【正文】 1 基于 STC89S52 單片機的 電子秤 系統(tǒng)設計 摘要 電子秤是將檢測與轉換技術、計算機技術、信息處理、數(shù)字技術等技術綜合一體的現(xiàn)代新型稱重儀器。它與我們?nèi)粘Ｉ罹o密結合 息息相關。 電子稱主要以單片機作為中心控制單元，通過稱重傳感器進行模數(shù)轉換單元，在配以鍵盤、顯示電路及強大軟件來組成。電子稱不但計量準確、快速方便，更重要的自動稱重、數(shù)字顯示，對人們生活的影響越來越大 ，廣 受歡迎。 本系統(tǒng) 的設計主要從硬件電路設計，軟件編程調(diào)試，實物焊接調(diào)試三部分進行詳細闡述 。 硬件電路主要是基于單片機 STC89S52 為核心的控制單 元實現(xiàn)數(shù)據(jù)的處理，采用壓力傳感器對數(shù)據(jù)進行采集，電子秤專用 24 位 AD 轉換芯片 HX711對傳感器采集到的模擬量進行 AD 轉換，轉換后的數(shù)據(jù)送到單片機進行處理顯示 ，數(shù)據(jù)顯示由 LCD1602 液晶實現(xiàn)，液晶顯示效果穩(wěn)定無閃爍 。 關鍵字 ： STC89S52單片機； 電子秤 ； 壓力傳感器 ； HX711。 2 Electrnoic Scale Design Based on MCU Abstract Intelligent electronic scale is the detection and conversion technology, puter technology, information processing, digital technology, an integrated modern technology of new weighing equipment. Ectronic scale takes SCM as its central controling unit,and achieves AD transform through weighting transducer,then adds keybord,display circuit and powerful softerwear. It is not only accurate,swift,and convenient, but also makes an important effect to people’s life by its automatic weightment and digital display, so it bees more and more popular. The design of this system gives its eleboration from 3 parts: Hardwear circuit design,softwear programme debugging and entity weld debugging. Hardwear circuit reaches data processing by the controling unit which based on STC89S52， and gathers data by weighting transducer,then makes AD transform by HX711 to the data gathered, and the transformed data then transferred to STC for display prosessing, at last LCD1602 would show it out steadily without twinkling Key words： STC89S52 SCMC； Electrnoic Scale； Load sensor。 HX711基于單片機的電子秤系統(tǒng)設計 3 1 緒論 .............................................................. 5 2 系統(tǒng)硬件方案設計 ................................................. 7 系統(tǒng)總體設計方案比較與論證 .................................... 7 系統(tǒng)元器件選型及器件參數(shù)介紹 ................................. 10 單片機選型 ............................................... 10 傳感器選擇 ............................................... 11 顯示器選擇 ............................................... 13 AD 轉換芯片選擇 .......................................... 14 時鐘芯片選擇 ............................................. 16 3 系統(tǒng)硬件電路設計 ................................................. 18 系統(tǒng)電源電路設計 ............................................. 18 系統(tǒng)串口程序下載電路設計 ..................................... 19 單片機控制電路設計 ........................................... 20 系統(tǒng)顯示電路設計 ............................................. 21 超重報警提示電路設計 ......................................... 22 按鍵輸入電路設計 ............................................. 22 系統(tǒng)硬件電路的繪制與 PCB 制作 ................................. 24 Protel99SE 軟件介紹 ...................................... 24 系統(tǒng)原理圖與 PCB 的繪制 ................................... 24 4 系統(tǒng)軟件設計 .................................................... 27 系統(tǒng)主程序軟件流程圖 ......................................... 27 系統(tǒng)顯示部分流程圖 ........................................... 28 系統(tǒng)按鍵檢測部分流程圖 ....................................... 