【正文】 儔楝庵 儔楝庵 目 錄 前 言 儔楝庵 ..................................... 1 1 整體設(shè)計方案 儔楝庵 ............................. 2 稱重技術(shù)和衡器的發(fā)展 儔楝庵 ....................... 2 電子秤的組成 儔楝庵 .............................. 3 電子秤的基本結(jié)構(gòu) 儔楝庵 ......................................................................... 3 電子秤的工作原理 儔楝庵 ......................................................................... 3 電子秤的計量性能 儔楝庵 ......................................................................... 3 電子秤的整體方案框圖 儔楝庵 ....................... 4 2 器件的選擇 儔楝庵 ............................... 6 傳感器的選擇 儔楝庵 .............................. 6 A/D 轉(zhuǎn)換器的選擇 儔楝庵 ........................... 8 CPU 的選擇方案 儔楝庵 ............................. 9 鍵盤的選擇 儔楝庵 ................................ 9 顯示器部分的選擇 儔楝庵 ......................... 10 3 硬件電路的設(shè)計 儔楝庵 .......................... 11 傳感器電路設(shè)計 儔楝庵 ........................... 11 傳感器的定義 儔楝庵 .............................................................................. 11 壓力傳感器 儔楝庵 ................................................................................. 12 放大和 A/D轉(zhuǎn)換電路設(shè)計 儔楝庵 .................... 12 HX711 的介紹和引腳 儔楝庵 ................................................................... 12 A/D 電路的電路圖 儔楝庵 ........................................................................ 15 單片機控制電路 儔楝庵 ........................... 15 STC89C52RC 的介紹 儔楝庵 .................................................................... 16 單片機最小系統(tǒng) 儔楝庵 .......................................................................... 18 液晶屏顯示電路 儔楝庵 ........................... 19 矩陣鍵盤電路 儔楝庵 ............................. 20 儔楝庵 儔楝庵 聲光報警電路 儔楝庵 ............................. 20 電源電路 儔楝庵 ................................. 21 4 軟件電路的設(shè)計 儔楝庵 .......................... 22 系統(tǒng)的應(yīng)用軟件組成 儔楝庵 ........................ 22 系統(tǒng)的主程序設(shè)計 儔楝庵 ......................... 23 按鍵電路程序設(shè)計 儔楝庵 ......................... 24 顯示屏的顯示程序設(shè)計 儔楝庵 ...................... 24 5 安裝與調(diào)試 儔楝庵 .............................. 25 硬件的調(diào)試 儔楝庵 ............................... 25 軟件的調(diào)試 儔楝庵 ............................... 26 綜合調(diào)試 儔楝庵 ................................. 27 運行和使用 儔楝庵 ............................... 27 總 結(jié) 儔楝庵 .................................... 31 參考文獻(xiàn) 儔楝庵 .................................. 