【正文】 器 即由非電量（質(zhì)量或重量）轉(zhuǎn)換成電量的轉(zhuǎn)換元件，它是把支承力變換成電的或其它形式的適合于計量求值的信號所用的一種輔助手段。 圖 1— 4硬件設(shè)計方案 數(shù)據(jù)采集 AD 轉(zhuǎn)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(zhuǎn)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(jié)構(gòu) 電子秤是利用物體的重力作用來確定物體質(zhì)量（重量）的測量儀器，也可用來確定與質(zhì)量相關(guān)的其它量大小、參數(shù)、或特性。這數(shù)據(jù)采集 AD 轉(zhuǎn)換 單片機處理 LED 顯示 數(shù)據(jù)采集 AD 轉(zhuǎn)換 單片機處理 LED 顯示 按鍵處理 7 種方案不僅加強了人機交換的能力，而且滿足設(shè)計要求，可以顯示購物清單、所稱量的物體信息等相關(guān)內(nèi)容 ，當需 要增加擴展功能時可以通過切換液晶顯示界面的方式來實現(xiàn) 。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(shù)碼管使用，比較麻煩。 結(jié)構(gòu)簡圖如圖 12所示： 圖 12 帶有鍵盤輸入的結(jié)構(gòu)簡圖 此方案設(shè)計的電子秤，可以實現(xiàn)稱物計價功 能，但是局限于數(shù)碼管的功能，在顯示時只能顯示單價、購物總額以及簡單的貨物代碼等。又因為采用了具有模數(shù)轉(zhuǎn)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(shè)計的標準。缺點是：硬件部分簡單，雖然可以實現(xiàn)電子稱基本的稱重功能，但是不能實現(xiàn)外部數(shù)據(jù)的輸入，無法根據(jù)實際情況靈活地設(shè)定各種控制參 數(shù)。 方案一 數(shù)碼管顯示： 6 圖 11 數(shù)碼管顯示方案 此方案利用數(shù)碼管顯示物體重量，簡單可行，可以采用內(nèi)部帶有模數(shù)轉(zhuǎn)換功能的單片機。在未稱重狀態(tài)下系統(tǒng)應(yīng)具備顯示年月日、星期及時鐘功能 。 本課題的主要設(shè)計任務(wù)如下所述： 1）系統(tǒng)可實現(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。該系統(tǒng)可以分為單片機最小系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、人機交互界面系統(tǒng)、電源系統(tǒng)、時鐘及語音報數(shù)六大部分組成。 二 、 具體要求 本課題研究的內(nèi)容是以單片機 STC89C52RC 為控制核心，實現(xiàn)電子秤的基本策略及價格 計算功能。常規(guī)的測試儀器儀表和控制裝置被更先進的智能儀器所取代，使得傳統(tǒng)的電子測量儀器在遠離、功能、精度及自動化水平定方面發(fā)生了巨大變化，并相應(yīng)的出現(xiàn)了各種各樣的智能儀器控制系統(tǒng)，使得科學實驗和應(yīng)用工程的自動化程度得以顯著提高。我國電子衡器從最初的機電結(jié)合型發(fā)展到現(xiàn)在的全電子型和數(shù)字智能型。電子秤與機械秤比較有體積小、重量輕、結(jié)構(gòu)簡單、價格低、實用價值強、維護方便等特點，可在各種環(huán)境工作，重量信號可遠傳，易于實現(xiàn) 重量顯示數(shù)字化，易于與計算機聯(lián)網(wǎng)，實現(xiàn)生產(chǎn)過程自動化，提高勞動生產(chǎn)率。稱重裝置的應(yīng)用已遍及到國民經(jīng)濟各領(lǐng)域，取得了顯著的經(jīng)濟效益。電子秤是電子衡器中的一種，衡器是國家法定計量器具，是國計民生、國防建設(shè)、科學研究、內(nèi)外貿(mào)易不可缺少的計量設(shè)備，衡器產(chǎn)品技術(shù)水平的高低，將直接影響各行各業(yè)的現(xiàn)代化水平和社會經(jīng)濟效益的提高。 本系統(tǒng)的設(shè)計主要從硬件電路設(shè)計，軟件編程調(diào)試，實物焊接調(diào)試三部分進行詳細闡述。 電子稱主要以單片機作為中心控制單元，通過稱重傳感器進行模數(shù)轉(zhuǎn)換單元，在配以鍵盤、顯示電路及強大軟件來組成。 畢 業(yè) 設(shè) 計（論 文） 設(shè) 計（論文）題目： 基于單片機的電子秤系統(tǒng)設(shè)計 學 院 名 稱： 湖南電氣職業(yè)技術(shù)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(zhuǎn)換技術(shù)、計算機技術(shù)、信息處理、數(shù)字技術(shù)等技術(shù)綜合一體的現(xiàn)代新型稱重儀器。