsystemtoproduceasmallererror,theoutputofthedatamoreaccurate.TheamplifiercircuitusingAD620,whoseroleistoweakanalogsensoroutputsignalsacertainmultipleoftheamplificationinordertomeettheA/Dconverterinputsignallevelrequirements.MAX187A/Dconversionistheroleoftheanalogsignalsintodigitalsignals,analog-digitalconversion,digitalsignalandthentransmittedtothedisplaycircuitandthere,finallyshownbythedisplaycircuitmeasurementresults.

ElectronicScaleisamajorbythepower,weighingsensor,microcontroller,keyboard/switch12864LCDmonitorsandotherparts.Itstechnicalindictorsinclude10kgmaximalmeasuringrange,10gdivisionvalue,IIIprecision,5Vworkvoltage.Itstechnicalindictorsrefertotheindictorsoftheelectriconicmeasuringtoolsofmostpopularityinthemarketsandoflargeoutputathomeandboard,sotheinstrumentisstrengthenedthecompetitivepowerafterputtingonmarkets.Instrumentmainfunctionsarepeeled,pricing,total,unitpricesetting,overloadalarm,timedisplay,etc.

KeyWords：

SCMWeighingSensorAmplifiersAnalog-digitalconversion

目录

第一章前言 1

1.1课题研究意义 1

1.2国内外研究情况 1

1.3本设计的任务和主要内容 2

第二章方案论证 3

2.1单片机选择 3

2.2显示部分 3

2.3数字时钟 4

2.4放大部分 4

2.5A/D转换器选择 5

2.6压力传感器部分 5

第三章总体方案 7

3.1工作原理 7

3.2系统各模块的最终方案 7

第四章硬件电路的设计 8

4.1单片机控制电路的设计 8

4.2Hl-8传感器的电路设计 9

4.3信号放大电路的设计 13

4.4信号A/D转换器 16

4.5DS1302时钟电路的设计 17

4.6键盘和过量程报警电路设计 18

4.712864液晶显示电路的设计 20

4.8电源电路设计 22

4.9总体工作电路原理图 22

第五章软件的设计 25

5.1软件所实现的功能 25

5.2软件主流程 25

5.3数据采集子程序的设计 27

5.4显示子程序的设计 28

5.5报警子程序的设计 29

5.6软件抗干扰设计 29

第六章调试与分析 31

6.1调试系统简介 31

6.2调试故障及原因分析 31

第七章结论 32

参考文献 33

附录 34

致谢 52

50

第一章前言

1.1课题研究意义

随着经济的发展，出售商品品种的增加，需要称量物品的设备也需要更新换代。

多功能电子秤就是现代生活中应运而生的一种精确、智能、方便、明了、可靠的称量仪器。

它克服了传统的杆秤、盘秤不精确、速度慢、不能计价、易作弊等缺点，在商业领域应用越来越多。

目前，台式电子秤在商业贸易中的使用已相当普遍，但存在较大的局限性：

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。

现有的便携秤为杆秤或以弹簧、拉伸变形来实现计量的弹簧秤，居民用户使用的基本是杆秤。

弹簧盘秤制造工艺要求较高，弹簧的疲劳问题无法彻底解决，一旦超过弹簧弹性限度，弹簧秤就会产生很大误差，以至损坏，影响到称重的准确性和可靠性，只是一种暂时的代用品，也被列入逐渐取消的行列。

多年来，人们一直期待测量准确、携带方便、价格低廉的便携式电子秤投放市场。

基于电子秤的现状，本项目拟研究一种用单片机控制的多功能电子秤设计方案。

这种多功能电子秤体积小、计量准确、携带方便，平且集质量称量功能与价格计算功能以及时间显示于一体，能够满足商业贸易和居民家庭的使用需求。

本系统具有操作简便，误差小，精度高等特点，并可直接数字测量结果。

1.2国内外研究情况

50年代中期电子技术的渗入推动了衡器制造业的发展。

60年代初期出现机电结合式电子衡器以来，经过40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。

我国电子衡器的技术装备和检测试验手段基本达到国际90年代中期的水平。

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；测量特点已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。

但就总体而言，我国电子衡器产品的数量和质量与工业发达国家相比还有较大差距，其主要差距是技术与工艺不够先进、工艺装备与测试仪表老化、开发能力不足、产品的品种规格较少、功能不全、稳定性和可靠性较差等。

物品称量是市场交易中很基本的活动，是商业领域最基本的衡具。

传统的量具是杆称或盘称，2O世纪7O年代开始出现了电子称。

早期的电子称多通过模拟电路实现，随着电子技术的不断发展．数字芯片的价格逐渐下降，模拟控制已逐步被数字控制所替代，电子称的设计模式也大都以微处理器为核心，使精度和可靠性都有了明显得提高。

因为小型商用电子称对适时性要求不高，运算也不太复杂，所以用8位微处理器足可满足要求。

电子称重系统必须将多只传感器的输出进行和算，才能得到完整准确的称重结果。

从2O世纪7O年代的模拟串联和算到8O年代的模拟并联和算，和算技术的发展大幅度降低了电子秤的成本，提高了可靠性和稳定性。

但是，模拟并联和算也存在不足：

如对传感器的一致性要求较高、无法对单个传感器进行检测、电子秤四角偏差调试复杂等。

目前，