【正文】 傳感器 采集到 被測(cè)物體的重量 并將其 轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)。 6. 時(shí)鐘功能。 2. 使用鍵盤(pán)輸入數(shù)據(jù)，操作簡(jiǎn)單，方便。硬件指單片機(jī)、擴(kuò)展的輸入輸出設(shè)備等部分；軟件是各種工作程序的總稱(chēng)。在此基礎(chǔ)上可以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)功能的擴(kuò)展，比如與上位機(jī)的通訊，在上位機(jī)上利用圖形化界面的操作軟件實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)庫(kù)管理等。電子秤有些已具備了動(dòng) 態(tài) 稱(chēng)量模式 , 即通過(guò)進(jìn)行算術(shù)平均、積分處理和自動(dòng)調(diào)零等方法 , 消除上述的 誤差 ； 3. 附加特殊的數(shù)據(jù)處理功能。 造成產(chǎn)品不合格的原因主要有以下幾個(gè)方面： 多功能電子秤 3 1. 稱(chēng)重傳感器的質(zhì)量不達(dá)標(biāo)，制約了電子秤產(chǎn)品整體質(zhì)量的提高 ； 2. 關(guān)鍵元器件未進(jìn)行篩選和通電老化，造成電子計(jì)價(jià)秤質(zhì)量失控 ； 3. 部分產(chǎn)品設(shè)計(jì)上抗干擾能力不強(qiáng) ； 4. 產(chǎn)品檢驗(yàn)把關(guān)不嚴(yán)。此外 ， 為了保證準(zhǔn)確、穩(wěn)定地顯示 , 儀器內(nèi)部分辨率 (主要是 ADC 的分辨率 ) 一般要比外部顯示分辨率高 4 倍以上 , 這就要求所采用的 ADC 具有足夠的轉(zhuǎn)換位數(shù) ， 而采用高精度的 ADC， 自然增加了系統(tǒng)的成本。 研究現(xiàn)狀 影響因素 隨著科技的進(jìn)步 , 對(duì)電子秤的要求也越來(lái)越高。 電子秤的設(shè)計(jì) 首先是通過(guò)稱(chēng)重 傳感器 采集到 被測(cè)物體的重量 并將其 轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)。 我相信通過(guò)這次對(duì)電子秤控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，一定能 夠?qū)W到豐富的知識(shí) 并 對(duì)電子產(chǎn)品 有 更深一層的了解。由此， 顧客在購(gòu)物的時(shí)候非常的放心，商家的效益也提高了，所以有了電子秤，顧客買(mǎi)的放心，商家也賣(mài)的開(kāi)心了。低成本、高智能化的電子秤無(wú)疑具有極其廣 闊的市場(chǎng)前景。 DS1302。 load cell。 Clock module is posed of clock chip DS1302 and the clock circuit。整個(gè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用方便，功能齊全，精度高，具有一定的開(kāi)發(fā)價(jià)值。軟件部分應(yīng)用單片機(jī) C語(yǔ)言進(jìn)行編程，實(shí)現(xiàn)了該設(shè)計(jì)的全部控制功能。 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) [論 文 ] 題目： 多功能 電子秤 系 別： 計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程 專(zhuān) 業(yè)： 計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù) 姓 名： 劉正亮 學(xué) 號(hào)： 061406309 指導(dǎo)教師： 郭 猛 河南城建學(xué)院 2020 年 5 月 29 日 I 摘 要 該設(shè)計(jì)以 51系列單片機(jī) AT89S52為控制核心，實(shí)現(xiàn)電子秤的基本控制功能。該電子秤可以實(shí)現(xiàn)基本的稱(chēng)重功能（稱(chēng)重范圍為 0～ 5Kg，重量誤差不大于177。 