【正文】 摘 要現(xiàn)代社會的發(fā)展對稱重技術提出了更高的要求。目前，臺式電了秤在商業(yè)貿易中的使用已相當普遍，但存在較大的局限性：體積大、成本高、需要工頻交流電源供應、攜帶不便、應用場所受到制約。但是在工業(yè)測量中還沒有讓人們期待的電子秤出現(xiàn)。多年來，人們一直期待測量準確、價格低廉的在工業(yè)發(fā)展中起到巨大作用的電子秤投放市場。本課程設計的電子秤以 AT89S52 單片機為控制核心，利用全橋測量原理，通過對電路輸出電壓和標準重量的線性關系，建立具體的數學模型，將電壓量綱（V）改為重量綱（g）即成為一臺原始電子秤。其中測量電路中最主要的元器件就是電阻應變式傳感器。電阻應變式傳感器是稱重傳感器中應用最多的一種，本設計采用全橋測量電路，使系統(tǒng)產生的誤差更小，輸出的數據更精確。而放大器電路采用AD620，其作用就是把傳感器輸出的微弱的模擬信號進行一定倍數的放大，以滿足A/D轉換器對輸入信號電平的要求。MAX187 A/D轉換的作用是把模擬信號轉變成數字信號，進行模數轉換，然后把數字信號輸送到顯示電路中去，最后由顯示電路顯示出測量結果。 電子秤主要由電源、稱重傳感器、單片機、鍵盤/開關、12864液晶顯示器等部分構成。主要技術指標為：—5kg；；精度等級m級；電源5v。儀器的技術指標參考了目前國內市場上使用最多、國內外產量最大的電子衡器的技術指標，其合理性無疑加大了產品投放市場后的競爭能力。儀器主要功能有去皮、計價、累計、單價設定、過載報警、時間顯示等。 關鍵詞： 單片機 稱重傳感器 放大器 模數轉換 The design of multifunctional electronic scaleAbstractThe development of the modern society has put forward higher request on weighing technology. The desktop electronic scales have been great application in mercial trade, but they have many shortings such as large volume, high cost, AC supply power and not cove nince to carry, so they are restricted to use. The usual portable scales are lever scales which are mostly used by residents, and spring balance which measure through pression or drawing of spring. They are being rejected for their big measuring errors. People have been expecting cheap portable electronic scales which can measure accurately and be carried conveniently for many years.The curriculum design of electronic scales in order to AT89S52 microcontroller to control the core, the use of fullbridge measuring principle, through the circuit output voltage and the standard weight of a linear relationship, the establishment of a specific mathematical model, the dimensionless voltage (V) changed the weight of Class ( g) bee a single original electronic scales. Measuring circuit in which the most significant ponent is the resistance strain sensor. Resistance strain gauge sensor is a sensor in the most widely used, this design uses a fullbridge measurement circuit, so that system to produce a smaller error, the output of the data more accurate. The amplifier circuit using AD620, whose role is to weak analog sensor output signals a certain multiple of the amplification in order to meet the A / D converter input signal level requirements. MAX187 A / D conversion is the role of the analog signals into digital signals, analogdigital conversion, digital signal and then transmitted to the display circuit and there, finally shown by the display circuit measurement results.Electronic Scale is a major by the power, weighing sensor, microcontroller, keyboard / switch 12864 LCD monitors and other parts. Its technical indictors include10kg maximal measuring range,10g division value, III precision, 5V work voltage. Its technical indictors refer to the indictors of the electri conic measuring tools of most popularity in the markets and of large output at home and board, so the instrument is strengthened the petitive power after putting on markets. Instrument main functions are peeled, pricing, total, unit price setting, overload