【正文】 5 系統(tǒng)設計要求 一 、 基本要求 設計 并制作一款基于單片機的電子秤重系統(tǒng) 。從世界水平看，衡器技術已經經歷了四個階段，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。稱重裝置不僅是提供重量數據的單體儀表，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)生產的自動化和管理的現代化，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、提高產品質量以及加強企業(yè)管理、改善經營管理等多方面的作用。電子稱不但計量準確、快速方便，更重要的自動稱重、數字顯示，對人們生活的影響越來越大，廣受歡迎。 畢 業(yè) 設 計（論 文） 設 計（論文）題目： 基于單片機的電子秤系統(tǒng)設計 學 院 名 稱： 湖南電氣職業(yè)技術學院 專 業(yè)： 電氣自動化 班 級： 11 自動化 01 班 姓 名： 指 導 教 師： 定稿日期： 2021 年 11 月 27 日 1 摘要 電子秤是將檢測與轉換技術、計算機技術、信息處理、數字技術等技術綜合一體的現代新型稱重儀器。 本系統(tǒng)的設計主要從硬件電路設計，軟件編程調試，實物焊接調試三部分進行詳細闡述。稱重裝置的應用已遍及到國民經濟各領域，取得了顯著的經濟效益。我國電子衡器從最初的機電結合型發(fā)展到現在的全電子型和數字智能型。 二 、 具體要求 本課題研究的內容是以單片機 STC89C52RC 為控制核心，實現電子秤的基本策略及價格 計算功能。 本課題的主要設計任務如下所述： 1）系統(tǒng)可實現電子稱基本的稱重功能（稱重范圍為 0～ 5Kg，重量誤差不大于177。 方案一 數碼管顯示： 6 圖 11 數碼管顯示方案 此方案利用數碼管顯示物體重量，簡單可行，可以采用內部帶有模數轉換功能的單片機。又因為采用了具有模數轉換功能的單片機，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。這樣在處理輸入輸出接口時需要另行擴展足夠多的I/O接口供數碼管使用，比較麻煩。 圖 1— 4硬件設計方案 數據采集 AD 轉換 單片機處理 LCD 顯示 按鍵處理 信號放大 壓力傳感器 信號放大 信號轉換 單 片 機 鍵盤控制 LCD 顯示 8 電子秤的主要組成 電子秤的基本結構 電子秤是利用物體的重力作用來確定物體質量（重量）的測量儀器，也可用來確定與質量相關的其它量大小、參數、或特性。 對稱重傳感器的基本要求是：輸出電量與輸入重量保持單值對應，并有良好的線性關系；有較高的靈敏度；對被稱物體的狀態(tài)的影響要??；能在較差的工作條件下工作；有較好的頻響特性；穩(wěn)定可靠。 電子秤的工作原理 當被稱物體放置在秤體的秤臺上時，其重量便通過秤體傳遞到稱重傳感器，傳感器隨之產生力一電效應，將物體的重量轉換成與被稱物體重量成一定函數關 9 系（一般成正比關系）的電信號（電壓或電流等）。 電子秤的計量性能 電子秤的計量性能涉及的主要技術指標有：量程、分度值、分度數、準確度等級等。 (3) 分度數：衡器的測量范圍被分成若干等份，總份數即為分度數用 n 表示。 AT89S52 芯片具有以下特性： ①指令集和芯片引腳與 Intel 公司的 8051 兼容； ② 4KB 片內在系統(tǒng)可編程 Flash 程序存儲器； ③時鐘頻率為 0～ 33MHz； ④ 128 字節(jié)片內隨機讀寫存儲器（ RAM）； ⑤ 32 個可編程輸入 /輸出引腳； ⑥ 2個 16位定時 /計數器； ⑦ 6個中斷源， 2級優(yōu)先級； ⑧全雙工串行通 信接口； ⑨監(jiān)視定時器； ⑩ 2個數據指針。 壓電傳感器體積小、重量輕、結構簡單、工作可靠，適用于動態(tài)力學量的測量，不適合測 頻率太低的被測量，更不能測靜態(tài)量。 電阻應變式傳感器是一種利用電阻應變效應，將各種力學量轉換為電信號的結構型傳感器。因此，要采用轉換電路把應變片的 △R/R 變化轉換成電壓或電流變化。 （ 2）分辨力和靈敏度高，精度較高。題目要求稱重范圍 0～ 5Kg,滿量程量誤差不大于 ? ，考慮到秤臺自重、振動和沖擊分量，還要避免超重損壞傳 感器，所以傳感器量程必須大于額定稱重5Kg。降低了電子秤的整機成本，提高了整機的性能和可靠性。20mV 或 177。芯片內的時鐘振蕩器不需要任何外接器件。 圖 24 HX711 典型應用電路 14 LCD 字符液晶顯示 采用點陣字符型 LCD 液晶顯示，液晶顯示模塊具有體積小、功耗低、顯示內容豐富等特點，現在字符型液晶顯示模塊已經是單片機應用設計中最常用 的信息顯示器件 ，但采用 LCD液晶顯示會造成設計成本增加 。 最后綜合了多方面因素的考慮采用了方案二，選擇 LCD1602 顯示器 作為系統(tǒng)的顯示界面 。采用雙電源供電（主電源和備用電源），可設置備用電源充電方式，提供了對后背電源進行涓細電流充電的能力。當 VCC2VCC1+ 時，由 VCC2 向 DS1302供電，當 VCC2 VCC1 時，由 VCC1 向 DS1302 供電。 系統(tǒng)硬件電路設計 系統(tǒng)電源電路設計 由于該系統(tǒng)中 51 單片機及 AD 轉換芯片及液晶顯示器所需供電電壓均為 5V 電壓，所以要保證系統(tǒng)穩(wěn)定可靠的工作，需要設計一個可以穩(wěn)定提供 5V 電壓的供電系統(tǒng)。 