32 附 錄 儔楝庵 .................................... 33 儔楝庵電氣工程及其自動化專業(yè)畢業(yè)設(shè)計 儔楝庵 1 儔楝庵 前 言 儔楝庵 當(dāng)今物質(zhì)生活的不斷提高和科技的不斷迅猛發(fā)展，人們越來越注重使用一些更加簡單方便并能快速識別的稱量工具，來測量物品的重量。隨著電子科學(xué)和稱重技術(shù)的發(fā)展和 社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度不斷加快，需要稱重物品也越來越多樣化，人們對稱重工具的要求也在不斷地提高，要求稱重能夠更加自動、智能、動態(tài)、精確。 原先的杠桿秤、臺秤、磅秤等均無法滿足現(xiàn)代稱量的要求，但是基于單片機的電子秤卻能很好的滿足這些要求。 設(shè)計基于單片機設(shè)計的電子秤，目的是能夠設(shè)計稱重更加精確使用更加便捷的稱量衡器。該設(shè)計 采用單片微控制器設(shè)計， 安全和可靠系數(shù)更高稱量更加準(zhǔn)確。該設(shè)計的各個部分為整體方案的設(shè)計、元器件的選擇、電子秤硬件電路的設(shè)計、軟件電路的設(shè)計、系統(tǒng)的檢測與調(diào)試。本文著重介紹了硬件電路設(shè)計及軟件程序控制，全面介紹了所用到的元件和元件的參數(shù)。 儔楝庵 儔楝庵 儔楝庵 儔楝庵 儔楝庵 儔楝庵 儔楝庵 儔楝庵 儔楝庵 儔楝庵 儔楝庵 儔楝庵 儔楝庵 儔楝庵 儔楝庵 儔楝庵 儔楝庵 儔楝庵 儔楝庵 儔楝庵 儔楝庵 儔楝庵 儔楝庵 儔楝庵 電氣工程及其自動化專業(yè)畢業(yè)設(shè)計 儔楝庵 2 儔楝庵 1 整體設(shè)計方案 儔楝庵 稱重技術(shù)和衡器的發(fā)展 儔楝庵 稱重技術(shù)自遠(yuǎn)古時代就作為一種計量方法，運用在經(jīng) 濟(jì)、生活的各個領(lǐng)域，和人們生產(chǎn)生活緊密相連。衡器是作為一種國家規(guī)定的計量工具存在于社會生活中各個領(lǐng)域中的，它的制造水平高低，影響著整個國家的現(xiàn)代化和社會經(jīng)濟(jì)效益的提高。 儔楝庵 電子秤的發(fā)展也與其他工具的發(fā)展相通也經(jīng)歷一個普遍的發(fā)展過程。從早期的機械功能單一到系統(tǒng)功能完善。特別是在過去的 30 幾年中，電子秤的發(fā)展進(jìn)入一個飛速發(fā)展的階段。對過程稱重，材料定量和監(jiān)測的質(zhì)量等一系列環(huán)節(jié)，電子秤有著不可忽視重要作用。電子秤不僅僅提供稱重信號質(zhì)量，也可以作為一個整體的系統(tǒng)控制和監(jiān)測單元發(fā)送信號成為一個獨立的單元存在。因此 生產(chǎn)的自動化和合理化，貿(mào)易的流通等社會環(huán)節(jié)都離不開電子秤。 儔楝庵 國際范圍內(nèi)，發(fā)達(dá)國家電子稱重已經(jīng)到了很高水準(zhǔn)。國外的電子稱產(chǎn)品的類別和構(gòu)造在不斷更新，功能的應(yīng)用范圍也在變的更廣。在上個世紀(jì)六七十年代中期，美國等一些西歐國家就對本國的四分之三的機械秤進(jìn)行了機電結(jié)合改造。再經(jīng)過許多年的發(fā)展和改造，國際上的稱重技術(shù)已經(jīng)達(dá)到了一個相當(dāng)高度。 儔楝庵 國內(nèi)的電子秤稱重技術(shù)現(xiàn)在已基本追趕到上世紀(jì)九十年代的腳步。少數(shù)國產(chǎn)的設(shè)備性能已經(jīng)處于世界領(lǐng)先。自五十年代電子技術(shù)進(jìn)入稱重設(shè)備領(lǐng)域，六十年代初期就出現(xiàn)了機電結(jié)合稱重設(shè)備。 當(dāng)今我國電子稱重設(shè)備經(jīng)過四十多年發(fā)展有了一個質(zhì)的突破。國內(nèi)的科研人員正加緊腳步趕超世界先進(jìn)水平。 儔楝庵 現(xiàn)代社會中電子稱重設(shè)備在系統(tǒng)中的理數(shù)據(jù)、過程控制都必不可少?，F(xiàn)代稱重技術(shù)和數(shù)據(jù)系統(tǒng)的電子秤已經(jīng)成為各個領(lǐng)域一項重要的組成成分，今年來稱重傳感器在不斷突破，為電子秤的研發(fā)打下堅實的其礎(chǔ)。各個國家對稱重技術(shù)的攻堅都是十分重視的。稱重技術(shù)上的突破將帶領(lǐng)一個國家邁入世界先進(jìn)國家的行列。 儔楝庵 研究稱重設(shè)備的發(fā)展情況和市場的需要，稱重裝置的未來方向是向模塊智能方向發(fā)展的。其技術(shù)性能的趨向是快準(zhǔn)穩(wěn)的方向。未來的電子稱 重設(shè)備的發(fā)展將會越來與迅速，稱重技術(shù)會得到更廣泛的應(yīng)用。 儔楝庵 電氣工程及其自動化專業(yè)畢業(yè)設(shè)計 儔楝庵 3 儔楝庵 電子秤的組成 儔楝庵 電子秤的基本結(jié)構(gòu) 儔楝庵 秤的基本原理是在荷載的重力作用下來確定其質(zhì)量的裝置。電子秤的組成都是由幾個共通的構(gòu)件。 儔楝庵 1． 承重、傳力復(fù)位系統(tǒng) 儔楝庵 電子秤的主體框架。