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基于单片机的电子秤的设计与实现本科毕业论文设计.doc
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基于单片机的电子秤的设计与实现本科毕业论文设计.doc
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1
本科毕业论文
基于单片机的电子秤的设计与实现
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2
第一章 绪论 ...............................................................................................................................1
1.1 研究目的和意义..............................................................................................................1
1.2 电子称重系统的应用领域..............................................................................................1
1.3 主要工作以及论文结构 ..................................................................................................2
第二章 系统方案论证与选型 ...................................................................................................3
2.1 控制器部分......................................................................................................................3
2.2 数据采集部分..................................................................................................................4
2.2.1 传感器的选择..........................................................................................................4
2.2.2 放大电路选择...........................................................................................................6
2.2.3 A/D 转换器的选择...................................................................................................7
2.2.4 键盘处理部分方案论证...........................................................................................8
2.3 显示电路部分的选择 ......................................................................................................9
2.4 超量程报警部分选择 ......................................................................................................9
2.4.1 电源模块方案选型................................................................................................9
第三章 硬件电路设计 .............................................................................................................10
3.1 AT89S52 的最小系统电路 ............................................................................................10
3.1.1 单片机芯片 AT89S52 介绍 ...................................................................................10
3.1.3 AT89S52 的最小系统电路构成 ............................................................................11
3.2 电源电路设计 .............................................................................................................12
3.3 数据采集部分电路设计 ................................................................................................12
3.6.1 LED 结构与原理 ........................................................................................................14
3.6.2 动态显示 LED 显示器接口......................................................................................15
3.4 键盘电路与 AT89S52 单片机接口电路设计...............................................................16
键盘电路与 AT89C51 的接口电路设计........................................................................16
3.5 报警电路的设计 ............................................................................................................17
第四章 系统软件设计 .............................................................................................................18
4.1 主程序设计....................................................................................................................18
4.2 子程序设计....................................................................................................................19
4.2.1 A/D 转换启动及数据读取程序设计.....................................................................19
4.2.2 显示子程序设计.....................................................................................................20
4.2.3 键盘输入控制程序的设计....................................................................................20
4.2.4 报警子程序的设计.................................................................................................21
第五章 总结 .............................................................................................................................23
参考文献 ...................................................................................................................................23
附录 1 系统总图..................................................................................................................25
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基于单片机的电子秤的设计与实现
1
第一章 绪论
1.1 研究目的和意义
传统的机械秤有很多缺点,比如精度不高,结构复杂,易老化,成本
高等。随着社会的发展,市场对秤的要求的越来越高,尤其是人体秤、厨
房秤等各类便携式小型秤。电子秤与传统的机械秤相比有许多优越性,它
用压力传感器取代机械秤的弹簧大大减小了秤的体积和制造难度,以 LCD
或 LED 显示屏取代传统的刻度盘使外形更加美观,由于内部集成了单片机
以及软件系统,电子秤还拥有传统机械秤无法比拟的智能性。他可以完成
过载报警,总价计算,数据通信等众多功能。
目前市场上使用的称量工具,或者结构复杂,或者运行不可靠,且成
本高,而且整体水平不高 ,部分小型企业质量差且技术薄弱,设备不全,
缺乏产品的开发能力,产品质量在低水平徘徊。因此,有针对性的开发出
一套具有实用价值的电子秤系统,从技术上克服上述诸多缺点,改善电子
秤应用中的不足之处,具有现实意义。
1.2 电子称重系统的应用领域
电子秤是电子衡器中的一种,衡器是国家法定计量器具,是国计民生、
国防建设、科学研究、内外贸易不可缺少的计量设备,衡器产品技术水平
的高低,将直接影响各行各业的现代化水平和社会经济效益的提高。电子
秤的应用领域主要分为工业计量和民用消费类。在工业计量应用领域有电
子天平,珠宝秤,市场计价秤等;而民用秤主要有厨房秤,人体秤,便携
式口袋秤等。工业计量应用对精度要求较高,而民用消费类的应用对精度
的要求不高,但对秤的外观,智能性,便携性却有很高的要求。
1.3 主要工作以及论文结构
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基于单片机的电子秤的设计与实现
2
本课题的主要设计思路是:利用压力传感器采集因压力变化产生的电
压信号,经过电压放大电路放大,然后再经过模数转换器转换为数字信号,
最后把数字信号送入单片机。单片机经过相应的处理后,得出当前所称物
品的重量及总额,然后再显示出来。此外,还可通过键盘设定所称物品的
价格。
在设计期间,本人努力查阅相关资料,对称重的基本原理以及各软件、
硬件模块做了认真的分析、研究。根据性能成本考虑,在以下几方面做了
仔细的分析研究,主要有:系统模块的划分、A/D 精度的考虑、单片机与
外围模块的接口电路以及电子秤应用程序的实现等。
论文的结构如下:
第二章 叙述了系统的方案论证以及硬件设备的选型。
第三章 详细叙述了硬件电路的设计过程,主要是各个模块的具体设计过
程,以及各部分性能指标的要求和实现。
第四章 叙述了该设计软件部分的设计思路,主要是主程序和各个子程序
的详细设计方案。
第五章 叙述了该设计仿真和调试结果。
第六章 论文工作的总结。
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基于单片机的电子秤的设计与实现
3
第二章 系统方案论证与选型
按照本设计功能的要求,本设计大致可分为五个模块:数据采集模块、
信号放大模块、模数转换模块、单片机控制模块、人机交换模块。(其中
人机交换模块中包括:声光报警、LCD 显示、键盘输入)系统设计总体方
案框图如图 2-1 所示。
图 2-1 设计思路框图
测量部分是利用称重传感器检测压力信号,得到微弱的电信号(本设
计为电压信号),而后经处理电路(如滤波电路,差动放大电路,)处理后,
送 A/D 转换器,将模拟量转化为数字量输出。控制器部分接受来自 A/D 转
换器输出的数字信号,经过复杂的运算,将数字信号转换为物体的实际重
量信号,并将其存储到存储单元中。控制器还可以通过对扩展 I/O 的控制,
对键盘进行扫描,而后通过键盘散转程序,对整个系统进行控制。数据显
示部分根据需要实现显示功能。
2.1 控制器部分
本设计由于要求必须使用单片机作为系统的主控制器,而且以单片机
为主控制器的设计,可以容易地将计算机技术和测量控制技术结合在一起,
组成新型的只需要改变软件程序就可以更新换代的“智能化测量控制系
统”。这种新型的智能仪表在测量过程自动化、测量结果的数据处理以及
功能的多样化方面,都取得了巨大的进展。再则由于系统没有其它高标准
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