简易电子秤论文G题Word文件下载.docx

1、1.2设计要求.12系统方案.12.1电源的论证与选择.12.2电路模块的论证与选择.12.3系统控制模块论证与选择.12.4显示模块论证与选择.23系统理论分析与计算.23.1系统机械结构.23.2应变片直流电桥电路分析.33.3 A/D数模转换的分析.34 系统软件设计.34.1 系统框架图.44.2 程序清单.55 测试方案与测试结果.55.1测试方案.55.1.1硬件测试.55.1.2软件仿真测试.55.1.3硬件软件联调.55.2 测试条件与仪器.55.3测试结果及分析.55.3.1测试数据. . . . . .66结论和总结.6 6.1对设计的小结.66.2设计收获体会.66.3对

2、设计进一步完善的建议.6附录1 源程序.6附录2 电路图.61设计任务与要求1.1设计任务设计并制作一个以电阻应变片为称重传感器的简易电子秤，电子秤的结构如右图所示。如右图所示，铁质悬臂梁固定在支架上，支架高度不大于40cm，支架及秤盘的形状与材质不限。悬臂梁上粘贴电阻应变片作为称重传感器。1.2 设计要求（1）电子秤可以数字显示被称物体的重量，单位克（g）； （2）电子秤称重范围5.00g500g；重量小于50g，称重误差小于0.5g；重量在50g及以上，称重误差小于1g； （3）电子秤可以设置单价（元/克），可计算物品金额并实现金额累加；（4）电子秤具有去皮功能，去皮范围不超过100g；（

3、5） 其他（6） 设计报告 2 系统方案本系统主要由电源模块、电路称重传感模块、系统控制模块、显示模块组成，下面分别论证这几个模块的抉择。 2.1电源的论证与选择方案一：直接使用电池组供电，该电源随着使用电压不稳。方案二：采用开关电源效率高，但是需要购买，且比较贵。方案三：自行设计稳压电源模块给系统各部分供电，由于各稳压芯片不贵，而且电压可调，做好滤波设计，使用效果也不错。综合以上三种方案，选择方案三。2.2电路模块的论证与选择 方案一：直流单臂电桥输出电路，电路中一个应变片参与测量，其精度不高 方案二：如果2个应变片同时参与测量,则称为半桥测量，差动电桥消除了非线性误差,灵敏度比单臂电桥提高

4、了1倍。 方案三：让4个桥臂都由应变片组成,即为全桥测量。全桥电路电压灵敏度为单臂桥的4倍,减小了非线性误差，但操作难度较高。综合以上三种方案，选择方案二。2.3控制系统的论证与选择选用AT89C52单片机， 8位的单片机处理速度有些慢。选用STM32F103ZET6型单片机，该单片机是32位单片机，计算速度快，内部集成A/D转换电路，比较方便。综合以上二种方案，选择方案二。2.4显示模块的论证与选择使用上位机观看数据，需要数据通信设置，比较麻烦。使用1602液晶显示，但是显示的位数有限，只能显示个数字或字符，不能显示汉字。 使用TFT液晶屏显示，能显示汉字和图像，能显示的数据量大。合综以上三

5、种方案，选择方案三。3系统理论分析与计算 3.1系统机械结构 当有重物放在托盘中时，电阻应变片跟随悬臂梁发生形变而产生电阻变化，电桥电路中电压输出因而产生变化，用A/D转化成相应的数据。图23.2应变片直流电桥测量分析图3 采用差动电桥是消除非线性误差影响的有效措施,将2个工作应变片接入电桥的相邻臂,并使它们1个受拉,另1个受压,半桥差动电桥电路的输出电压为差动电桥消除了非线性误差,灵敏度比单臂电桥提高了1倍。电压的计算公式为 ：3.3 A/D数模转换的分析 采用并行转换ADC是一种直接的模数转换方式。由于不用逐次比较，它对N位数据不是转换N次，而是转换一次。这种转换器的结构原理如图。图44

6、系统软件设计 4.1 系统总体框架图 如图4.2 程序清单（见附录）5 测试方案与测试结果 5.1测试方案 1、硬件测试稳压电源的波形测试，比较稳定，符合要求，称重传感系统输出信号基本没有受影响，显示屏显示正常，只要不在电位计盲区。2、 软件仿真测试通过keil5软件在线调试，程序编译正确，执行正常。延时等子程序符合要求。3、硬件软件联调通过串口将程序下载至单片机中，打开单片机电源开关，系统能够较顺利完成基本和发挥部分。5.2测试条件与仪器测试条件：检查多次，仿真电路和硬件电路必须与系统原理图完全相同，并且检查无误，硬件电路保证无虚焊。测试仪器：高精度的数字毫伏表，模拟示波器，数字示波器，数字

7、万用表。5.3测试结果及分析电压值（V）0.1320.1840.2330.2510.3570.3870.391ADC值556155618892779355638994086质量（g）35103253301388432500图 5通过测试 电压值与质量成线性关系，整个系统精度较高，基本满足题目指标要求。6结论和总结 6.1对设计的小结此简易电子秤系统装置，总体结构简洁、大方，底座等材料还属于废品重新利用，符合可持续发展的环保道路，而且其构造稳固，有利于系统性能的发挥。检测出来的数据显示，其总体性能比较好，机械性能不错，如果经济允许，换上更加优质的元器件，其性能会更加完美。6.2设计收获体会通过这次比赛，我们收获匪浅。学到了很多全新的知识，比如A/D数模转换，更加深了解了STM32F103ZET6最小系统板的使用和性能；在制作的过程中遇到了很多困难，但我们相互安慰、鼓励，从不言弃，努力找出原因、突破难点，一步一步走向目的地；最重要的是这四天三夜的奋战曾强了我们的合作精神，促进了我们的友谊！6.3对设计进一步完善的建议1、部分材料可能可以选取更轻便的材料。2、部分结构可以合并到一起，减少工艺结构。3、如果经济允许，可以换上性能更加好的元器件。4、机械结构的构架和稳定性待加强。附录1 源程序附录2 电路图