包括著托撐、秤身、緩沖保護(hù)等構(gòu)件。 儔楝庵 2．壓力傳感器 儔楝庵 它是一種相當(dāng)于感官的的感受轉(zhuǎn)換裝置。能夠?qū)⒏惺艿降暮奢d變化成其他易于運算傳輸?shù)男盘枺珉娦盘柕取?儔楝庵 3． 控制和計算處理的微處理器。 儔楝庵 就是處理傳感器產(chǎn)生的電信號的線路模 塊（數(shù)模轉(zhuǎn)換、電流電壓源、調(diào)節(jié)器、補嘗、保護(hù)）它是荷載的測量裝置或稱二次儀表。數(shù)字化電路，其主要環(huán)節(jié)主要有放大、運算、轉(zhuǎn)化、寄存、驅(qū)動顯示等。 儔楝庵 4．顯示和測試輸出的載荷裝置。 儔楝庵 外部顯示裝置（顯示屏、打印器件、數(shù)據(jù)傳輸存貯裝置將數(shù)據(jù)體現(xiàn)出來的外設(shè)）。 儔楝庵 電子秤的工作原理 儔楝庵 荷載放在電子秤的稱臺后，由傳感器產(chǎn)生相應(yīng)的壓電效應(yīng)，被測物體的質(zhì)量會轉(zhuǎn)換為一般與自身呈正比例關(guān)系的電信號。但是產(chǎn)生的電壓信號是比較微弱的，必須通過放大，濾波等，輸出相對應(yīng)模擬信號。模擬信號不便被程序系統(tǒng)所識別 ，所以要進(jìn)行轉(zhuǎn)換，變?yōu)閿?shù)字信號。隨后把這個模擬的信號量傳到轉(zhuǎn)換器，經(jīng)過內(nèi)部的電路系統(tǒng)處理將信號數(shù)字化。數(shù)字量會被送到 單片機主控制器進(jìn)行內(nèi)部 處理。在處理的過程中， 單片機將 不斷循環(huán)掃描，根據(jù)鍵盤輸入開關(guān)狀態(tài)和內(nèi)部程序儲存 ,數(shù)字信息將會在單片機內(nèi)部 進(jìn)行判斷、分析，運算生成的數(shù)據(jù)將被送到內(nèi)貯存器。當(dāng)需要顯示時貯存器中的數(shù)據(jù)將被重新讀出并傳遞到顯示器顯示，過程結(jié)束。 儔楝庵 電子秤的計量性能 儔楝庵 電子秤主要性能規(guī)格有：量程、分度值、分度數(shù)、準(zhǔn)確度級別等。 儔楝庵 電氣工程及其自動化專業(yè)畢業(yè)設(shè)計 儔楝庵 4 儔楝庵 1．量程：最大稱量，即在正常工作時， 稱重的最大值為多少。 儔楝庵 2．分度值：量程被分成若干等份，每一份的值大小即為分度值。用 e、 d 表示。 儔楝庵 3．分度值數(shù)：量程被等份，這些等份部分的總的份數(shù)即為分度數(shù)?？捎?n表示。 儔楝庵 4．準(zhǔn)確度分級：國際法制計量組織按照分度值數(shù)不同分 I、 II、 III、 IV 等級，分別對應(yīng)不同準(zhǔn)確度的電子秤和分度值數(shù) n的范圍，如表 11 所示。 儔楝庵 表 11 準(zhǔn)確度級別與分度數(shù) 儔楝庵 標(biāo)志及等級 儔楝庵 電子秤分類 儔楝庵 分度數(shù)范圍 儔楝庵 特種準(zhǔn)確度 儔楝庵 基準(zhǔn)衡器 儔楝庵 n＞ 100000 儔楝庵 高準(zhǔn)確度 儔楝庵 精密衡器 儔楝庵 10000＜ n≤ 100000 儔楝庵 中準(zhǔn)確度 儔楝庵 商業(yè)衡器 儔楝庵 1000＜ n≤ 10000 儔楝庵 普通準(zhǔn)確度 儔楝庵 粗衡器 儔楝庵 100＜ n≤ 1000 儔楝庵 儔楝庵 電子秤的整體方案框圖 儔楝庵 設(shè)計整體的思路是：傳感器的力電效應(yīng)會產(chǎn)生相應(yīng)的電壓信號，荷載一般與產(chǎn)生的電壓成正比關(guān)系。由于傳感器信號比較微小須經(jīng)電路放大，然后由數(shù)模轉(zhuǎn)換器將信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，再送入單片機主控制器。單片機內(nèi)部處理，得到荷載重量總額等信息，最后通過顯示屏顯示出來。其技術(shù)指標(biāo)能夠?qū)崿F(xiàn)荷載稱重 、輸 入 單價 、 總 價格 計算 、顯示、 超過量程 報警 等功能。稱量量程 0～ 10kg，精度可以達(dá)到 5g，電源可以使用交流 220V 通過變壓轉(zhuǎn)換為 5V。 儔楝庵 電子秤主題包括壓力傳感器、放大 數(shù)模 轉(zhuǎn)換部分、 89C52 單片機、 4 4 矩陣式鍵盤、顯示屏等五部分組成。整體方案實現(xiàn)過程思路為：荷載放在稱重平臺上，壓力傳感器會產(chǎn)生相應(yīng)的電壓模擬信號，隨后信號傳遞到專用的 HX711A/D模塊，經(jīng)過模塊的放大、轉(zhuǎn)換以后傳遞到單片機主控制器，由單片機內(nèi)部根據(jù)傳遞來的信號進(jìn)行分析、運算得出物體的重量。期間可以人為的輸入物體單價，單片機主控制器可以確 定鍵盤輸入的單價值，并在內(nèi)部運算得出出總的金額。然后可以將的總價和重量單價等信息傳遞到顯示屏顯示出來，使信息能夠直觀方便的被人們所得到。電子秤整體框圖如 11 所示。 儔楝庵 儔楝庵 電氣工程及其自動化專業(yè)畢業(yè)設(shè)計 儔楝庵 5 儔楝庵 儔楝庵 圖 11 整體框圖 儔楝庵 儔楝庵 儔楝庵 儔楝庵 儔楝庵 儔楝庵 儔楝庵 儔楝庵 儔楝庵 儔楝庵 儔楝庵 儔楝