【正文】 辨率20000碼的情況，漂移要小于1181。而A/D轉(zhuǎn)換的輸入電壓要求為0～2V，因此放大環(huán)節(jié)要有100倍左右的增益。當(dāng)彈性體受力變形時(shí)，應(yīng)變片的敏感柵也隨同變形，其電阻值發(fā)生相應(yīng)變化，通過(guò)轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換為電壓或電流的變化。1 零點(diǎn)溫度系數(shù) Zero temperature coefficient %./10℃ 177。 滯后 Hysteresis 重復(fù)性 Repeatability 蠕變 Creep %./30min 177。該稱重傳感器主要由彈性體、電阻應(yīng)變片電纜線等組成，其工作原理如圖22所示： 圖22稱重傳感器原理圖表21 壓力傳感器主要技術(shù)指標(biāo)準(zhǔn)確度等級(jí) Accuracy class C3 額定載荷Rated load kg 15 靈敏度 Sensitivity mV/V 177。綜合考慮,本設(shè)計(jì)采用SP20CG501電阻應(yīng)變式傳感器, ，具有過(guò)載保護(hù)裝置。重量誤差應(yīng)控制在177。傳感器的量程應(yīng)根據(jù)皮帶秤的最大流量來(lái)選擇。其公式如下公式21：C＝K0K1K2K3(Wmax＋W)/N (21)C—單個(gè)傳感器的額定量程；W—秤體自重；Wmax—被稱物體凈重的最大值；N—秤體所采用支撐點(diǎn)的數(shù)量；K0—保險(xiǎn)系數(shù)，～；K1—沖擊系數(shù)；K2—秤體的重心偏移系數(shù)；K3—風(fēng)壓系數(shù)。但在實(shí)際使用時(shí)，由于加在傳感器上的載荷除被稱物體外，還存在秤體自重、皮重、偏載及振動(dòng)沖擊等載荷，因此選用傳感器量程時(shí)，要考慮諸多方面的因素，保證傳感器的安全和壽命。傳感器量程的選擇可依據(jù)秤的最大稱量值、選用傳感器的個(gè)數(shù)、秤體的自重、可能產(chǎn)生的最大偏載及動(dòng)載等因素綜合評(píng)價(jià)來(lái)確定。 數(shù)據(jù)采集部分電子秤的數(shù)據(jù)采集部分主要包括稱重傳感器、處理電路和A/D轉(zhuǎn)換電路，因此對(duì)于這部分的論證主要分三方面。我們最終選擇了AT89S52這個(gè)比較常用的單片機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的功能要求。此外價(jià)格低廉、性能比較穩(wěn)定的MCPU，具有8K8ROM、2568RAM、2個(gè)16位定時(shí)計(jì)數(shù)器、4個(gè)8位I/O接口。INTEL公司的8051和8751都可使用，在這里選用ATMENL生產(chǎn)的AT89SXX系列單片機(jī)。這種新型的智能儀表在測(cè)量過(guò)程自動(dòng)化、測(cè)量結(jié)果的數(shù)據(jù)處理以及功能的多樣化方面，都取得了巨大的進(jìn)展。數(shù)據(jù)顯示部分根據(jù)需要實(shí)現(xiàn)顯示功能?？刂破鞑糠纸邮軄?lái)自A/D轉(zhuǎn)換器輸出的數(shù)字信號(hào)，經(jīng)過(guò)復(fù)雜的運(yùn)算，將數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為物體的實(shí)際重量信號(hào)，并將其存儲(chǔ)到存儲(chǔ)單元中。 第二章 系統(tǒng)方案論證與選型按照本設(shè)計(jì)功能的要求，系統(tǒng)由6個(gè)部分組成：控制器部分、測(cè)量部分、報(bào)警部分、數(shù)據(jù)顯示部分、鍵盤(pán)部分、和電路電源部分，系統(tǒng)設(shè)計(jì)總體方案框圖如圖21所示。（一節(jié)5號(hào)電池供電）。主要技術(shù)指標(biāo)為：稱量范圍0～5kg。單片機(jī)經(jīng)過(guò)相應(yīng)的處理后，得出當(dāng)前所稱物品的重量及總額，然后再顯示出來(lái)。另外由于實(shí)際應(yīng)用當(dāng)中，稱可以有一定量的過(guò)載，但不能超出要求的范圍，為此我們還設(shè)計(jì)了過(guò)載提示和聲光報(bào)警功能。 微控制器技術(shù)、傳感器技術(shù)的發(fā)展和計(jì)算機(jī)技術(shù)的廣泛應(yīng)用，電子產(chǎn)品的更新速度達(dá)到了日新月異的地步?