基于AT89C51称重系统设计Word文档下载推荐.docx

1、首先，论述了数字电子秤的发展背景和设计方案，接着概述了软件系统和硬件系统的设计，最后的流程给出了电路硬件方面的设计细节。放大滤波电路，信号转换器，信号前级的传感器和电阻应变式传感器这四个部分组成了该系统。单片机在其中发挥重要作用，其完成控制各个部分的协调工作和数据处理工作，利用重量和输出电压的线性关系，建立相关的数学模型，实现重量单位量纲由电压单位量纲代替。一定数量的LED管与矩阵键盘组成人机对话部分，最后通过键盘控制，显示重量及价格相关讯息。关键词关键词汇：单片机；传感器；A/D转换器；信号放大电路；滤波电路AbstractIn recent years, with changes in d

2、emand for electronic weighing products development and domestic and international market, the requirements for electronic weighing biased in favor of intelligent, modular, systematic, miniaturization, integration; rapid, high-precision, high reliability, high stability as its main requirements of te

3、chnical performance indicators; their prices tend to be more affordable; its non-functional requirements and weight measurement control information, control information to coordinate both the intelligence; Finally I must mention is its application performance closer combination and integration of co

4、mprehensive development. So combining the above analysis points, made the design requirements for the realities of development is very meaningful and of value.My point is innovation and AT89S51 microcontroller based electronic weighing equipment for the instructions. First, discusses the development

5、 of digital electronic scales background and design, and then outlines the design of software systems and hardware systems, the final process gives the circuit hardware design details. The system is composed of the amplification and filter circuit, a signal converter, before the signal level of the

6、sensor and the four resistance strain sensor part. SCM play an important role in this, which completes the control and coordination of the various parts of the data processing, the use of a linear relationship between weight and output voltage, the establishment of relevant mathematical models to ac

7、hieve a dimensionless unit of weight is replaced by a voltage dimensionless units. LED tube with a number of interactive matrix keyboard integral part, and finally through the keyboard control, weight and price of the underlying message is displayed.Keywords: SCM；sensor；A/D converter signal；amplific

8、ation circuit ； filter circuit第1章绪论1.1引言近年来，世界各地的工程机械行业像直升机起飞时螺旋桨式的迅猛发展。毋庸置疑，中国也紧跟时代脚步，大力发展本国工业。各种因素和政策也极大地刺激了我国的工程机械行业，使得其发展突飞猛进。随着市场对轻工业的需求扩大，我国的基础轻工业设施也正在不断的完善中，一批与时代并驾齐驱的先进科技系统正在逐步取代落后传统的技术。显而易见，称重系统也不例外。电子技术的快速发展，间接导致了传统的量具如杆秤或盘秤不能满足现代社会对功能，高精度，误差小，智能化，性价比的各项要求。 1970年左右兴起的电子秤，开始在各行各业逐步显现其在精度，速度

9、，操作模式的优越性，大有代替传统量具的趋势。基于AT89S51系统所设计的电子称重装置是一种智能化的现代设备，将数据采集技术，现代传感器技术和计算机技术很好地结合起来，极大地提高了其工作效率。更为优越的是能够有效地消除人为误差，进而满足工业生产控制和法制计量管理的特殊化要求。它可以对对象的价格进行自主设置，并自动显示其应付款项。以满足和解决现实生活中所提出的高精度，连续性，快速同步称量功能，自动化等要求。70年代以后的这段时间里，无论是从品种和规模来看，还是从水平来说，发达国家在电子衡器方面的投入与发展，都达到了较高的水平。持久稳定性，很好的可靠性和高精度性是其在技术水平方面的主要展现。十年以

10、上的使用寿命是称重传感器在正常使用条件下的可靠性体现，仪器一般的故障发生时间（MTBF ）平均是大于2000小时，达到5000小时的也有一些。电子秤在生产过程使用中，由于要求适应各种恶劣的环境（如晃动，高低温，电磁信号干扰，尘埃，可能性爆炸等），就提出了要加强应用技术的开发和误差很小的要求;0.099至0.299基本可以满足精度的要求。现在所用的贸易结算静态秤（如交通汽车衡，交通动态工作衡，交通静态轨道衡，平台秤等）都已经能够做到O， 1，M ，L所规定的3000分度 ，最高能达到6000分度 。一年内不允许超差是其在稳定性方面的硬性要求。生产发展的需要和新科技的应用催化了新品种的产生，其中典