它與我們?nèi)粘Ｉ罹o密結(jié)合息息相關(guān)。電子稱不但計量準確、快速方便，更重要的自動稱重、數(shù)字顯示，對人們生活的影響越來越大，廣受歡迎。硬件電路主要是基于單片機 AT89S52為核心的控制單元實現(xiàn)數(shù)據(jù)的處理，采用壓力傳感器對數(shù)據(jù)進行采集，電子秤專用 24 位 AD 轉(zhuǎn)換芯片 HX711 對傳感器采集到的模擬量進行 AD轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)送到單片機進行處理顯示，數(shù)據(jù)顯示由 LCD1602 液晶實現(xiàn)，液晶顯示效果穩(wěn)定無閃爍 關(guān)鍵詞： AT89S52 單片機；電子秤；壓力傳感器； HX711 2 目錄 摘要 ........................................................... 1 目錄 ........................................................... 2 第 1 章 緒論 ..................................................... 4 課題背景與研究意義 ............................................4 系統(tǒng)設(shè)計要求 ..................................................5 系統(tǒng)設(shè)計方案 .................................................5 電子秤的主要組成 ..............................................8 電子秤的基本結(jié)構(gòu) .......................................8 電子秤的工作原理 .......................................8 電子秤的計量性能 .......................................9 第 2 章 系統(tǒng)硬件設(shè)計 ............................................ 10 系統(tǒng)元器件選型及參數(shù)介紹 ....................................10 系統(tǒng)單片機選型 .........................................10 系統(tǒng)傳感器選型 .........................................11 系統(tǒng) AD轉(zhuǎn)換芯片選擇 ....................................12 LCD 字符液晶顯示 .......................................14 系統(tǒng)時鐘芯片選擇 ........................................14 系統(tǒng)硬件電路設(shè)計 ............................................15 系統(tǒng)電源電路設(shè)計 ........................................15 系統(tǒng)單片機主控電路設(shè)計 ..................................16 系統(tǒng)顯示部分電路設(shè)計 ....................................17 系統(tǒng)超重報警指示電路設(shè)計 ................................18 系統(tǒng)按鍵輸入電路設(shè)計 ....................................18 系統(tǒng)硬件電路的繪制與 PCB 線路板制作 ...........................20 Protell 99 SE 軟件介紹 ..................................20 系統(tǒng)原理圖繪制與 PCB 印刷線路板制作 .....................20 第 3 章 系統(tǒng)軟件設(shè)計 ............................................ 