alarm, time display, etc.Key Words： SCM Weighing Sensor Amplifiers Analogdigital conversion目 錄第一章 前 言 1 課題研究意義 1 國內外研究情況 1 本設計的任務和主要內容 2第二章 方案論證 3 3 顯示部分 3 數字時鐘 4 4 A/D轉換器選擇 5 5第三章 總體方案 7 工作原理 7 7第四章 硬件電路的設計 8 8 Hl8傳感器的電路設計 9 信號放大電路的設計 13 信號A/D轉換器 16 DS1302時鐘電路的設計 17 18 12864液晶顯示電路的設計 20 電源電路設計 22 總體工作電路原理圖 22第五章 軟件的設計 25 軟件所實現(xiàn)的功能 25 軟件主流程 25 數據采集子程序的設計 27 顯示子程序的設計 28 報警子程序的設計 29 軟件抗干擾設計 29第六章 調試與分析 31 調試系統(tǒng)簡介 31 調試故障及原因分析 31第七章 結論 32參考文獻 33附錄 34致謝 5251第一章 前 言 課題研究意義 隨著經濟的發(fā)展，出售商品品種的增加，需要稱量物品的設備也需要更新?lián)Q代。多功能電子秤就是現(xiàn)代生活中應運而生的一種精確、智能、方便、明了、可靠的稱量儀器。它克服了傳統(tǒng)的桿秤、盤秤不精確、速度慢、不能計價、易作弊等缺點，在商業(yè)領域應用越來越多。 目前，臺式電子秤在商業(yè)貿易中的使用已相當普遍，但存在較大的局限性：體積大、成本高、需要工頻交流電源供應、攜帶不便、應用場所受到制約。現(xiàn)有的便攜秤為桿秤或以彈簧、拉伸變形來實現(xiàn)計量的彈簧秤，居民用戶使用的基本是桿秤。彈簧盤秤制造工藝要求較高，彈簧的疲勞問題無法徹底解決，一旦超過彈簧彈性限度，彈簧秤就會產生很大誤差，以至損壞，影響到稱重的準確性和可靠性，只是一種暫時的代用品，也被列入逐漸取消的行列。多年來，人們一直期待測量準確、攜帶方便、價格低廉的便攜式電子秤投放市場。基于電子秤的現(xiàn)狀，本項目擬研究一種用單片機控制的多功能電子秤設計方案。這種多功能電子秤體積小、計量準確、攜帶方便，平且集質量稱量功能與價格計算功能以及時間顯示于一體，能夠滿足商業(yè)貿易和居民家庭的使用需求。本系統(tǒng)具有操作簡便，誤差小，精度高等特點，并可直接數字測量結果。 國內外研究情況 50年代中期電子技術的滲入推動了衡器制造業(yè)的發(fā)展。60年代初期出現(xiàn)機電結合式電子衡器以來，經過40多年的不斷改進與完善，我國電子衡器從最初的機電結合型發(fā)展到現(xiàn)在的全電子型和數字智能型。我國電子衡器的技術裝備和檢測試驗手段基本達到國際90年代中期的水平。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字測量發(fā)展；測量特點已從單參數測量向多參數測量發(fā)展，特別是對快速稱重和動態(tài)稱重的研究與應用。但就總體而言，我國電子衡器產品的數量和質量與工業(yè)發(fā)達國家相比還有較大差距，其主要差距是技術與工藝不夠先進、工藝裝備與測試儀表老化、開發(fā)能力不足、產品的品種規(guī)格較少、功能不全、穩(wěn)定性和可靠性較差等。物品稱量是市場交易中很基本的活動，是商業(yè)領域最基本的衡具。傳統(tǒng)的量具是桿稱或盤稱，2O世紀7O年代開始出現(xiàn)了電子稱。早期的電子稱多通過模擬電路實現(xiàn)，隨著電子技術的不斷發(fā)展．數字芯片的價格逐漸下降，模擬控制已逐步被數字控制所替代，電子稱的設計模式也大都以微處理器為核心，使精度和可靠性都有了明顯得提高。因為小型商用電子稱對適時性要求不高，運算也不太復雜，所以用8位微處理器足可滿足要求。 電子稱重系統(tǒng)必須將多只傳感器的輸出進行和算，才能得到完整準確的稱重結果。從2O世紀7O年代的模擬串聯(lián)和算到8O年代的模擬并聯(lián)和算，和算技術的發(fā)展大幅度降低了電子秤的成本，提高了可靠性和穩(wěn)定性。但是，模擬并聯(lián)和算也存在不足：如對傳感器的一致性要求較高、無法對單個傳感器進行檢測、電子秤四角偏差調試復雜等。目前，解決上述問題的最好方法是采用數字和算或數?；旌虾退恪Ｓ捎谛盘柗糯笃鞒杀镜牟粩嘞陆狄约癆／D轉換器性能的大幅度提高，數字和算無論在技術上還是在經濟上都進入了實用階段。 電子秤向提高精度和降低成本方向發(fā)展的趨勢引起了對低成本、高性能模擬信號處理器件需求的增加。目前大多數電子秤是以1:3,000或1:10,000的分辨率輸出最終的稱重值的，這樣的系統(tǒng)一般使用12 bit至14 bit的模數轉換器就很容易滿足要求。然而，高精密檢測的電子秤如果要達到這種分辨率，那么ADC的精度需要接近于20 bit。 本設計的任務和主要內容本設計的主要內容如下：1) 運用電阻應變式傳感器并采用全橋測量電路2) 設計一款電子秤3) 用12864液晶顯示器顯示被稱物體的質量和時間4) 三運放大電路5) A/D轉換電路6) 時間模塊電路第二章 方案論證 方案一 采用常用的89C52控制。技術比較成熟，應用廣泛?，F(xiàn)在的51系列技術硬件發(fā)展的非?？?，出現(xiàn)了許多功能非常強大的單片機，因此使用單片機可以實現(xiàn)要求的基本功能，并且容易操作。 方案二 應用AVR，AVR是一種高性能、低功耗的高性能微處理器，它采用哈佛結構，廢除了復雜指令集計算機追求指令完備的做法；采用精簡指令集計算機，以字作為指令長度單位，將內容豐富的操作數與操作碼安排在一字之中；取指周期短，又可預取指令，實現(xiàn)流水作業(yè)，可高速執(zhí)行指令。AVR單片機資源豐富，性能優(yōu)異，具有良好的抗干擾特性。ATmega16是基于增強的AVR RISC結構的低功耗8 位CMOS微控制器。ATmega16 的數據吞吐率高達1 MIPS/MHz而且AVR 內核具有豐富的指令集和32 個通用工作寄存器。所有的寄存器都直接與算邏單元(ALU) 相連接，使得一條指令可以在一個時鐘周內同時訪問兩個獨立的寄存器。并通過將8 位RISC CPU 與系統(tǒng)內可編程的Flash 集成在一個芯片內， ATmega16 成為一個功能強大的單片機。但對于我們來說編程還是有一定的難度。通過比較采用熟悉89C52，我們選擇方案一。 顯示部分 顯示部分是本次設計不可缺少的一部分，對于能顯示主要數據的有以下兩種方案：方案一：采用1602液晶顯示，1602液晶最多只能顯示162個字符（即32個字符）， 1602液晶模塊內部的字符發(fā)生存儲器（CGROM)已經存儲了160個不同的點陣字符圖形，這些字符有：阿拉伯數字、英文字母的大小寫、常用的符號、日文假名等，和單片機系統(tǒng)的接口簡單可靠，操作方便，和別的液晶顯示器相比其體積小，重量輕和低功耗。不論硬件電路結構或顯示程序都要簡潔得多，且該模塊的價格也略低于相同點陣的圖形液晶模塊。但不能顯示中文，顯示的內容受到一定的限制。方案二：采用12864液晶顯示，1