毕业设计--基于51单片机的电子秤设计.docx

1、基于 51 单片机的电子秤设计The Design of Electronics Based on 51 Single-Chip Microcomputer致谢大学四年，时光如梭，在我即将完成四年学士学习之际，我衷心地感谢导师黄镇海老师在 2014 年 2 月到 6 月给予我的关心、帮助和关怀。黄老师严谨细致的治学态度、执着的求索精神和注重实效的工作态度将使我终生受益匪浅，必将时时激励我在今后的人生道路上奋进拼搏。在毕业设计实物制作的阶段，从未接触过称重传感器的我，可以说是摸索着前进着每一步，是黄镇海老师，带我熟悉了称重传感器和单片机控制，在准备材料的过程中，我学到了很多在学校课堂上所学不到的

2、知识。毕业设计是充满乐趣同时也充满心酸的，刚开始起步的时候， 从焊接电路板，构划原理图都是步履维艰的，是导师孜孜不倦的教诲和指导让我们将脑海中的念头一步步形成了实物，吃苦耐劳，勇于探索，是我在毕业设计中所学到的，也是我最大的收获。在论文撰写过程中，我很感谢黄镇海老师和同学为我提供很多无私的帮助。同时，我要感谢我的父母等亲人，在我近四年的求学生涯中，他们始终支持我， 给予我鼓励和信心，使我的学习和工作得以顺利的完成。最后，向参加我论文评审和答辩的老师和专家们表示感谢。基于 51 单片机的电子秤设计摘要：电子秤称重速度快，精度准，而且受到外界条件的干扰很小，电子秤在工业中能组成一条连续的自动称重系

3、统，所以被应用到各种领域中。例如：超市的称重系统，医院或药店的体重秤。本文介绍的电子秤主要包含单片机控制模块、称重传感器、人机交互模块三个部分组成。其中单片机控制模块采用的是AT89C52 单片机，用于对传感器采集回来的信号进行处理和控制;本次设计的称重传感器为 CZL-A 型号的 10KG 电阻应变式压力传感器。人机交互模块包括液晶显示和键盘模块用于数据的输入和输出。最终完成的电子秤具有称重、超量程报警、去皮、计价等主要功能，精度为 2g，量程为 10KG。本文简要的介绍了如何使用单片机实现电子秤的称重功能，通过 LCD1602 显示物体重量和价格。简要的阐述了C 语言的语法结构和使用，介绍

4、了电子秤的基本原理、系统组成和主要功能。关键词：电子秤；称重传感器；人机交互；单片机中图分类号：TP271IVThe Design of Electronics Based on 51 Single-Chip MicrocomputerAbstract：The electronic scales weighing fast, accurate, able to work in harsh environments, Electronic scale in the industry to form a continuous automatic weighing system,so be appl

5、ied to various fields. For example: Supermarket weighing systems, hospital or pharmacy scales.The electronic scale described by this thesis is containingthreepartsaboutMCUcontrolmodule,weighingsensors,human-computerinteraction module.TheSingle-ChipMicrocomputercontrol module AT89C52 micro controller

6、 is used to process and control the signal from sensor.The Load Cell usingCZL-A resistive strain gauge pressure sensor. HCI module includes a liquid crystal display and keyboard module for inputting and outputting data.The finished electronic scale has features about weighing, over-range alarm, peel

7、ed, pricing, and so on. The accuracy of Electronics is 2g and the range is 10KG. This paper briefly describes how to use Single-Chip Microcomputer to achieve electronic scales weighing functions, through theLCD1602 display object weight and price. Briefly describes the grammatical structure and the

8、using of the C language, the basic principles of electronic scales, system components and major functions.Keywords:electronic scales; weighing sensor; Human-computer interaction; Single-Chip MicrocomputerClassification:TP271目次摘要I目次III1 绪论11.1 课题研究的背景和意义11.2 国内外电子秤发展及成果21.3 本论文的研究内容及结构安排32 系统方案设计42.1

9、 系统总体设计方案比较与论证42.2 硬件的方案设计与选型52.3 具体实施方案简介113 系统硬件设计123.1 基于 51 单片机的主控电路123.2 A/D 转换，放大电路143.3 报警电路153.4 显示电路164 系统软件设计174.1 系统软件程序组成174.2 主程序流程图184.3 子程序流程195 调试225.1 硬件调试225.2 软件调试225.3 实际测试236 总结25参考文献26附件A27附件B28附件C29附件D30作者简介错误！未定义书签。学位论文数据集错误！未定义书签。1 绪论1.1 课题研究的背景和意义1.1.1 研究的背景随着新的计量科学技术在近几年不断