關(guān)鍵詞： 單片機(jī)；稱(chēng)重傳感器； 高精度高增益 A/D 轉(zhuǎn)換器； 1602 液晶；矩陣鍵盤(pán)； DS1302； DS18B20；語(yǔ)音報(bào)數(shù) II ABSTRACT The design for the control of 51 puters AT89S52 core, to achieve the basic control functions of electronic scales. In the design of systems, to better use AT89S52 the resources, systems expand the electronic calendar clock with temperature detection module, the system can be defined as Least systems, data acquisition, manmachine interactive interface and the system power supply, clock ,the number of temperature measurement and number of languages reported six parts . Minimum System includes some AT89S52 and classic reset. Data acquisition is achieved by the load cell, signal amplification and A / D conversion ponents, signal amplification and A / D converter, which consists of specialized high precision 24bit AD converter chip HX711。 Temperature detection is achieved mainly by DS18B20。 precision highgain A / D converter。 DS18B20。 如今，電子產(chǎn)品變得 越來(lái)越豐富，給人們帶來(lái)了很多很多的方便，其中電子秤成了人們生活中不可缺少的一部分。 本設(shè)計(jì)就是為了制作這樣一種多功能電子秤，它以單片機(jī)為核心 在實(shí)際使用時(shí)達(dá)到以下要求： 1. 電子秤稱(chēng)重范圍： 0～ 5㎏ ；重量誤差不大于 ? ㎏ ； 2. 液晶顯示：所稱(chēng)物體重量、 輸入物品單價(jià)、金額、時(shí)鐘、溫度、鬧鐘 等 ； 3. 語(yǔ)音報(bào)數(shù)： 所稱(chēng)物體重量、 輸入物品單價(jià)、金額，另擴(kuò)展報(bào)時(shí)功能 等 ； 4. 時(shí)鐘：年月日、時(shí)分秒、星期、鬧鐘； 5. 溫度：所檢測(cè)到的溫度（保留小數(shù)點(diǎn)后兩位小數(shù)）。 選題背景與意義 電子秤是日常生活 中常用的 電子衡器，廣泛應(yīng)用于超市、大中型商場(chǎng)、物流配送中心 。輸出電壓信號(hào)通常很小，需要 通過(guò)高精度高增益 AD 芯片 HX711的信號(hào)放大與 AD 轉(zhuǎn) 換， 轉(zhuǎn)換成數(shù)字量 被送入到主控電路的單片機(jī)中處理， 再經(jīng)過(guò) 單片機(jī)控制 顯示器 ，從而 顯示出被測(cè)物體的重量 。影響其精度的因素主要有 : 機(jī)械結(jié)構(gòu)、傳感器和數(shù)顯儀表。 產(chǎn)品質(zhì)量 目前市場(chǎng)上主流的電子秤根據(jù)使用功能的不同包括以下幾個(gè)類(lèi) 型：電子天平、電子計(jì)數(shù)秤、電子計(jì)價(jià)秤、電子臺(tái)秤、電子吊鉤秤、定量包裝秤以及條形碼電子秤等。 面對(duì)目前市場(chǎng)上電子秤產(chǎn)品的總體質(zhì)量不高的局面，除了加強(qiáng)對(duì)電子秤產(chǎn)品的日常監(jiān)督管理之外，還要從根本上推動(dòng)技術(shù)的發(fā)展，促進(jìn)電子秤產(chǎn)品質(zhì)量的提高，更好地保護(hù)消費(fèi)者的合法權(quán)益。目前的電子秤有附加多種計(jì)算和數(shù)據(jù)處理功能 , 以滿足多種使用的要求。 電子秤由于自身的精度高、功能強(qiáng)和使用方便，實(shí)際使用的電子秤有較高的性價(jià)比，在很多領(lǐng)域完全可以取代那 些機(jī)械式的稱(chēng)重工具。硬件和軟件只有緊密配合、協(xié)調(diào)一致，才能提高系統(tǒng)的性能價(jià)格比。 