【正文】 31O URRRR RRRRU ?? ?????????? ???????? 4 43 32 21 1IO 4 RRRRRRRRUU上海海洋大學(xué) 2020 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 基于單片機(jī)的高精度電子秤設(shè)計(jì) 第 12 頁 共 33 頁 )( 43 421 1 RR RRR RE ????))(( 4321 4231 RRRR RRRRE ?? ??3421 RRRR ?? ?? ?? ?)()()()( )()( 22 RRRRRRRR ERRRRuo ?????????? ??????ERR??? 圖 24 傳感器內(nèi)部連接圖 當(dāng)電橋輸出端接無窮大負(fù)載電阻時(shí)，可視輸出端為開路，此時(shí)直流電橋稱為電壓橋，即只有電壓輸出。電阻應(yīng)變片把機(jī)械應(yīng)變信號(hào)轉(zhuǎn)換為 △ R/R 后，由于應(yīng)變量及相應(yīng)電阻變化一般都很微小，難以直接精確測(cè)量，且不便處理。功率小，輸出的能量微弱，電纜的分布電容及噪聲干擾影響輸出特性，這對(duì)外接電路要求很高。其工作原理是基于某些材料受力后在其相應(yīng)的特定表面產(chǎn)生電荷的壓電效應(yīng)。因此，電橋的平衡條件為 4231 RRRR ? 。 圖 23 稱重傳感器的基本電路 電橋線路如圖 23 所示，它是以應(yīng)變片或電阻元件作為電橋橋臂。 XTAL1：振蕩器反相放大器和內(nèi)部時(shí)鐘發(fā)生電路的輸入端。 EA/VPP：外部訪問允許，欲使 CPU 僅訪問外部 程序存儲(chǔ)器 （地址為 0000HFFFFH）， EA端必須保持低電平（接地）。 如有必要，可通過對(duì) 特殊功能寄存器 （ SFR）區(qū)中的 8EH 單元的 D0 位置位，可禁止 ALE 操作。 ALE/PROG：當(dāng)訪問外部 程序存儲(chǔ)器 或數(shù)據(jù) 存儲(chǔ)器 時(shí)， ALE（ 地址鎖存 允許）輸出脈沖用于鎖存地址的低 8 位字節(jié)。 在 flash 編程和校驗(yàn)時(shí)，P3 口也接收一些 控制信號(hào) 。在使用 8 位地址（如 MOVX RI）訪問外部數(shù)據(jù) 存儲(chǔ)器時(shí)， P2口輸出 P2 鎖存器 的內(nèi)容。對(duì) P2 端口寫 “1”時(shí)，內(nèi)部上拉電阻把端口拉高，此時(shí)可以作為輸入 口使用。 P1 口： P1 口是一個(gè)具有內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， p1 輸出緩沖器能驅(qū)動(dòng) 4 個(gè) TTL 邏輯電平。 當(dāng)訪問外部 程序 和數(shù)據(jù) 存儲(chǔ)器 時(shí)， P0 口 也被作為上海海洋大學(xué) 2020 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 基于單片機(jī)的高精度電子秤設(shè)計(jì) 第 8 頁 共 33 頁 低 8 位地址 /數(shù)據(jù)復(fù)用。掉電保護(hù)方式下， RAM 內(nèi)容被保存，振蕩器被凍結(jié)， 單片機(jī) 一切工作停止，直到下一個(gè)中斷或硬件復(fù)位為止。在單芯片上，擁有靈巧的 8 位 CPU 和在系統(tǒng) 可編程 Flash，使得 AT89S52 為眾多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提 供高靈活、超有效的解決方案。在單芯片上，擁有靈巧的 8 位 CPU 和在系統(tǒng)可編程 Flash，使得 AT89S52在眾多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)中得到廣泛應(yīng)用。 數(shù)據(jù)采集 調(diào)理電路 單片機(jī) 電源 顯示 器 按鍵 上海海洋大學(xué) 2020 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 基于單片機(jī)的高精度電子秤設(shè)計(jì) 第 7 頁 共 33 頁 控制器選型 按照本畢業(yè)設(shè)計(jì) 的要求，將采用 AT89S52 單片機(jī)作為系統(tǒng)的 主 控制器。 本課題的主要設(shè)計(jì)任務(wù)如下所述： 1）系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)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。 具體要求 本課題研究的內(nèi)容是以單片機(jī) AT89S52 為控制核心，實(shí)現(xiàn)電子秤的基本策略及價(jià)格計(jì)算功能。用 e 或 d 來表 示。一般地信號(hào)的放大、濾波、A/D 轉(zhuǎn)換以及信號(hào)各種運(yùn)算處理都在儀表中完成。在數(shù)字式的測(cè)量電路中，通常包括前置放大、濾濾、運(yùn)算、變換、計(jì)數(shù)、寄存、控制和驅(qū)動(dòng)顯示等環(huán)節(jié)。 