基于51单片机电子秤设计资料.pdf_51单片机电子秤资源-CSDN文库

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电子秤是日常生活中常用的称重设备，广泛应用于超市、大中型商场、物流配送中心。

电子秤在结构和原理上取代了以杠杆平衡为原理的传统机械式称量工具。相比传统的机械式

称量工具，电子秤具有称量精度高、装机体积小、应用范围广、易于操作使用等优点，在外

形布局、工作原理、结构和材料上都是全新的计量衡器。

微电子技术的发展为电子秤提出了改进的空间。电子秤向着简单、便宜发展，智能化、

精确的电子秤成为了人们的追求。本简易电子秤以常见的 AT89C51 为核心，以电阻应变片采

集应变数据，通过 HX711 放大并进行 AD 转换供单片机处理，用 LCD1602 显示所测量的重量，

同时本电子秤系统还提供单价设置进行求价格的计算以及去皮功能，通过一些简单低成本的

元器件就完成了一个功能齐全的电子秤的制作，将传统电子秤的成本进行了缩减。

关键词：电阻应变片 AT89C51 HX711 电子秤

第一章方案与论证

一、方案类型

（一）方案一

通过单片机为主控芯片，用应变片采集应变数据，通过专用仪表放大器 INA128 对采集到

的信号进行放大，在配上模数转换芯片对放大了的模拟信号转化为数字信号，传入单片机中

进行数据处理，找出函数关系并转化关系。通过数字信号转化为重量值显示在 LDC1602 上，

同时通过键盘进行数据输入，输入单价、去皮等功能。通过蜂鸣器和二极管实现超额报警功

能。

（二）方案二

以单片机为主控芯片，应变片采集应变数据，将放大和模数转换用 HX711 芯片来同时进

行实现，将模拟量传入主控芯片单片机中进行数据转换，通过函数关系转换为重量显示到 LED

上或者 LCD1602 上，同时通过键盘按键进行数据输入，输入单价、去皮等功能，并通过蜂鸣

器进行数据处理。

（三）方案三

运用 PLC 作为主控制器，PLC 运用广泛，它具有接线简单，通用性好，编程简单，使用

方便，可连接为控制网络系统，易于安装，便于维护等优点。

二、方案论证与选定

运用 51 单片机作为主控芯片，AT89C51 是一种高效微控制器。它为很多嵌入式控制系统

提供了一种灵活性高且价廉的方案。但方案一中，放大和AD 转换模块为独立模块，它们的独

立设计费事费力且还会存在误差较大的情况。相比于方案一，方案二一 HX711 作为放大和 AD

转换芯片，简化了电路结构。HX711 是一款专为高精度电子秤设计的 24 位 AD 转换器芯片。

与同类型其他芯片相比，该芯片集成了包括文雅电源、片内时钟振荡器等其它同类型芯片所

需要的外围电路，具有集成度高、响应速度快、抗干扰性强等优点。精度方面很好的满足了

题目中的要求，相比于方案一，方案二根据可行性。

方案三采用 PLC 作为主控芯片，但其价格昂贵，违背了我们制作电子秤的简单、便捷、

便宜的原则，所以我们并没考虑选用 PLC 作为主控芯片。

综合考虑后，我们决定选择方案二来进行本简易电子秤系统的设计与制作。通过精度、

价格、简单程度出发考虑，方案二是最合适的。

（一）传感器部分设计

传感器应题目要求选用电阻应变片，是用于测量应变的元件。它能将机械构件上应变的

变化转换为电阻变化。为了减少测量误差，本简易电子秤系统采用全桥差动形式，全桥差动

测量电路不仅没有非线性测量误差，且电压灵敏度是单臂电阻应变片工作时的四倍，运用全

桥差动

[1]

使得本电子秤系统更加稳定和可靠。

图 2-3 全桥差动电路

（二）主控芯片

主控芯片是电子秤的核心部分，它能接受转换后的传感器信号，同时也能扫描接受到键

盘的输入信号，计算价格后控制显示器的输出，能够实现去皮功能，当超过称重量量程时还

要控制报警装置报警。

本简易电子秤选用 AT89C51 作为主控芯片，AT89C51 是一种带 4K 字节 FLASH 存储器的低

电压、高性能 CMOS 8 位微处理器，俗称单片机。AT89C2051 是一种带 2K 字节闪存可编程可

擦除只读存储器的单片机。单片机的可擦除只读存储器可以反复擦除 1000 次。该器件采用

ATMEL 高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的 MCS-51 指令集和输出管脚相兼容。

由于将多功能 8 位 CPU 和闪速存储器组合在单个芯片中，ATMEL 的 AT89C51 是一种高效微控

制器，AT89C051 是它的一种精简版本。AT89C51 单片机为很多嵌入式控制系统提供了一种灵

活性高且价廉的方案。

51 单片机的操作简单，功能强大，价格便宜。运用 51 单片机作为主控芯片可以减少成

本，而且制作简便，能够实现本系统的所有功能，是一个不错的选择。

（三）放大与 AD 转换模块

在系统总体设计时，我们考虑到了将放大与 AD 转换作为单独的模块进行设计，但是思考

后发现这其中还有更好的选择。HX711 是一款专为高精度电子秤而设计的 24 位 A/D 转换器芯

片。与同类型其它芯片相比，该芯片集成了包括稳压电源、片内时钟振荡器等其它同类型芯

片所需要的外围电路，具有集成度高、响应速度快、抗干扰性强等优点。同时 HX711 还自带

放大功能，可选增益为 64 和 128 两种。运用 HX711 保证了题目要求的高精度，可实现精度误

差控制在 01g 以内，保证了我们完成题目的要求。

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回家看雪369

2023-02-18

发现一个宝藏资源，资源有很高的参考价值，赶紧学起来~
qq_52718048

2024-04-22

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lansedezhihui

2023-06-17

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