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基于 ATmega16 单片机的数字电子秤的设计

摘要：本设计是采用 AVR 单片机作为微控制器，结合压力传感器、AD7705、LCD1602

实现的一种高精度多功能数字电子秤。文章详细介绍了系统的硬件电路组成以及软件的开发

流程。本设计具有体积小、成本低、精确度高、可靠性高等特点。

0 引言

随着电子技术和自动化测量技术的不断发展，传统的称重系统在功能、精度、性价比

等方面已难以满足人们的需要，尤其在智能化、便携式、对微小质量的测量方面更显得力不

从心。近年来，新型单片机的出现和集成电路技术的发展为更新产品设计，研制高性价比的

称重控制器提供了条件。本设计采用 AVR 单片机为控制核心，结合电阻应变式压力传感器

和相应的信号采集电路，设计出一种高精度、多功能、低成本的新型电子秤。

1 系统总体设计

首先由称重传感器采集因压力变化而产生的电压信号，通过 A/D 转换器将模拟信号转

换为数字信号，把数字信号送入 AVR 单片机，单片机做相应的处理后，得到当前物体重量

的数据，并通过 LCD 显示出来。系统硬件结构如图 1 所示。

系统硬件电路包括 A/D 转换模块、4×4 矩阵键盘模块、LCD 模块和蜂鸣器报警模块;

软件模块又可分为主程序模块、矩阵键盘扫描模块、A/D 转换模块和 LCD1602 模块。

2 系统硬件设计

2.1 AVR 单片机

本设计是选用 AVR 系列单片机中的 ATmega16 作为微控制器。ATmega16 是基于增强

型 AVR RISC 结构的低功耗 8 位 CMOS 微控制器。由于其先进的指令集和单时钟周期指令

执行时间，ATmega16L 的数据吞吐量高达 1MIPS/MHz，在片内集成了 16kB 的可编程

FLASH，512B 的 E2PROM，1kB 的片内 SDRAM。在外设方面，具有两个可编程的串行

UART，8 路 10 位 ADC，四通道 PWM，并支持 SPI、TWI、JTAG 接口，允许 ATmega16L

和其他外设进行高速的数据传输。

2.2 称重传感器

电阻应变式称重传感器是把电阻应变计粘贴在弹性敏感元件上，然后以适当方式组成

电桥的一种将力(重量)转换成电信号的传感器。在电阻应变式称重传感器中通过桥式电路将

电阻的变化转换为电压变化。电阻应变式称重传感器工作原理如图 2 所示。

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