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毕业设计(论文)--基于单片机的电子天平的设计.doc
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毕业设计
课 题 基于单片机的电子天平的设计
专 业 测控技术与仪器
年 级
姓 名 学 号
学 院(系)院长(签字)
指 导 教 师 (签字)
年 月 日
基于单片机的电子天平的设计
I
摘 要
天平是国家法定计量器具,在生活中,需求十分的广泛。电子天平是称重技术中的
一种新型仪表,广泛应用于各种场合。电子天平与机械天平比较有体积小、重量轻、结
构简单、价格低、实用价值强、维护方便、精度高等特点,可在各种环境工作,重量数
据可通过通信方式远程传输,易于实现重量显示数字化,易于与计算机联网,而且可以
计算总价等实现生产过程自动化,提高劳动生产率。本设计采用STC89C52单片机作为核
心主控芯片,实现称重、计算价格等主控功能。并采用128*64汉字液晶显示模块显示称
重重量、单价、总价等信息。采用高精度电阻应变式压力传感器以及电子天平专用模拟
/数字(A/D)转换器芯片HX711对传感器信号进行调理转换,采用4*4矩阵键盘进行人机
交互,键盘容量大,操作便捷。同时,具有超量程LED报警功能。
关键词:电子天平,STC89C52单片机,液晶显示,A/D转换
基于单片机的电子天平的设计
II
ABSTRACT
Balance is the national legal measuring instruments,demand is very wide in
life.Electronic balance weighing instrument is a new technology, widely used in various
occasions.Electronic balance and mechanical balance has small volume, light weight, simple
structure, low cost, practical strong, easy maintenance, high precision, and can work in
various environments, the weight data through the communication of remote transmission,
easy to achieve weight digital display, easy to network with computer, and can calculate the
total price, the realization of the production process automation, improve labor productivity.
This design uses STC89C52 microcontroller as the core control chip, realize weighing,
calculation of price of main control function. And by using 128*64 Chinese characters LCD
module display weighing weight, unit price, total price information. Using high-precision
resistance strain pressure sensor and the electronic balance special analog / digital (A/D)
converter chip hx711 conditioning conversion on the sensor signal, the 4*4 matrix keyboard
keyboard human-computer interaction, large capacity, convenient operation. At the same time,
has overrange alarm function LED.
Keywords: electronic balance, STC89C52 MCU, LCD display, A/D conversion
基于单片机的电子天平的设计
III
目 录
1 绪论 ....................................................................................................................................................... 1
1. 1 选题背景及其意义 .................................................................................................................... 1
1. 2 本课题研究内容 ........................................................................................................................ 2
1. 3 本课题设计思路 ........................................................................................................................ 2
1. 4 功能描述 .......................................................................................................................................3
2 基于单片机的电子天平的硬件设计.....................................................................................4
2. 1 基于单片机的电子天平的硬件方案设计............................................................................ 4
2. 2 称重传感器....................................................................................................................................4
2. 3 电子天平专用 24 位 AD 转换芯片 HX711 及其电路.......................................................... 6
2. 4 单片机 STC89C52 及其电路...................................................................................................... 8
2. 5 液晶屏电路..................................................................................................................................12
2. 6 矩阵键盘电路..............................................................................................................................14
2. 7 声光报警电路..............................................................................................................................15
2. 8 电源电路.......................................................................................................................................15
3 Protel 硬件开发软件...................................................................................................................16
3. 1 Protel 软件组成.......................................................................................................................16
3. 2 PCB 板设计..................................................................................................................................18
4 软件设计..............................................................................................................................................21
4. 1 主程序设计..................................................................................................................................21
4. 2 子程序设计..................................................................................................................................22
5 下载、调试与使用..........................................................................................................................23
5. 1 USB 转串口驱动安装................................................................................................................23
5. 2 下载程序.......................................................................................................................................23
5.3 上电运行.......................................................................................................................................25
5.4 键盘操作说明 ...........................................................................................................................25
5.5 常用使用步骤.............................................................................................................................26
6 结论........................................................................................................................................................27
参考文献................................................................................................................................................. 28
致谢 ...........................................................................................................................................................29
附录 ...........................................................................................................................................................30
基于单片机的电子天平的设计
1
1 绪论
称重的技术自古以来就为人们所重视,作为一种计量手段,广泛应用于工农业、科
研、交通、内外贸易等各个领域,与人民的生活紧密相连。电子天平是电子衡器中的一
种,衡器乃国家法定的计量器具,是内外贸易、科学研究、国防建设、国计民生等必不
能或缺的计量设备,衡器产品技术的水平高低,会影响各行各业的现代化水准和提高社
会经济效益。
电子天平的发展过程与其它事物一样,也经历了由简单到复杂,由粗糙到精密、由
机械到机电结合再到全电子化、由单一功能到多功能的过程。
近年来,电子天平已愈来愈多地参与到数据处理和过程控制中。现代称重技术和数
据系统已经成为工艺技术、储运技术、预包装技术、收货业务及商业销售领域中不可缺
少的组成部分。随着称重传感器各项性能的不断突破,为电子天平的发展奠定了其础,
国外如美国、西欧等一些国家在2 0世纪6 0年代就出现了0 .1%称量准确度的电子天平,
并在7 0年代中期约对75%的机械天平进行了机电结合式的电子化改造
[1]
。
目前,台式电子天平在商业贸易中的使用已相当普遍,但存在较大的局限性:体积
大、成本高、携带不便、应用场所受到制约。现有的便携天平为杆天平或以弹簧、拉伸
变形来实现计量的弹簧天平,居民用户使用的基本是杆天平。弹簧盘天平制造工艺要求
较高,弹簧的疲劳问题无法彻底解决,一旦超过弹簧弹性限度,弹簧天平就会产生很大
误差,以至损坏,影响到称重的准确性和可靠性,只是一种暂时的代用品,也被列入逐
渐取消的行列。
电子天平与机械天平比较有体积小、重量轻、结构简单、价格低、实用价值强、维
护方便、精度高等特点,可在各种环境工作,重量数据可通过通信方式远程传输,易于
实现重量显示数字化,易于与计算机联网,而且可以计算总价等实现生产过程自动化,
提高劳动生产率。
1.1 选题背景及其意义
随着单片机的出现,因其体积小、功能强、价格低廉而得到广泛应用,同时随着我
国经济的飞速发展,单片机在越来越多的领域中得到了很好的应用。观察几年以来各家
厂商的销售地区比重,可以发现中国大陆市场比重逐渐提升,而在国内单片机多应用于
电话、Caller ID、玩具与LCD等产品,预计在未来,销货至大陆的比重仍将持续增加。
在中国产品应用领域十分广泛,也与人民生活越来越密切
[2]
。经研究表明近几年电子衡
器产品的发展情况以及其国内外市场的需求,电子衡器总体的发展趋势为小型化、模块
化、集成化、智能化;它的技术性能趋于速率高、准确度高、稳定性高、可靠性高;而
且,它的功能趋向是体现称重计量的控制信息和非控制信息并重的“智能化”功能;在
此大环境下,电子天平它的应用性能趋向为综合性和组合性。不仅仅,可以称重,还能
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