29 5 系統(tǒng)整體調(diào)試 .................................................... 30 硬件電路調(diào)試中遇到的問題 ..................................... 30 系統(tǒng)實物調(diào)試效果 圖 ........................................... 30 系統(tǒng)設計總結 ................................................. 31 參考文獻 .......................................................... 32 附錄 .............................................................. 33 基于單片機的電子秤系統(tǒng)設計 4 附錄 1 系統(tǒng)整體電路圖 ............................................ 33 附錄 2 系統(tǒng)設計 PCB 圖 ............................................ 34 附錄 3 系統(tǒng)部分源程序 ............................................ 35 致 謝 ............................................................. 40 基于單片機的電子秤系統(tǒng)設計 5 1 緒論 稱重技術自古以來就被人們所重視，作為一種計量手段，廣泛應用于工農(nóng)業(yè)、科研、交通、內(nèi)外貿(mào)易等各個領域，與人民的生活緊密相連。電子秤是電子衡器中的一種，衡器是國家法定計量器具，是國計民生、國防建設、科學研究、內(nèi)外貿(mào)易不可缺少的計量設備，衡器產(chǎn)品技術水平的高低，將直接影響各行各業(yè)的現(xiàn)代化水平和社會經(jīng)濟效益的提高。稱重裝置不僅是提供重量數(shù)據(jù)的單體儀表，而且作 為工業(yè)控制系統(tǒng)和商業(yè)管理系統(tǒng)的一個組成部分，推進了工業(yè)生產(chǎn)的自動化和管理的現(xiàn)代化，它起到了縮短作業(yè)時間、改善操作條件、降低能源和材料的消耗、提高產(chǎn)品質量以及加強企業(yè)管理、改善經(jīng)營管理等多方面的作用。稱重裝置的應用已遍及到國民經(jīng)濟各領域，取得了顯著的經(jīng)濟效益。 電子秤是稱重技術中的一種新型儀表，廣泛應用于各種場合。電子秤與機械秤比較有體積小、重量輕、結構簡單、價格低、實用價值強、維護方便等特點，可在各種環(huán)境工作，重量信號可遠傳，易于實現(xiàn) 重量顯示數(shù)字化，易于與計算機聯(lián)網(wǎng)，實現(xiàn)生產(chǎn)過程自動化，提高勞動生產(chǎn)率。 從世 界水平看，衡器技術已經(jīng)經(jīng)歷了四個階段，從傳統(tǒng)的全部由機械元器件組成的機械稱到用電子線路代替部分機械元器件的機電結合秤，再從集成電路式到目前的單片機系統(tǒng)設計的電子計價秤。我國電子衡器從最初的機電結合型發(fā)展到現(xiàn)在的全電子型和數(shù)字智能型。現(xiàn)今電子衡器制造技術及應用得到了新發(fā)展：電子稱重技術從靜態(tài)稱重向動態(tài)稱重發(fā)展；計量方法從模擬測量向數(shù)字測量發(fā)展；測量特點從單參數(shù)測量向多參數(shù)測量發(fā)展。 常規(guī)的測試儀器儀表和控制裝置被更先進的智能儀器所取代，使得傳統(tǒng)的電子測量儀器在遠離、功能、精度及自動化水平定方面發(fā)生了巨大變化，并 相應的出現(xiàn)了各種各樣的智能儀器控制系統(tǒng)，使得科學實驗和應用工程的自動化程度得以顯著提高。 電子稱重的實現(xiàn) 首先是通過壓力傳感器采集到被測物體的重量并將其轉換成電壓信號。輸出電壓信號通常很小，需要通過前端信號處理電路進行準確的線性放大。放大后的模擬電壓信號經(jīng) A/D 轉換電路轉換成數(shù)字量被送入到主控電路的單片機中，再經(jīng)過單片機控制譯碼顯示器，從而顯示出被測物體的重量。按照設計的基本要求，系統(tǒng)可分為三大模塊，數(shù)據(jù)采集模塊、控制器模塊、人機交互 液晶顯示 界面模塊。其中數(shù)據(jù)采集模塊由壓力傳感器、信號的前級處理和 A/D轉換部 分組成。轉換后的數(shù)字信號送給控制器處理，由控制器完成對該數(shù)字量的基于單片機的電子秤系統(tǒng)設計 6 處理，驅動顯示模塊完成人機間的信息交換。此部分對軟件的設計要求比較高，系統(tǒng)的大部分功能都需要軟件來控制。在擴展功能上，本設計增加了一個過載報警提示 功能和電子日歷功能使本電子稱的設計更人性化智能化。 基于單片機的電子秤系統(tǒng)設計 7 2 系統(tǒng)硬件方案設計 系統(tǒng)總體設計方案比較與論證 在設計系統(tǒng)時，針對各個模塊實現(xiàn)的功能來設計電子秤的方案有以下幾種： 方案一 數(shù)碼管顯示： 圖 1 數(shù)碼管顯示方案 此方案利用數(shù)碼管顯示物體重量，簡單可行，可以采用內(nèi)部帶有 模數(shù) 轉換功能的單片機。 由此 設計出的電子秤系統(tǒng)，硬件部分簡單，接口電路易于實現(xiàn)，并且在編程時大大減少程序量，在電路結構上只有簡單的輸出輸入關系。缺點是：硬件部分簡單，雖然可以實現(xiàn)電子 稱 基本的稱重功能，但是不能實現(xiàn)外部數(shù)據(jù)的輸入，無法根據(jù)實際情況靈活地設定各種控制參數(shù)。由于數(shù)碼管只能實現(xiàn)簡單的數(shù)字和英文字符的顯示，不能顯示漢字以及其他的復雜字符，不能達到顯示購物清單的要求。又因為采用了具有模數(shù)轉換功能的 單片機，系統(tǒng)電路過于簡單，系統(tǒng)硬件的擴展必受到限制，電子秤的功能過于單一，達不到設計的標準。 方案二 在前一種方案的基礎上進行擴展，增加一鍵盤輸入裝置，增加外界對單片機內(nèi)部的數(shù)據(jù)設定，使電子 稱 實現(xiàn)稱重計價的功能。 結構簡圖如圖 2 所示 ： 圖 2 帶有鍵盤輸入的結構簡圖 數(shù)據(jù)采集 AD 轉換 單片機處理 LED 顯示 按鍵處理 數(shù)據(jù)采集 AD 轉換 單片機處理 LED 顯示 基于單片機的電子秤系統(tǒng)設計 8 此方案設計的電子秤，可以實現(xiàn)稱物計價功能，但是局限于數(shù)碼管的功能，在顯示時只能顯示單價、購物總額以及簡單的貨物代碼等。在顯示重量時，如果數(shù)碼管沒有足夠的位數(shù)，那么稱量物體 重量的精度必受到限制，所以此方案需要較多的數(shù)碼管接入電路中。這樣在處理輸入輸出接口時需要另行擴展足夠多的