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电气_基于单片机的高精度电子秤设计.doc
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电气_基于单片机的高精度电子秤设计.doc
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目 录
绪论 ......................................................................3
1.1 称重技术和称重仪器的历史发展.......................................3
1.2 电子秤的组成.......................................................4
1.2.1 电子秤的基本结构 .............................................4
1.2.2 电子秤的工作原理 .............................................4
1.2.3 电子秤的计量性能 .............................................5
1.3 本论文研究主要内容.................................................5
1.3.1 基本内容 .....................................................5
1.3.2 具体要求 .....................................................5
2 高精度电子秤系统方案设计...............................................6
2.1 系统方案设计.......................................................6
2.2 控制器选型.........................................................7
2.2.1 AT89S52 管脚说明..............................................7
2.3 数据采集模块选型..................................................10
2.3.1 压力传感器原理 ..............................................10
2.3.2 压力传感器选型 ..............................................11
2.4 调理电路选型......................................................13
2.5 显示器选型........................................................14
3 硬件设计..............................................................15
3.1 电源电路设计......................................................15
3.2 单片机控制电路设计................................................15
3.3 显示部分电路设计..................................................17
3.4 系统超重报警指示电路设计..........................................17
3.5 系统按键输入电路设计..............................................18
3.6 系统总电路原理图..................................................19
4 软件设计..............................................................21
4.1 主程序流程图......................................................21
4.2 系统显示部分流程图................................................21
4.3 系统按键调整部分流程图............................................22
基于单片机的高精度电子秤设计
摘要:称重技术自古以来就和人们的生活息息相关,其被广泛应用于工业、农业、交通、科研、内外贸易等各
个领域,因此也成为了人们生活中不可缺少的一部分。随着科学技术的发展与人类生产力的不断提高,人们对计量
准确度的要求也越来越高。因此,担任绝大多数称重任务的电子秤,现在也受到越来越多的重视。称重技术的技术
水平直接影响着现代化和专业水平,以及社会经济效益的提高。近年来,电子称重技术取得了突飞猛进的发展,电
子称重技术也发挥着越来越重要的作用,其应用领域也在不断地扩大。特别是由于商业用电子称具有精度高,反应
灵敏,结构简单等特点,已经被广泛应用于工业和商业贸易,轻工食品,医药和卫生等各个方面。现如今,电子称
正在逐步取代目前较常使用的机械秤。这就促使电子秤的研究需要进一步的深入。
本系统的设计主要从硬件电路设计,软件编程调试,实物焊接调试三部分进行详细阐述。硬件电路主要是基于
单片机 AT89S52 为核心的控制单元实现数据的处理,采用压力传感器对数据进行采集,电子秤专用 24 位 AD 转换芯
片 HX711 对传感器采集到的模拟量进行 AD 转换,转换后的数据送到单片机进行处理显示,数据显示由 LCD1602 液
晶实现。
关键词:电子称;单片机;称重传感器;HX711
High precision electronic scale design based on MCU
Abstract: Since ancient times, the weighing technology is closely related with people's lives. It is widely used in
various fields of industry, agriculture, transportation, scientific research, internal and external trade. So it has also become an
indispensable part of people's lives. With the development of science and technology and the continuous improvement of
human productivity, measurement accuracy requirements are also increasing. Therefore, the electronic scales which takes the
vast majority of weighing tasks, has also got more and more attention. The accuracy of weighing technology requirements are
increasingly high, electronic products, technology level, directly influences the level of modernization and professions to
improve the economic benefits of the society. In recent years, the electronic weighing technology achieved rapid
development, electronic weighing in the metrology area also plays more and more important position, and its applications are
constantly expanding. Especially, because of its commercial electronic with high accuracy, senstive reaction, simple structure,
etc, have been widely applied in industry and commerce trade, light food, medicine and health, etc. At present, mechanical
scales are gradually replaced by electronic, this has led to the further study of electronic. Electronic scales are one of the
electronic weighing instruments.
The design of this system gives it’s elaboration from 3 parts: Hardware circuit design, software program debugging and
entity weld debugging.
Hardware circuit reaches data processing by the control unit which based on AT89S52,and gathers data by weighting
sensor ,then makes AD transform by HX711 to the data gathered, and the transformed data then transferred to AT89S52 for
display processing, at last LCD1602 would show it out steadily without twinkling
Key words : electronic scales ; MCU ; weighing sensor ; HX711
绪论
1.1 称重技术和称重仪器的历史发展
称重技术自古以来就受到全世界各地区人们的重视。在古代由于没有完善的称重技术,导致在
商品贸易进行时没有统一的标准,在各行各业的劳动生产过程中也达不到一个固定的精确度,从而
制约了生产力的发展。现在称重技术已经成为了一种计量手段被广泛应用于工业、农业、交通、科
研等各个领域,与我们的日常生活紧密相连。
电子秤是电子衡器中的一种,衡器是国家法定计量器具,是关系到国计民生、国防建设、科学
研究、内外贸易等等领域所不可缺少的计量设备。通常,衡器产品技术水平的高低,将会直接影响
到各行各业的现代化水平和社会经济效益的提高。
电子秤的发展过程经历了由简单到复杂,由粗糙到精密、再由机械到机电结合、最后到全电子
化、由单一功能到多功能的过程。尤其是近 30 年以来,工艺流程中的现场称重、配料定量称重、以
及产品质量的监测等工作,都已离不开电子秤。这是由于电子秤不仅能给出质量或重量的信号,而
且也能作为总系统中的一个检测和控制的单元,从而推进工业生产和贸易交往的自动化和合理化。
近年来,电子秤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,为电子秤的发展奠定了基础,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%称量准确度的电子秤,并在 7 0 年代中期约对 75%的机械秤进行了机电结
合式的电子化改造。
称重装置不仅是提供重量数据的单体仪表,而且作为工业控制系统和商业管理系统的一个组成
部分,推进了工业生产和管理过程中的自动化以及现代化。称重装置能够缩短作业的时间、能够改
善操作的条件、还能够降低生产材料的消耗以及能产能源的浪费、提高产品质量的同时加强企业的
经营管理。称重装置的应用已经非常普遍,几乎涵盖了国民经济的各领域,并且取得了显著的经济
效益。
因此,称重技术的研究和衡器工业的发展各国都非常重视。在 50 年代中期,电子技术被应用于
推动了衡器制造业的发展。60 年代初期出现机电结合式电子衡器以来,到现在的 40 多年里,电子
衡器有了很大的改变。最初,我国的的电子衡器以机电结合型为主,现如今已经被全电子型和数字
智能型的衡器所取代。如今电子衡器制造技术及应用有了新的发展趋势。电子称重技术更注重动态
称重,而非静态称重:计量方法也趋向于数字测量,而非模拟测量;测量特点也是向多参数测量发
展,取代单参数测量。快速称重和动态称重更是成为了研究与应用的重点。通过分析近年来电子衡
器产品的发展情况及国内外市场的需求,电子衡器总的发展趋势是小型化、模块化、集成化、智能
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omyligaga
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