logo资料库

基于单片机的电子秤课程设计.doc

发布时间：2022-06-06 发布人：admin 分类：说明书 资料大小：1.10M 资料格式：doc 举报 版权申诉
第1页 / 共50页
第2页 / 共50页
第3页 / 共50页
第4页 / 共50页
第5页 / 共50页
第6页 / 共50页
第7页 / 共50页
第8页 / 共50页
资料共50页，剩余部分请下载后查看
    摘 要
    ABSTRACT
    第一章 绪论
    1.2 电子秤的组成
    2.1 控制器部分
    2.2 数据采集部分
    2.2.1 传感器的选择
    2.2.2放大电路选择
    2.2.3 A/D转换器的选择
    根据系统的精度要求以及综合的分析其优点和缺点，本设计采用了12位A/D转换器AD574
    2.2.4 键盘处理部分方案论证
    2.3显示电路部分的选择
    2.4超量程报警部分选择
    第三章 硬件电路设计
    3.1 AT89S52的最小系统电路
    3.1.1单片机芯片AT89S52介绍
    3.1.2.单片机管脚说明
    3.1.3 AT89S52的最小系统电路构成
    3.2 电源电路设计
    3.3 数据采集部分电路设计
    3.3.1 传感器和其外围以及放大电路设计
    3.3.2 A/D转换芯片与AT89S52单片机接口电路设计
    3.3.3 测量算法
    3.4显示电路与AT89S52单片机接口电路设计
    3.5键盘电路与AT89S52单片机接口电路设计
    3.6报警电路的设计
    第四章 系统软件设计
    4.1主程序设计
    4.2 子程序设计
    系统子程序主要包括A/D转换启动及数据读取程序设计、键盘输入控制程序设计、显示程序设计、以及
    4.2.1 A/D转换启动及数据读取程序设计
    A/D转换子程序主要是指在系统开始运行时，把称重传感器传递过来的模拟信号转换成数字信号并传递到单片机
    4.2 A/D转换启动及数据读取程序流程图
    4.2.2数制转换子程序设计
    4.2.3显示子程序设计
    4.2.4 键盘扫描子程序的设计
    4.2.5报警子程序的设计
    设计总结
    致 谢
    参考文献
    附 录
    目 录 摘 要 ..........................................................................1 ABSTRACT ....................................................................... 2 1 绪论 .......................................................................... 2 2 系统方案论证与选型 ........................................................6 2.1 控制器部分 ........................................................... 7 2.2 数据采集部分 ........................................................ 7 2.2.1 传感器的选择 ......................................................7 2.2.2 放大电路选择 .....................................................10 2.2.3A/D 转换器的选择 ................................................. 13 2.2.4 键盘处理部分方案论证 ........................................... 14 2.3 显示电路部分的选择 ................................................ 15 2.4 超量程报警部分选择 ................................................ 15 3 硬件电路设计 ...............................................................16 3.1 AT89S52 的最小系统电路 ...........................................17 3.1.1 单片机芯片 AT89S52 介绍 ......................................... 17 3.1.2.单片机管脚说明 ........................................... 18 3.1.3 AT89S52 的最小系统电路构成 .....................................20 3.2 电源电路设计 ....................................................... 20 3.3 数据采集部分电路设计 .............................................21 3.3.1 传感器和其外围以及放大电路设计 ............................... 21 3.3.2 A/D 转换芯片与 AT89S52 单片机接口电路设计 .....................24 3.3.3 测量算法 ....................................................... 27 3.4 显示电路与 AT89S52 单片机接口电路设计 ........................ 27 3.5 键盘电路与 AT89S52 单片机接口电路设计 ........................ 29