，F(xiàn)有的便攜秤為桿秤或以彈簧、拉伸變形來(lái)實(shí)現(xiàn)計(jì)量的彈簧秤,居民用戶使用的基本是桿秤。（3）分度數(shù)：衡器的測(cè)量范圍被分成若干等份，總份數(shù)即為分度數(shù)用n表示。（2）分度值：電子秤的測(cè)量范圍被分成若干等份，每份值即為分度值。 電子秤的計(jì)量性能電子秤的計(jì)量性能涉及的主要技術(shù)指標(biāo)有：量程、分度值、分度數(shù)、準(zhǔn)確度等級(jí)等。運(yùn)算結(jié)果送到內(nèi)存貯器，需要顯示時(shí)，CPU發(fā)出指令，從內(nèi)存貯器中讀出送到顯示器顯示，或送打印機(jī)打印。 電子秤的工作原理當(dāng)被稱物體放置在秤體的秤臺(tái)上時(shí)，其重量便通過(guò)秤體傳遞到稱重傳感器，傳感器隨之產(chǎn)生力－電效應(yīng)，將物體的重量轉(zhuǎn)換成與被稱物體重量成一定函數(shù)關(guān)系(一般成正比關(guān)系)的電信號(hào)(電壓或電流等)。這部分習(xí)慣上稱載荷測(cè)量裝置或二次儀表。對(duì)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(duì)應(yīng)，并有良好的線性關(guān)系；有較高的靈敏度；對(duì)被稱物體的狀態(tài)的影響要小；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。（2）稱重傳感器 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(jì)量求值的信號(hào)所用的一種輔助手段。 電子秤的組成 電子秤的基本結(jié)構(gòu)電子秤是利用物體的重力作用來(lái)確定物體質(zhì)量（重量）的測(cè)量?jī)x器，也可用來(lái)確定與質(zhì)量相關(guān)的其它量大小、參數(shù)、或特性。電子稱重技術(shù)從靜態(tài)稱重向動(dòng)態(tài)稱重發(fā)展：計(jì)量方法從模擬測(cè)量向數(shù)字測(cè)量發(fā)展；測(cè)量特點(diǎn)從單參數(shù)測(cè)量向多參數(shù)測(cè)量發(fā)展，特別是對(duì)快速稱重和動(dòng)態(tài)稱重的研究與應(yīng)用。60年代初期出現(xiàn)機(jī)電結(jié)合式電子衡器以來(lái)，經(jīng)過(guò)近50年的不斷改進(jìn)與完善，我國(guó)電子衡器從最初的機(jī)電結(jié)合型發(fā)展到現(xiàn)在的全電子型和數(shù)字智能型。因此，稱重技術(shù)的研究和衡器工業(yè)的發(fā)展各國(guó)都非常重視。稱重裝置不僅僅是提供重量數(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(gè)重要組成部分，推進(jìn)了工業(yè)生產(chǎn)的自動(dòng)化和管理的現(xiàn)代化，它起到了縮短作業(yè)時(shí)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(qiáng)企業(yè)管理、改善經(jīng)營(yíng)管理等多方面的作用。河南理工大學(xué)萬(wàn)方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文便攜式電子稱設(shè)計(jì)畢業(yè)論文目 錄前 言 1 電子秤的組成 2 電子秤的基本結(jié)構(gòu) 2 電子秤的工作原理 3 電子秤的計(jì)量性能 3 4第二章 系統(tǒng)方案論證與選型 6 控制器部分 7 數(shù)據(jù)采集部分 7 傳感器的選擇 8 10 A/D轉(zhuǎn)換器的選擇 14 鍵盤(pán)處理部分方案論證 16 17 17第三章 硬件電路設(shè)計(jì) 18 AT89S52的最小系統(tǒng)電路 19 19 20 AT89S52的最小系統(tǒng)電路構(gòu)成 22 電源電路設(shè)計(jì) 23 數(shù)據(jù)采集部分電路設(shè)計(jì) 24 傳感器和其外圍以及放大電路設(shè)計(jì) 24 A/D轉(zhuǎn)換芯片與AT89S52單片機(jī)接口電路設(shè)計(jì) 27 測(cè)量算法 31 32 33 35第四章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 37 38 子程序設(shè)計(jì) 39 A/D轉(zhuǎn)換啟動(dòng)及數(shù)據(jù)讀取 39 40 41 鍵盤(pán)掃描子程序的設(shè)計(jì) 43 44設(shè)計(jì)總結(jié) 46致 謝 47參考文獻(xiàn) 48附 錄 49電源電路： 49 56前 言稱重技術(shù)自古以來(lái)就被人們所重視，作為一種計(jì)量手段，廣泛應(yīng)用于工農(nóng)業(yè)、交通、內(nèi)外貿(mào)易、生活等各個(gè)領(lǐng)域，與人民的生活密切相連。