按照稱重傳感 器的結(jié)構(gòu)型式不同，可以分直接位移傳感器（電容式、電感式、電位計(jì)式、振弦式、空腔諧振器式等）和應(yīng)變傳感器（電阻應(yīng)變式、盧表面諧振式）或是利用磁彈性、壓電和壓阻等物理效應(yīng)的傳感器。通過分析近年來電子衡器產(chǎn)品的發(fā)展情況及國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)的需求，電子衡器總的發(fā)展趨勢(shì)是小型化、模塊化、集成化、智能上海海洋大學(xué) 2020 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 基于單片機(jī)的高精度電子秤設(shè)計(jì) 第 4 頁 共 33 頁 化；其技術(shù)性能趨向是速率高、準(zhǔn)確度高、穩(wěn)定性高、可靠性高；其功能趨向是稱重計(jì)量的控制信息和非控制信息并重的“智能化”功能；其應(yīng)用性能趨向于綜合性和組合性。 最初 ，我國(guó)的 的 電子衡器以 機(jī)電結(jié)合型 為主，現(xiàn)如今已經(jīng)被 全電 子型和數(shù)字智能型 的衡器所取代 。稱重裝置的應(yīng)用已經(jīng)非常普遍，幾乎涵蓋了 國(guó) 民經(jīng)濟(jì) 的 各領(lǐng)域， 并且 取得了顯著的經(jīng)濟(jì)效益?，F(xiàn)代稱重技術(shù)和數(shù)據(jù)系統(tǒng)已經(jīng)成為工藝技術(shù)、儲(chǔ)運(yùn)技術(shù)、預(yù)包裝技術(shù)、收貨業(yè)務(wù)及商業(yè)銷售領(lǐng)域中不可缺少的組成部分。 電子秤的發(fā)展過程 經(jīng)歷了由簡(jiǎn)單到復(fù)雜，由粗糙到精密、 再 由機(jī)械到機(jī)電結(jié)合 、最后 到全電子化、由單一功能到多功能的過程。在古代由于沒有完善的稱重技術(shù)， 導(dǎo)致在商品貿(mào)易進(jìn)行時(shí)沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，在各行各業(yè)的勞動(dòng)生產(chǎn)過程中也達(dá)不到一個(gè)固定的精確度，從而制約了生產(chǎn)力的發(fā)展。硬件電路主要是基于單片機(jī) AT89S52 為核心的控制單元實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的處理，采用壓力傳感器對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，電子秤專用 24 位 AD 轉(zhuǎn)換芯片 HX711 對(duì)傳感器采集到的模擬量進(jìn)行 AD 轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)送到單片機(jī)進(jìn)行處理顯示，數(shù)據(jù)顯示由 LCD1602液晶實(shí)現(xiàn)。特別是 由于 商業(yè) 用 電子 稱 具有精度高，反應(yīng)靈敏，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單等 特點(diǎn)，已經(jīng)被 廣泛應(yīng)用于工業(yè)和商業(yè)貿(mào)易，輕工食品，醫(yī)藥和衛(wèi)生等 各個(gè) 方面 。隨著科學(xué)技術(shù) 的發(fā)展與人類生產(chǎn)力的 不斷 提高，人們對(duì)計(jì)量準(zhǔn)確度的要求也越來越高。 結(jié)論 .................................................................... 23 謝辭 .................................................................... 24 參考文獻(xiàn) ................................................................ 25 上海海洋大學(xué) 2020 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 基于單片機(jī)的高精度電子秤設(shè)計(jì) 第 1 頁 共 33 頁 基于單片機(jī)的高精度電子秤設(shè)計(jì) 摘要 ： 稱重技術(shù)自古以來就和人們的生活息息相關(guān)， 其被 廣泛應(yīng)用于 工業(yè)、 農(nóng)業(yè)、交通、科研、內(nèi)外貿(mào)易等各個(gè)領(lǐng)域，因此也成為了人們生活中不可缺少的一部分。近年來，電子稱重技術(shù)取得了突飛猛進(jìn)的發(fā)展，電子稱重 技術(shù) 也發(fā)揮著越來越重要的 作用 ，其應(yīng)用領(lǐng)域也在不斷 地?cái)U(kuò)大。 本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)主要從硬件電路設(shè)計(jì)，軟件編程調(diào)試，實(shí)物焊接調(diào)試三部分進(jìn)行詳細(xì)闡述。