10、的出现，传统机械结构的秤已经逐渐不能满足人们的生活要求而被慢慢淘汰了，比如十几年前常见的磅秤、杆秤，现在已经很少再能见到了。取而代之的则是有着各种形状、操作更加方便，更加人性化，称重更加快速，精准的电子秤。目前电子秤正向着高精度、高稳定性、易于携带的方向发展着，这使得国内外对于高精度，高性能的模拟信号处理器的需求与日俱增。如今，国内外对于电子秤的需求向着小型化、智能化、模块集成化方向发展1。如今，电子衡器的技术性能的趋向是高速率、高可靠性、高准确度、高稳定性2；电子衡器的功能趋向是智能性，对于信息的可控性方向增强；电子衡器的3使用性能则是朝着人性化方向发展 。1.1.2 研究的意义称重技术作为

11、一种重要的测量手段，从古至今一直被人们所重视着，称重技术被普遍应用于社会的各个角落，与我们的日常生活密不可分4 。目前电子衡器中最常见和常用的一种是电子秤，电子秤由于其结构和使用地点的不同可以分为很多种，电子衡器的技术水平高低直接影响着社会的经济效益。电子秤与传统的机械秤相比。主要有以下优点：（1） 电子秤的结构比机械秤简单，体积更小，而且几乎不受安装地点的限制5。（2） 称重传感器可以做成密封型的，是电子秤不易受到腐蚀，能在更加恶劣的环境下工作。（3） 电子秤的称重信号不但可以进行远距离传送，而且可以对数据进行处理， 实现自动化称重。（4） 传感器对数据的反应速度更快，提高了电子秤的称重速度

12、。（5） 由于电子秤没有刀口和刀垫做为支点，所以电子秤的稳定性更加好，减少了使用过程中的磨损，提高了使用寿命。（6） 精度比机械秤更高。由于电子秤存在着上述的种种优点，所以电子秤已经成为了当今衡器发展的9 主流。在许多欧美的先进工业国家里，电子秤已经被普遍的应用在各种领域中， 并几乎取代了机械秤。我国在近 20 年中，电子秤在自动化系统中的运用也编的越来越普遍了，各种电子秤也已经广泛的应用于食品、交通运输、矿山、石油等领域，用于实现自动化的生产（连续称重、自动配料、定值控制），这对产品质7量的提高和生产率的提高有着非常重大的帮助 。1.2 国内外电子秤发展及成果随着新技术的不断发展，电子衡器的

13、技术也在不断的进步着6。从 80 年代以来，电子衡器的技术更新越来越快，几乎每年都有新电子称重技术和新的称重产品出现。平均每 5 年旧一代的称重设备就要被新的所淘汰，新的功能、新的种类都使电子衡器在各种领域不断的发展，变得越来越重要。尤其是在动态称重领域中，出现了许多新的理论和技术，比如迷糊理论应用、动态系统理论分析法等。近几年新的称重传感器也不断的出现，电子秤不再是全部使用电阻应变式传感器了，大量程的电子秤更多的开始使用电容式的称重传感器，而小量程高精度的电子秤则开始使用了音叉振弦式的传感器，电磁力传感器也开始广泛的使用于电子天平中了。日本的新光电子株式会社和大和制衡公司已经开始大规模在电子

14、秤生产中使用振弦式的传感器。但是，由于电阻应变式传感器的技术比较成熟，所以电阻应变式的传感器仍然是当前电子秤的主流传感器。电阻应变式传感器在近几年也有着不小的发展，美国托利都公司推出的新一代电阻应变式传感器已经具有自动补偿和数据传输等功能7。我国在自动衡器方面的技术水平已经和国际相差不大，但在产品的工业设 计、工艺水平和标准化方面和国际的差距还是较大。我们应该对于如何面对世贸组织的要求与国际接轨方面引起足够的重视。我国的传感器制造发展较快，但是在制造用的辅助材料方面国产化较差，电子衡器的发展很受这些因素的影响，所以应该加快材料的国产化。同时，由于使用于复杂环境中（易燃易爆、超低温、超高温）的电

15、子衡器用户量大量增长，我国在这方面也应该加快发展8。电子衡器有以下几个方面的发展趋势：（1） 普遍采用微处理器和专用集成器件，小体积，低功耗，低成本，易形成工业化规模化生产。（2） 称重传感器自动贴片、溅射工艺应用，向电子化自动补偿方向发展。（3） 带计量检定标记的电子衡器正在兴起，使电子衡器的可靠性越来越高。（4） 自动衡器将成为衡器市场的重要组成部分。（5） 在显示技术方面为用户提供数据和图像显示，CRT,LCD 屏幕显示越来越普及。称重传感器的稳定性、准确度和环境适应性不断的增强而价格却在不断地下降8。微电子技术的不断发展使得电子秤的数据处理能力不断增强，同时具有自适应和自诊断功能的电子秤也已问世。在法制计量的管理上，由于新技术的不断进步使得制造商、立法者和用户之间越来越需要相互合作和配合。1.3 本论文的研究内容及结构安排本设计实现的方法是利用应变式电阻压力传感器在受到外力作用时产生差动信号，然后把差动信号通过处理（放大、A/D 转换）后，传入单片机对其进行控制，单片