3. 液晶顯示所稱(chēng)量的物品重量，同時(shí)還可顯示物品 的單價(jià)，金額 。 7. 溫度檢測(cè)功能。輸出電壓信號(hào)通常很小，需要 通過(guò)高精度高增益 AD 芯片 HX711的信號(hào)放大與 AD 轉(zhuǎn)換， 轉(zhuǎn)換成數(shù)字量 被送入到主控電路的單片機(jī)中處理， 再經(jīng)過(guò) 單片機(jī)控制 顯示器 ，從而 顯示出被測(cè)物體的重量。主要是單片機(jī)從溫度傳感器 DS18B20 中讀取溫度相關(guān)數(shù)據(jù)，再經(jīng)過(guò)單片機(jī)的處理轉(zhuǎn)換為華氏溫度。其中數(shù)據(jù)采集模塊 由稱(chēng)重傳感器 、 專(zhuān)用型高精度 24 位 AD轉(zhuǎn)換芯片 HX711 組成 。 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案比較與論證 在設(shè)計(jì)系統(tǒng)時(shí) ，針 對(duì)各個(gè)模 塊實(shí) 現(xiàn)的功能來(lái)設(shè)計(jì)電子秤的方案有以下幾種： 方案 一 在前一種方案的基礎(chǔ)上進(jìn)行擴(kuò)展，增加一鍵盤(pán)輸入裝置，增加外界對(duì)單片機(jī)內(nèi)部的數(shù)據(jù) 設(shè)定，使電子秤實(shí)現(xiàn)稱(chēng)重計(jì)價(jià)的功能。 方案 二 前端信號(hào)處理時(shí)，選用放大、 A/D 轉(zhuǎn)換等措施，尤其在顯示方面采用 LCD 顯示器。 由于系統(tǒng)需要的按鍵較多，因此 要采用 4*4矩陣鍵盤(pán)。 圖 單片機(jī)實(shí)現(xiàn)方案原理框圖 鑒于本電子秤 設(shè)計(jì) 的 功能 要求 ， 所以在具體設(shè)計(jì)時(shí) 采用 了第 二 種 設(shè)計(jì)方案。影響性能價(jià)格比的因素除單片機(jī)的性能價(jià)格外，還包括硬件和軟件設(shè)計(jì)的容易程度、相應(yīng)的工作量大小，以及開(kāi)發(fā)工具的性能價(jià)格比。另外，它還增加了一個(gè)功能極強(qiáng)的、具有獨(dú)特應(yīng)用的 16 位定時(shí)／計(jì)數(shù)器 2 等多種功能 。 AT89S52 是一種兼容 MCS51 微控制器，工作電壓 到 ，全靜態(tài)時(shí)鐘 0 Hz 到 33 MHz，三級(jí)程序 加密， 32 個(gè)可編程 I/O 口， 2/3個(gè) 16 位定時(shí) /計(jì)數(shù)器， 6/8 個(gè)中斷源，全雙工串行通訊口，低功耗支持 Idle 和Powerdown 模式， Power down 模式支持中斷喚醒 , 看門(mén)狗定時(shí)器，雙數(shù)據(jù)指針，上電復(fù)位標(biāo)志。其中敏感元件指?jìng)鞲衅髦心苤苯痈惺鼙粶y(cè)量的部分，轉(zhuǎn)換部分指?jìng)鞲衅髦心軐⒚舾性?件輸出量轉(zhuǎn)換為適于傳輸和測(cè)量的電信號(hào)部分。 壓電傳感器體積小、重量輕、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作可靠，適用于動(dòng)態(tài)力學(xué)量的測(cè)量， 不適合測(cè)頻率太低的被測(cè)量，更不能測(cè)靜態(tài)量。 方案二 電阻應(yīng)變式傳感器 電阻應(yīng)變式傳感器是一種利用電阻應(yīng)變效應(yīng)，將各種力學(xué)量轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的結(jié)構(gòu)型傳感器。因此，要采用轉(zhuǎn)換電路把應(yīng)變片的△ R/R 變化轉(zhuǎn)換成電壓或電流變化。 當(dāng)忽略電源的內(nèi)阻時(shí)，由分壓原理有： ADABBDo uuuu ??? = （ ） 當(dāng)滿足條件 R1R3=R2R4 時(shí)，即 （ ） ou =0，即電橋平衡。 2. 分辨力和靈敏度高，精度較高。題目要求稱(chēng)重范圍 0～ 5Kg，重量誤差不大于 ? ，于是我選擇的是 HL8 型稱(chēng)重傳感器，量程 5Kg，精度為 %，滿量程時(shí)誤差 ? ，完全滿足本系統(tǒng)的精度要求。 放大器的輸入信號(hào)一般是由傳感器輸出的。 2. 抗共模電壓干擾能力強(qiáng)。 A/D 轉(zhuǎn)換器決定分辨率的高低。