    基于单片机的电子秤设计 3.6 报警电路的设计 ..................................................... 31 4 系统软件设计 ...............................................................31 4.1 主程序设计 ...........................................................32 4.2 子程序设计 .......................................................... 33 4.2.1 A/D 转换启动及数据读取程序设计 ................................ 33 4.2.2 数制转换子程序设计 .............................................. 33 4.2.3 显示子程序设计 .................................................. 35 4.2.4 键盘扫描子程序的设计 ........................................... 35 4.2.5 报警子程序的设计 ................................................ 37 设计总结 ...................................................................... 38 致 谢 .........................................................................39 参考文献 ...................................................................... 40 附 录 ...................................................................... 41 1
    基于单片机的电子秤设计 基于单片机的电子秤设计 摘 要 随着微电子技术的应用，市场上使用的传统称重工具已经满足不了人们的要求。 为了改变传统称重工具在使用上存在的问题，在本设计中将智能化、自动化、人性 化用在了电子秤重的控制系统中。本系统主要由单片机来控制，测量物体重量部分 由称重传感器及 A/D 转换器组成，加上显示单元，此电子秤俱备了功能多、性能价 格比高、功耗低、系统设计简单、使用方便直观、速度快、测量准确、自动化程度 高等特点。 本系统以 AT89S52 单片机为主控芯片，外围附以称重电路、显示电路、报警电 路、键盘电路等构成智能称重系统电路板，从而实现自动称重系统的各种控制功能。 可以说,此设计所完成的电子秤很大程度上满足了应用需求。 关键词 SP20C-G501，AT89S52，称重传感器，A/D 转换器，LCD 显示器 1
    基于单片机的电子秤设计 THE ELECTRONIC SCALE DESIGN BASED ON MICROCONTROLLER ABSTRACT With the application of micro-electronics technology, tradition ponderation instrument used in market has been not satisfaction with hunman requirements already. In order to make up for the traditional apparatus shortcoming, we improve the apparatus's control system with intelligence and automation. This system is mainly controlled by microcontroller, the section of height measurement accomplish by supersonic sensor, the section of weight measurement accomplish by weight sensor and A/D transformer, this apparatus have many characteristic such as having more function, consume less energy, small and move easily, low price, measure precisely, the speed is quick, automatic work without people and so on. The system is mainly controlled by the microcontroller AT89S52, the periphery is consist of the circuit of clock and calendar, the circuit of measure height and weight, the circuit of display and print, all of these comprise the circuit board of the intelligent apparatus of height and weight. It can achieve all function of the apparatus. KEYWORDS:SP20C-G501，AT89S52，ponderation –sensor，A / D converter，LCDDisplay 第一章 绪论 1.1 称重技术和衡器的发展 2