11、型的代表有电脑组合包装秤，高速自动包装秤，非连续自动增量规模秤等。出现的这些自动秤通常为生产所服务，作为生产线的一个部分，亦可同生产机器组合成一个工业设备，该设备通常被认为是机电一体化的。1.2 称重系统的工作原理1 称重器的工作原理放置在预定位置通过秤体传递到负载单元主体（称重传感器）的对象，经过传感器的作用，进而产生力 - 电效应，由无形信号转换成实质电信号。利用力电效应，可以将该物体的重量转化为与被称物体重量成一定函数关系（通常是y=kx，即我们所说的正比关系）的电信号。放大电路放大该信号，接着进行滤波，滤波结束，模拟/数字（A/ D）转换器开始工作，转化后的数字信号被提供给微处理器（一

12、般是单片机）的CPU。CPU通过扫描键盘和各种功能开关来获取必要的讯息，从而进行正确的判断，分析，进而得出输出结果。各种功能的开关状态及相应的各种运算，是由仪表的软件来控制完成的。运算而产生的结果经线路输出传送到内部存储器中，如果响应需要显示，CPU指令就会从内部存储器读出以传到显示器，或发送到打印机。一般情况下这些处理过程都是在仪表中完成的。1 现代电子秤的工作原理大多数厂家生产的电子秤，一般都是由以下几个主要部分构成：称重显示器，接线盒，抗干扰设备，灵敏重量传感器，称重平台等。其响应过程如下：称重平台上因放有目标物理，由于万有引力的作用，弹性部件（传感器）被压缩产生变形，发生形变的电路元件

13、在弹力的作用下产生相应的响应电压，此值遵循万有引力定律（G=mg），即该电压值与物体的重量成正比，最终经放大电路的放大作用转换成数字信号，通过显示设备将物体重量清晰地显现出来。其原理示意图如下：1.3 称重系统的误差来源及改善措施称重系统的误差是对称量结果准确程度的定量描述。称量误差在日常生活中经常会遇到，这不仅损害了用户者的合法权益，而且还会影响称重系统在工作中使用的可靠性。搞清楚称重系统的误差来源对于提高称重设备的精度具有非常重要的意义，弄明白了误差的来源，就会帮助提高设备的工作质量和效率。一般而言，误差源主要有：测量误差（人为因素或者环境因素），仪器本身所带误差。还可将其分成随机的，系统

14、的，重大误差。误差可以被减小，但却不能被消除。所以在现有条件的情况下，只能通过所提供的最大条件将误差减小到最小，从而实现高精度的目的。下面介绍常见的几种误差来源及改进措施：（1）称量误差：形变传感器所导致的线性变化，称重平台的擦靠和零点漂移都会成为其称量误差的直接原因。之所以称重传感器会产生线性变化，主要是受冲击的力度，温差的不停变动，灰尘等的影响，使得传感器的负载与其相应输出电压之间不成线性关系，称重点的误差有时部分较大，可通过线性校正，即分段校准称量设备，这样称量的相对误差会大大降低。零点漂移，大小不同的载荷往复冲击称重设备，会使压力传感器处在非常复杂的情况下，最终导致传感器的触点接触，从

15、而测试产生变化，产生零点漂移，导致误差的发生。摩擦转移的影响，这样的情况下重量不能完全加载到称重传感器，称重传感器输出信号自然就会变小，往往是小称量正常，负载变大后，显示会显著降低。 （2）四角偏载误差：称重设备测试要求负载后，秤台的位置变化容重应该不会造成称重测量结果的改变。因此，误差来自于四个角落部分负荷称重传感器的灵敏度。由于称重传感器的弹性体和电阻应变仪及其相关材料和制造工艺的差异，各压力传感器的绝对灵敏度会有所不同，导致在相同的激励电压条件下，各压力传感器的输出信号会产生差异，于是四角偏载误差就应运而生了。为了减少该误差，设备中的每个传感器的分支都应连接到电位计上，再通过不同电阻分压的不同进而平衡各支路的信号输出。（3）叠重性误差：首先先论述角度差所引起的叠重性误差，当称重传感器的信号通过接线盒称重指示器发送时，如果接收端中电位器的不平衡或者传感器接线盒的某些参数不一致都将导致称重设备的角差，重物在称重台的不同方位就会产生重复性误差，也就是我们所说的叠重性误差。另外下面的情况也会产生类似误差，在相同的负载，相同的环境条件下