電子秤是電子衡器中的一種，衡器是國(guó)家法定計(jì)量器具，是國(guó)計(jì)民生、科學(xué)研究、內(nèi)外貿(mào)易不可缺少的計(jì)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(huì)經(jīng)濟(jì)效益的提高。稱重裝置的應(yīng)用已遍及到國(guó)民經(jīng)濟(jì)各領(lǐng)域，取得了顯著的經(jīng)濟(jì)效益。50年代中期電子技術(shù)的滲入推動(dòng)了衡器制造業(yè)的發(fā)展?，F(xiàn)今電子衡器制造技術(shù)及應(yīng)用得到了新發(fā)展。電子秤是電子衡器中的一種，衡器是國(guó)家法定計(jì)量器具，是國(guó)計(jì)民生、國(guó)防建設(shè)、科學(xué)研究、內(nèi)外貿(mào)易不可缺少的計(jì)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(huì)經(jīng)濟(jì)效益的提高。不管根據(jù)什么原理制成的電子秤均由以下三部分組成：（1）承重、傳力復(fù)位系統(tǒng) 它是被稱物體與轉(zhuǎn)換元件之間的機(jī)械、傳力復(fù)位系統(tǒng)，又稱電子秤的秤體，一般包括接受被稱物體載荷的承載器、秤橋結(jié)構(gòu)、吊掛連接部件和限位減振機(jī)構(gòu)等。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、聲表面諧振式）或是利用磁彈性、壓電和壓阻等物理效應(yīng)的傳感器。（3）測(cè)量顯示和數(shù)據(jù)輸出的載荷測(cè)量裝置即處理稱重傳感器信號(hào)的電子線路（包括放大器、模數(shù)轉(zhuǎn)換、電流源或電壓源、調(diào)節(jié)器、補(bǔ)嘗元件、保護(hù)線路等）和指示部件（如顯示、打印、數(shù)據(jù)傳輸和存貯器件等）。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)。此信號(hào)由放大電路進(jìn)行放大、經(jīng)濾波后再由模/數(shù)（A/D）器進(jìn)行轉(zhuǎn)換，數(shù)字信號(hào)再送到微處器的CPU處理，CPU不斷掃描鍵盤(pán)和各種功能開(kāi)關(guān)，根據(jù)鍵盤(pán)輸入內(nèi)容和各種功能開(kāi)關(guān)的狀態(tài)進(jìn)行必要的判斷、分析、由儀表的軟件來(lái)控制各種運(yùn)算。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。（1）量程：電子衡器的最大稱量Max，即電子秤在正常工作情況下，所能稱量的最大值。用e或d來(lái)表示。電子衡器的最大稱量Max可以用總分度數(shù)n與分度值d的乘積來(lái)表示，即Max = nd（4）準(zhǔn)確度等級(jí)國(guó)際法制計(jì)量組織把電子秤按不同的分度數(shù)分成Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四類等級(jí)，分別對(duì)應(yīng)不同準(zhǔn)確度的電子秤和分度數(shù)n的范圍，如表11所示：表11電子秤等級(jí)分類標(biāo)志及等級(jí)電子秤種類分度數(shù)范圍特種準(zhǔn)確度基準(zhǔn)衡器n 100 000高準(zhǔn)確度精密衡器10 000 n ≤100 000中準(zhǔn)確度商業(yè)衡器1 000 n ≤10 000普通準(zhǔn)確度粗衡器100 n ≤1 000目前,臺(tái)式電子秤在商業(yè)貿(mào)易中的使用已相當(dāng)普遍,但存在較大的局限性：體積大、成本高、需要工頻交流電源供應(yīng)、攜帶不便、應(yīng)用場(chǎng)所受到制約。