積分型的轉(zhuǎn)換速率低，轉(zhuǎn)換時(shí)間從幾豪秒到幾十毫 秒，只能構(gòu)成低速 A/D 轉(zhuǎn)換器，一般用于壓力、溫度及流量等緩慢變化的參數(shù)測(cè)試。 4. A/D 轉(zhuǎn)換器的晶閘管現(xiàn)象。 總上分析，我選擇了高精度高增益 24位 A/D 芯片 HX711， HX711 是一款專(zhuān)為高精度稱(chēng)重傳感器而設(shè)計(jì)的 24 位 A/D 轉(zhuǎn)換器芯片 。輸入選擇開(kāi)關(guān)可任意選取通道 A 或通道 B，與其內(nèi)部的低噪聲可編程放大器相連。通道 B 則為固定的 64 增益，用于系統(tǒng)參數(shù)檢測(cè)。 高精度高增益 24位 A/D 芯片 HX711 具有以下 特點(diǎn) ： 1) 兩路可選擇差分輸入 ； 2) 片內(nèi)低噪聲可編程放大器，可選增益為 64 和 128； 3) 片內(nèi)穩(wěn)壓電路可直接向外部傳感器和芯片內(nèi) A/D 轉(zhuǎn)換器提供電源 ； 4) 片內(nèi)時(shí)鐘振蕩器無(wú)需任何外接器件，必要時(shí)也可使用外接晶振或時(shí)鐘 ； 5) 上電自動(dòng)復(fù)位電路 ； 6) 簡(jiǎn)單的數(shù)字控制和串口通訊： 所有控制由管腳輸入，芯片內(nèi)寄存器無(wú)需編程 ； 7) 可選擇 10Hz 或 80Hz 的輸出數(shù)據(jù)速率 ； 8) 同步抑制 50Hz 和 60Hz 的電源干擾 ； 9) 耗電量（含穩(wěn)壓電源電路）：典型工作電流： , 斷電電流： 1μA ； 10) 工作電壓范圍： ~ ； 高精度高增益 24位 A/D 芯片 HX711 在電子秤應(yīng)用中的典型電路： 多功能電子秤 13 圖 HX711 在電子秤應(yīng)用中的典型應(yīng)用方案圖 人機(jī)交互部分 鍵盤(pán)輸入 鍵盤(pán)輸入是人機(jī)交互界面中重要的組成部分，它是系統(tǒng)接受用戶指令的直接途徑。因此，相對(duì)于單片機(jī)系統(tǒng)來(lái)說(shuō)鍵盤(pán)接口信號(hào)是輸入信號(hào)。 因此，我 選擇 4*4 矩陣鍵盤(pán) 。 方案二 采用 可以設(shè)置顯示單 價(jià) ，金額， 時(shí)間 日期等 的 LCD，它 具有低功耗、可視面大、畫(huà)面友好 及 抗干擾能力強(qiáng)等功能， 其 顯示技術(shù)已得到廣泛應(yīng)用。 所以我 選擇了 太陽(yáng)人公司的 點(diǎn)陣式 1602 液晶 。 AT89S52 是一款 8 位的內(nèi)帶 8K 程序存儲(chǔ)器的微控制器，考慮到用軟件實(shí)現(xiàn)電子秤系統(tǒng)的各項(xiàng)功能時(shí)，所需的軟件量并不是很大，不需要太大的程序存儲(chǔ)空間，因此在對(duì) AT89S52 實(shí)際設(shè)計(jì)時(shí)不需要在片外再擴(kuò)展程序存儲(chǔ)器，這樣不僅節(jié)省了硬件資源，也優(yōu)化了電路的設(shè)計(jì)。在具體選擇傳感器時(shí)，考慮到在稱(chēng)量物品時(shí)必要的精度、準(zhǔn)確性要求，所稱(chēng)物品的重量誤差必須要控制在一定的范圍之內(nèi) 。顯示用的 LCD 我們根據(jù)要求選用了點(diǎn)陣式液晶顯示器 1602。為實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)超量程報(bào)警和鬧鐘響鬧功能，還擴(kuò)展了蜂鳴器電路） 。其推出的 AT89 系列單片機(jī)，在世界電子技術(shù)行業(yè)中引起了極大的反響，在國(guó)內(nèi)也受到廣大用戶歡迎。 8k可反復(fù)擦寫(xiě) (1000次） ISP Flash ROM 多功能電子秤 18 時(shí)鐘頻率 033MHz 低功耗空閑和省電模式 軟件設(shè)置空閑和省電功能 對(duì)內(nèi)部 Flash 程序存儲(chǔ)器編程時(shí)，接收指令字節(jié)、校驗(yàn)程序、輸出指令字節(jié)時(shí)，要求外接上拉電阻； Port 1： P1 是一個(gè)帶 有內(nèi)部上拉電阻的 8位雙向 I/0 端口，輸出時(shí)可驅(qū)動(dòng) 4個(gè) TTL。 P3 引腳功能復(fù)用見(jiàn)下表 所示 ： 串行通訊輸入 (RXD) 串行通訊輸出 (TXD) 外部中斷 0( INT0) 外部中斷 1(INT1) 定時(shí)器 0輸入