    基于单片机的电子秤设计 称重技术自古以来就被人们所重视，作为一种计量手段，广泛应用于工农业、科研、 交通、内外贸易等各个领域，与人民的生活紧密相连。电子秤是电子衡器中的一种，衡 器是国家法定计量器具，是国计民生、国防建设、科学研究、内外贸易不可缺少的计量 设备，衡器产品技术水平的高低，将直接影响各行各业的现代化水平和社会经济效益的 提高。称重装置不仅是提供重量数据的单体仪表，而且作为工业控制系统和商业管理系 统的一个组成部分，推进了工业生产的自动化和管理的现代化，它起到了缩短作业时间、 改善操作条件、降低能源和材料的消耗、提高产品质量以及加强企业管理、改善经营管 理等多方面的作用。称重装置的应用已遍及到国民经济各领域，取得了显著的经济效益。 因此，称重技术的研究和衡器工业的发展各国都非常重视。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。现今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。通过分析近年来电子衡器产品的发展情况 及国内外市场的需求，电子衡器总的发展趋势是小型化、模块化、集成化、智能化；其 技术性能趋向是速率高、准确度高、稳定性高、可靠性高；其功能趋向是称重计量的控 制信息和非控制信息并重的“智能化”功能；其应用性能趋向于综合性和组合性。电子 秤是电子衡器中的一种，衡器是国家法定计量器具，是国计民生、国防建设、科学研究、 内外贸易不可缺少的计量设备，衡器产品技术水平的高低，将直接影响各行各业的现代 化水平和社会经济效益的提高。 1.2 电子秤的组成 1.2.1 电子秤的基本结构 电子秤是利用物体的重力作用来确定物体质量（重量）的测量仪器，也可用来确 定与质量相关的其它量大小、参数、或特性。不管根据什么原理制成的电子秤均由以下 三部分组成： （1）承重、传力复位系统 它是被称物体与转换元件之间的机械、传力复位系统，又称电子秤的秤体，一般 包括接受被称物体载荷的承载器、秤桥结构、吊挂连接部件和限位减振机构等。 3
    基于单片机的电子秤设计 (2)称重传感器 即由非电量（质量或重量）转换成电量的转换元件，它是把支承力变换成电的或 其它形式的适合于计量求值的信号所用的一种辅助手段。 按照称重传感器的结构型式不同，可以分直接位移传感器（电容式、电感式、电 位计式、振弦式、空腔谐振器式等）和应变传感器（电阻应变式、声表面谐振式）或是 利用磁弹性、压电和压阻等物理效应的传感器。 对称重传感器的基本要求是：输出电量与输入重量保持单值对应，并有良好的线 性关系；有较高的灵敏度；对被称物体的状态的影响要小；能在较差的工作条件下工作； 有较好的频响特性；稳定可靠。 (3)测量显示和数据输出的载荷测量装置 即处理称重传感器信号的电子线路（包括放大器、模数转换、电流源或电压源、 调节器、补尝元件、保护线路等）和指示部件（如显示、打印、数据传输和存贮器件等）。 这部分习惯上称载荷测量装置或二次仪表。在数字式的测量电路中，通常包括前置放大、 滤滤、运算、变换、计数、寄存、控制和驱动显示等环节。 1.2.2 电子秤的工作原理 当被称物体放置在秤体的秤台上时，其重量便通过秤体传递到称重传感器，传感 器随之产生力－电效应，将物体的重量转换成与被称物体重量成一定函数关系(一般成 正比关系)的电信号(电压或电流等)。此信号由放大电路进行放大、经滤波后再由模/数 （A/D）器进行转换，数字信号再送到微处器的 CPU 处理，CPU 不断扫描键盘和各种功能 开关，根据键盘输入内容和各种功能开关的状态进行必要的判断、分析、由仪表的软件 来控制各种运算。运算结果送到内存贮器，需要显示时，CPU 发出指令，从内存贮器中 读出送到显示器显示，或送打印机打印。一般地信号的放大、滤波、A/D 转换以及信号 各种运算处理都在仪表中完成。 1.2.3 电子秤的计量性能 电子秤的计量性能涉及的主要技术指标有：量程、分度值、分度数、准确度等级 等。 （1）量程：电子衡器的最大称量 Max，即电子秤在正常工作情况下，所能称量的 最大值。 （2）分度值：电子秤的测量范围被分成若干等份，每份值即为分度值。用 e 或 d 来表示。 4
    基于单片机的电子秤设计 （3）分度数：衡器的测量范围被分成若干等份，总份数即为分度数用 n 表示。 电子衡器的最大称量 Max 可以用总分度数 n 与分度值 d 的乘积来表示，即 Max = n •d （4）准确度等级 国际法制计量组织把电子秤按不同的分度数分成Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四类等级，分别 对应不同准确度的电子秤和分度数 n 的范围，如下表 1-1 所示： 标志及等级 特种准确度 高准确度 电子秤种类 基准衡器 精密衡器 中准确度 商业衡器 分度数范围 n > 100 000 10 000 < n ≤100 1 000 < n ≤ 10 000 000 普通准确度 粗衡器 100 < n ≤1 000 表 1-1 电子秤等级分类 1.3 设计思路 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。 微控制器技术、传感器技术的发展和计算机技术的广泛应用，电子产品的更新速度 达到了日新月异的地步。本系统在设计过程中，除了能实现系统的基本功能外，还增加 了打印和通讯功能，可以实现和其他机器或设备（包括上位PC机和数据存储设备）交换 数据.除此之外，系统的微控制器部分选择了兼容性比较好的AT89系列单片机，在系统 更新换代的时候，只需要增加很少的硬件电路，甚至仅仅删改系统控制程序就能够实现。 5
    基于单片机的电子秤设计 另外由于实际应用当中，称可以有一定量的过载，但不能超出要求的范围，为此我 们还设计了过载提示和声光报警功能。 综上所述,本课题的主要设计思路是：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。单片机经过相应的处理后，得出当前所称物品的重量及总额，然后再显 示出来。此外，还可通过键盘设定所称物品的价格。主要技术指标为：称量范围0～5kg; 分度值0.01kg;精度等级Ⅲ级;电源DC1.5V（一节5号电池供电）。 这种高精度智能电子秤体积小、计量准确、携带方便,集质量称量功能与价格计算 功能于一体,能够满足商业贸易和居民家庭的使用需求。 第二章 系统方案论证与选型 按照本设计功能的要求，系统由 6 个部分组成：控制器部分、测量部分、报警部分、 数据显示部分、键盘部分、和电路电源部分，系统设计总体方案框图如图 2.1 所示。 放大电路 A/D 转换器 语音显示 压 力 传 感 AT89S52 单片机 键盘 LCD 显示 图 2-1 设计思路框图 测量部分是利用称重传感器检测压力信号，得到微弱的电信号（本设计为电压信 号），而后经处理电路（如滤波电路，差动放大电路，）处理后，送 A/D 转换器，将模拟 量转化为数字量输出。控制器部分接受来自 A/D 转换器输出的数字信号，经过复杂的运 算，将数字信号转换为物体的实际重量信号，并将其存储到存储单元中。控制器还可以 6
    分享到：
    赞 收藏

    相关推荐

    资料库

    信息化

    共收录1827份资料，累计6个分类，关注成员有19位，主要包括：管理软件,企业管理,电子商务,其它,IT管理,项目管理

    热门标签

    管理软件 企业管理 电子商务 其它 IT管理 项目管理

    最新资料