彈簧盤(pán)秤制造工藝要求較高,彈簧的疲勞問(wèn)題無(wú)法徹底解決,一旦超過(guò)彈簧彈性限度,彈簧秤就會(huì)產(chǎn)生很大誤差,以至損壞,影響到稱重的準(zhǔn)確性和可靠性,只是一種暫時(shí)的代用品,也被列入逐漸取消的行列。本系統(tǒng)在設(shè)計(jì)過(guò)程中，除了能實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的基本功能外，還增加了打印和通訊功能，可以實(shí)現(xiàn)和其他機(jī)器或設(shè)備（包括上位PC機(jī)和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)設(shè)備），系統(tǒng)的微控制器部分選擇了兼容性比較好的AT89系列單片機(jī)，在系統(tǒng)更新?lián)Q代的時(shí)候，只需要增加很少的硬件電路，甚至僅僅刪改系統(tǒng)控制程序就能夠?qū)崿F(xiàn)。綜上所述,本課題的主要設(shè)計(jì)思路是：利用壓力傳感器采集因壓力變化產(chǎn)生的電壓信號(hào)，經(jīng)過(guò)電壓放大電路放大，然后再經(jīng)過(guò)模數(shù)轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，最后把數(shù)字信號(hào)送入單片機(jī)。此外，還可通過(guò)鍵盤(pán)設(shè)定所稱物品的價(jià)格。精度等級(jí)Ⅲ級(jí)。這種高精度智能電子秤體積小、計(jì)量準(zhǔn)確、攜帶方便,集質(zhì)量稱量功能與價(jià)格計(jì)算功能于一體,能夠滿足商業(yè)貿(mào)易和居民家庭的使用需求。壓力傳感器A/D轉(zhuǎn)換器放大電路AT89S52單片機(jī)鍵盤(pán)LCD顯示語(yǔ)音顯示圖21設(shè)計(jì)思路框圖測(cè)量部分是利用稱重傳感器檢測(cè)壓力信號(hào)，得到微弱的電信號(hào)（本設(shè)計(jì)為電壓信號(hào)），而后經(jīng)處理電路（如濾波電路，差動(dòng)放大電路，）處理后，送A/D轉(zhuǎn)換器，將模擬量轉(zhuǎn)化為數(shù)字量輸出?？刂破鬟€可以通過(guò)對(duì)擴(kuò)展I/O的控制，對(duì)鍵盤(pán)進(jìn)行掃描，而后通過(guò)鍵盤(pán)散轉(zhuǎn)程序，對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行控制。 控制器部分本設(shè)計(jì)由于要求必須使用單片機(jī)作為系統(tǒng)的主控制器,而且以單片機(jī)為主控制器的設(shè)計(jì)，可以容易地將計(jì)算機(jī)技術(shù)和測(cè)量控制技術(shù)結(jié)合在一起，組成新型的只需要改變軟件程序就可以更新?lián)Q代的“智能化測(cè)量控制系統(tǒng)”。再則由于系統(tǒng)沒(méi)有其它高標(biāo)準(zhǔn)的要求，又考慮到本設(shè)計(jì)中程序部分比較大，根據(jù)總體方案設(shè)計(jì)的分析，設(shè)計(jì)這樣一個(gè)簡(jiǎn)單的的系統(tǒng)，可以選用帶EPROM的單片機(jī)，由于應(yīng)用程序不大，應(yīng)用程序直接存儲(chǔ)在片內(nèi)，不用在外部擴(kuò)展存儲(chǔ)器，這樣電路也可簡(jiǎn)化。AT89SXX系列與MCS51相比有兩大優(yōu)勢(shì)：第一，片內(nèi)存儲(chǔ)器采用閃速存儲(chǔ)器，使程序?qū)懭敫臃奖?；第二，提供了更小尺寸的芯片，使整個(gè)硬件電路體積更小。這些配置能夠很好地實(shí)現(xiàn)本儀器的測(cè)量和控制要求。AT89S52內(nèi)部帶有8KB的程序存儲(chǔ)器，基本上已經(jīng)能夠滿足我們的需要。 傳感器的選擇在設(shè)計(jì)中,傳感器是一個(gè)十分重要的元件,因此對(duì)傳感器的選擇也顯的特別的重要,不僅要注意其量程和參數(shù),還有考慮到與其相配置的各種電路的設(shè)計(jì)的難以程度和設(shè)計(jì)性價(jià)比等等。一般來(lái)說(shuō)，傳感器的量程越接近分配到每個(gè)傳感器的載荷，其稱量的準(zhǔn)確度就越高。傳感器量程的計(jì)算公式是在充分考慮到影響秤體的各個(gè)因素后，經(jīng)過(guò)大量的實(shí)驗(yàn)而確定的。本設(shè)計(jì)要求稱重范圍0～5kg，根據(jù)傳感器量程計(jì)算公式（）可知： C＝11（20＋）／1 (22)＝為保證電子秤稱量結(jié)果的準(zhǔn)確度，克服傳感器