23 3 系統(tǒng)主程序流程圖 .............................................23 系統(tǒng)顯示部分流程圖 ...........................................23 系統(tǒng)按鍵調(diào)整部分流程圖 .......................................24 第四章 系統(tǒng)的制作、安裝與調(diào)試 .................................. 25 系統(tǒng)的調(diào)試 ...................................................25 參 考文獻 ...................................................... 26 致謝 .......................................................... 27 附錄 程序代碼 ................................................. 28 4 第 1 章 緒論 課題背景與研究意義 電子秤作 為一種計量手段，廣泛應(yīng)用于工農(nóng)業(yè)、科研、交通、內(nèi)外貿(mào)易等各個領(lǐng)域，與人民的 生活緊密相連。稱重裝置不僅是提供重量數(shù)據(jù)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(chǎn)的自動化和管理的現(xiàn)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(chǎn)品質(zhì)量以及加強企業(yè)管理、改善經(jīng)營管理等多方面的作用。 電子秤是 稱重技術(shù)中的一種新型儀表，廣泛應(yīng)用于各種場合。從世界水平看，衡器技術(shù)已經(jīng)經(jīng)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(jié)合秤，再從集成電路式到目前的單片機系統(tǒng)設(shè)計的電子計價秤?，F(xiàn)今電子衡器制造技術(shù)及應(yīng)用得到了新發(fā) 展：電子稱重技術(shù)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(shù)字測量發(fā)展；測量特點從單參數(shù)測量向多參數(shù)測量發(fā)展。 5 系統(tǒng)設(shè)計要求 一 、 基本要求 設(shè)計 并制作一款基于單片機的電子秤重系統(tǒng) 。本課題在電子稱的基本功能基礎(chǔ)上擴展了電子日歷及時鐘功能。單片機最小系統(tǒng)部分主要包括 STC89C52RC和經(jīng)典復(fù)位電路；數(shù)據(jù)采集部分由稱重傳感器、信號放大和 A/D轉(zhuǎn)換部分組成，信號放大和 A/D 轉(zhuǎn)換部分主要由專用型高精度 24位 AD轉(zhuǎn)換芯片 HX711 實現(xiàn)；人機交互界面為鍵盤輸入和點陣式液晶顯示，主要使用 4*4 矩陣鍵盤和 1602 液晶顯示器，可以方便的輸入數(shù)據(jù)和直觀的顯示數(shù)據(jù)；時鐘模塊主要由時鐘芯片 DS1302和時鐘電路組成；語音報數(shù)模塊可語音報讀電子秤系統(tǒng)的重量、單價、金額等語音內(nèi)容，主要由 SC1010B 電子稱專用語音芯片實現(xiàn)。 ）； 2）系統(tǒng)應(yīng)具備輸入單價，計算總價及語音報價的功能； 3）系統(tǒng)超出最大測量范圍 5Kg 時應(yīng)有報警指示功能（蜂鳴器報警提示）； 4）該電子稱設(shè)計需完成電子日歷及時鐘顯示功能的擴展。 系統(tǒng)設(shè)計方案 結(jié)合所學 知識，通過查找資料和論證，可通過以下方案來實現(xiàn)課題要求實現(xiàn)的指標，各方案介紹如下所述。由此設(shè)計出的電子秤系統(tǒng)，硬件部分簡單，接口電路易于實現(xiàn)，并且在編程時大大減少程序量，在電路結(jié)構(gòu)上只有簡單的輸出輸入關(guān)系。由于數(shù)碼管只能實現(xiàn)簡單的數(shù)字和英文字符的顯示，不能顯示漢字以及其他的復(fù)雜字符，不能達到顯示購物清單的要求。 方案二 在前一種方案的基礎(chǔ)上進行擴展，增加一鍵盤輸入裝置，增加外界對單片機內(nèi)部的數(shù)據(jù)設(shè)定，使電子稱實現(xiàn)稱重計價的功能。在顯示重量時，如果數(shù)碼管沒有足夠的位數(shù)，那么稱量物體重量的精度必受到限制，所以此方案需要較多的數(shù)碼管接入電路中。 方案三 前端信號處理時，選用放大、信號轉(zhuǎn)換等措施 來增加信號采集強度但會增加相應(yīng)的設(shè)計成本； 顯示方面采用具有字符圖文顯示功能的 LCD顯示器。