圖 27電源接口電路 C1， C2 實現對電源濾波，以濾除可能存在的高頻雜波對電源的影響， C4 實現對電源電壓的平滑穩(wěn)定作用 [10]，當 USB 接口輸出電壓高時 C4 用來儲能，當后續(xù)電路負載過高 USB供電不足時電解電容 C4通過釋放儲存的電能來保證電源電壓不跌落。這種晶體有一個很重要的特性，如果給它通電，它就會產生機械振蕩，反之，如果給它機械力，它又會產生電，這種特性叫機電效應。他們的機電效應是機 電 機 電 ..的不斷轉換，由電感和電容組成的諧振回路是電場 磁場的不斷轉換。 AT89S52 內部有一個高增益反相放大器 ,用于構成振蕩器 ,但要形成時鐘脈沖 ,外部還需附加電路 ,本設計采用內部時鐘方式 ,利用芯片內部的振蕩器 ,然后在引腳 XTAL1 和 XTAL2 兩端跨接晶體振蕩器 ,就構成了穩(wěn)定的自激振蕩器 ,發(fā)出的脈沖直接送入內部時鐘電路 ,C2和 C3的值通常選擇為 30pF左右 ,晶振 Y1選擇 12MHz.為了減小寄生電容 ,更好地保證振蕩器穩(wěn)定、可靠地工作，振蕩器電容應盡可能安裝得與單片機 引腳 XTAL1 和 XTAL2 靠近 ?7?。 系統(tǒng)超重報警指示電路設計 超重報警指示電路用來在稱重測量超出最高值時報警提示，以免重量太高的情況下損壞傳感器。 19 圖 210按鍵輸入電路 電子稱按鍵功能分配如表 22所示： 表 22系統(tǒng)按鍵配置表 7 8 9 去皮 4 5 6 清零 1 2 3 累計 0 ? 計算 此電子秤是開機檢測托盤重量，并將托盤重量清零（即電子秤每次開機后檢測托盤重量，并程序 中自動將托盤重量保存在一個變量中，稱量過程中每次都將獲得的重量減去托盤重量，而得到所要稱量物體的真正的重量）。 系統(tǒng)原理圖繪制與 PCB 印刷線路板制作 采用 Protel99SE 軟件繪制原理圖和 PCB 的主要步驟如下所述： 1. 建立系統(tǒng)所需原件庫； 2. 加載所建原件庫到工程項目中； 3. 在原理圖頁面中放置所需元器件并按照電氣性能連接各元件； 4. 建立原件封裝庫 并加載到工程文件中； 5. 繪制好電路后進行 ERC 電氣檢測，并生成網絡表； 6. 在工程中建立 PCB 文件，導入生成的網絡表； 7. 按照網絡飛線提示繪制 PCB，最后完成 DRC檢測 [13]。 24 圖 32系統(tǒng)顯示部分流程圖 系統(tǒng) 按鍵調整部分流程圖 鍵盤電路設計成 4X4 矩陣式，在程序中可以先判斷按鍵編碼，然后根據編碼將鍵盤代表的數值送到相應的存儲單元，再進行功能選擇或數據處理。調試工作需要耐心 與恒心。 系統(tǒng)設計不夠優(yōu)化，有待改善。 這些都為我 今后的學習和工作留下了積極的影響 。 姜 老師多次詢問研究進程，并為我指點迷津，幫助我開拓研究思路，精心點撥、熱忱鼓勵。我在 姜 老師的精心指導和嚴格要求下，獲得了豐富的理論知識，極大地提高了實踐能力，并對當前電了領域的研究狀況和發(fā)展方向有了一定的了解，這對我今后進一步學習傳感器方面的知識有極人的幫助。 在論文即將完成之際，我的心情無法平靜，從開始進入課題到論文的順利完成，有多少可敬的師長、同學、朋友給了我無言的幫助，在這里請接受我誠摯的謝意！最后我還要感謝培養(yǎng)我長大含辛茹苦的父母，謝謝你們！ 28 附錄 程序代碼 系統(tǒng)部分 代碼： void shizhong_hanshu() { init()。 //跳去運行電子稱 tmpchange()。 if((shi==clock_shi)amp。(status==2)amp。 } if(status==1) //鬧鐘狀態(tài) A解 除鬧鐘 { clock_flag=0。 ulong hx711_dat。 hx711_dat=ReadCount()。 hx711_data=ReadCount()。 TR0=0。//顯示累計重量 P3=0xf0。//顯示重量 hx711_data=ReadCount()。 aa=(uint)(a/100)temp。TR0=1。} weizhi_zifu(0x00,39。39。 //保存第一位 30 while(P3==0xf0) { get_weight()。 if(dat=0amp。 if(leiji_count==10) leiji_count=0。 price_shuzhi(1,dat+0x30)。} if(dat==15) //置零 { qi_weight=0。 pricetable[2]=0。 leiji_weight=0。 TR0=0。 system()。 leiji_count++。 init_1602()。 } mm: P3=0xf0。}//顯示重量 else {weight_shuzhi(weight)。dat10) { *s=dat。goto mm。 39。 qi_weight=0。 pricetable[2]=0。 leiji_weight=0。 TR0=0。 system()。 QA9wkxFyeQ^! djsXuyUP2kNXpRWXm Aamp。 gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。 gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。 gTXR