s lives. With the development of science and technology and the continuous improvement of human productivity, measurement accuracy requirements are also increasing. Therefore, the electronic scales which takes the vast majority of weighing tasks, has also got more and more attention. The accuracy of weighing technology requirements are increasingly high, electronic products, technology level, directly influences the level of modernization and professions to improve the economic benefits of the society. In recent years, the electronic weighing technology achieved rapid development, electronic weighing in the metrology area also plays more and more important position, and its applications are constantly expanding. Especially, because of its mercial electronic with high accuracy, senstive reaction, simple structure, etc, have been widely applied in industry and merce trade, light food, medicine and health, etc. At present, mechanical scales are gradually replaced by electronic, this has led to the further study of electronic. Electronic scales are one of the electronic weighing instruments. The design of this system gives it’s elaboration from 3 parts: Hardware circuit design, software program debugging and entity weld debugging. Hardware circuit reaches data processing by the control unit which based on AT89S52， and gathers data by weighting sensor ,then makes AD transform by HX711 to the data gathered, and the transformed data then transferred to AT89S52 for display processing, at last LCD1602 would show it out steadily without twinkling 上海海洋大學(xué) 2020 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 基于單片機(jī)的高精度電子秤設(shè)計(jì) 第 2 頁 共 33 頁 Key words： electronic scales； MCU； weighing sensor； HX711 上海海洋大學(xué) 2020 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 基于單片機(jī)的高精度電子秤設(shè)計(jì) 第 3 頁 共 33 頁 緒論 稱重技術(shù)和稱重儀器的歷史發(fā)展 稱重技術(shù)自古以來就受到 全世界各地區(qū) 人們的 重視。通常， 衡器產(chǎn)品技術(shù)水平的高低，將 會(huì) 直接影響到 各行各業(yè)的現(xiàn)代化水平和社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益的提高。 近年來，電子秤已愈來愈多地參與到數(shù)據(jù)處理和過程控制中。稱重裝置能夠 縮短作業(yè) 的 時(shí)間、 能夠 改善操作 的 條件、 還能夠 降低 生產(chǎn) 材料的消耗 以及能產(chǎn)能源的浪費(fèi) 、提高產(chǎn)品質(zhì)量 的同時(shí) 加 強(qiáng)企業(yè)的經(jīng)營(yíng)管理。 60 年代初期出現(xiàn)機(jī)電結(jié)合式電 子衡器以來，到現(xiàn)在的 40 多年 里 ， 電子衡器有了很大的改變。 快速稱重和動(dòng)態(tài)稱重 更是成為了 研究與應(yīng)用 的重點(diǎn) 。 （ 2） 稱重傳感