基于单片机的电子秤设计(1).doc

基于单片机的电子秤设计 学 院： 信息科学与工程学院 班 级： 姓 名： 学 号： 指导教师： 时 间： 目 录 序言 第一章 任务和指标 1.1 设计任务 1.2设计指标 1.3设计思路 第二章 系统模块功能与选型 2.1 控制器部分 2.2 数据采集部分 2.2.1 传感器的选择 2.2.2 放大电路的选择 2.2.3 A/D转换器的选择 2.2.4 键盘的设计及选择 2.3 显示电路部分的选择 第三章 硬件电路的设计 3.1 AT89C51的最小系统电路 3.1.1 单片机芯片AT89C51简介 3.1.2 单片机管脚说明 3.1.3 AT89C51的最小系统电路构成 3.2 电源电路设计 3.3 数据采集部分电路设计 3.3.1 传感器和其外围以及放大电路设计 3.3.2 A/D转换芯片与AT89C51单片机接口电路设计 3.3.3 测量算法 3.4 显示电路与AT89C51单片机接口电路设计 3.5 键盘电路与AT89C51单片机接口电路设计 第四章 系统软件设计 4.1程序设计框图 4.2 C51程序 第五章 设计总结 参考文献 序言 称重技术自古以来就被人们所重视，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。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，推进了工业生产的自动化和管理的现代化，它起到了缩短作业时间 、改善操作条件、降低能源和材料的消耗、提高产品质量以及加强企业管理、改善经营 管理等多方面的作用。称重装置的应用已遍及到国民经济各领域，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。 50年代中期电子技术的渗入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，经过40多年的不断改进与完善，我国电子衡器从最初的机电结合型发展到 现在的全电子型和数字智能型。现今电子衡器制造技术及应用得到了新发展。电子称重 技术从静态称重向动态称重发展：计量方法从模拟测量向数字测量发展；测量特点从单 参数测量向多参数测量发展，特别是对快速称重和动态称重的研究与应用。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、智能化；其技术性能趋向是速率高、准确度高、稳定性高、可靠性高 ；其功能趋向是称重计量的控制信息和非控制信息并重的"智能化"功能；其应用性能趋 向于综合性和组合性。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。 第一章 任务和指标 1.1 任务 单片机电子计价秤： 设计重量检测、处理与显示电路，对5种以上不同单价的商品进行称量、计价和打印及键 盘参数设置、数据上传等功能。 1.2 指标 电子秤的计量性能涉及的主要技术指标有：量程、分度值、分度数、准确度等级等 。 （1）量程：电子衡器的最大称量Max，即电子秤在正常工作情况下，所能称量的最 大值。 （2）分度值：电子秤的测量范围被分成若干等份，每份值即为分度值。用e或d来表 示。 （3）分度数：衡器的测量范围被分成若干等份，总份数即为分度数用n表示。 电子衡器的最大称量Max可以用总分度数n与分度值d的乘积来表示，即Max = n d 1.3 设计思路 目前,台式电子秤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、需要工频交流电源供应、携带不便、应用场所受到制约。现有的便携秤为杆秤或 以弹簧、拉伸变形来实现计量的弹簧秤,居民用户使用的基本是杆秤。弹簧盘秤制造工艺 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,弹簧秤就会产生很大误 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。 微控制器技术、传感器技术的发展和计算机技术的广泛应用，电子产品的更新速度达到 了日新月异的地步。本系统在设计过程中，除了能实现系统的基本功能外，还增加了打 印和通讯功能，可以实现和其他机器或设备（包括上位PC机和数据存储设备）交换数据 .除此之外，系统的微控制器部分选择了兼容性比较好的AT89系列单片机，在系统更新换 代的时候，只需要增加很少的硬件电路，甚至仅仅删改系统控制程序就能够实现。 综上所述,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 【电子秤设计基础】 电子秤的设计是基于单片机技术，通常用于商业交易、工业生产等领域，具有重要的计量和管理作用。本设计的目标是构建一个能够处理多种商品、具有称重、计价、打印和数据上传功能的电子计价秤。 ### 设计任务 设计的核心是构建一个能够检测和处理重量信息的电路，并且能够适应多种商品的单价计算。电子秤应具备以下功能： 1. **重量检测**：通过传感器采集重量信号。 2. **数据处理**：对传感器信号进行放大、A/D转换，以便单片机处理。 3. **显示**：实时显示重量和计价结果。 4. **键盘交互**：允许用户设置参数，如商品单价。 5. **打印功能**：打印称重和计价信息。 6. **数据上传**：能够将数据传输到其他设备或系统。 ### 技术指标 电子秤的关键技术指标包括： 1. **量程**：最大称量能力，决定了电子秤的适用范围。 2. **分度值**：测量单位，表示每一份的重量。 3. **分度数**：测量范围内的等分数量。 4. **准确度等级**：衡量电子秤测量精度的标准。 ### 设计思路 设计思路以微型控制器（如AT89C51）为核心，选用合适的传感器、放大电路、A/D转换器、键盘和显示设备。考虑到现有电子秤的局限性（如体积大、成本高、携带不便），本设计追求小巧、便捷和高效，采用微控制器技术，实现电子秤的智能化，增加通讯功能，使其能够与其他设备联网。 ### 硬件电路设计 1. **单片机最小系统**：包括单片机AT89C51及其供电、复位和晶振电路，确保单片机正常运行。 2. **电源电路**：提供稳定电源，满足系统各部件的工作需求。 3. **数据采集**：选择合适的压力传感器，通过放大电路增强信号，再由A/D转换器转化为数字信号供单片机处理。 4. **显示电路**：连接单片机，显示重量和计价结果。 5. **键盘电路**：与单片机接口，实现用户输入和设置。 ### 软件设计 1. **程序设计框图**：规划软件流程，包括数据采集、处理、显示和通信等模块。 2. **C51程序**：编写针对AT89C51的固件，实现电子秤的各项功能。 ### 发展趋势 随着科技的进步，电子秤正朝着小型化、模块化、集成化和智能化方向发展，提高速度、精度、稳定性和可靠性。其功能不仅限于基本的称重，还包括控制和信息管理，广泛应用在多个领域，提升了效率和经济效益。 基于单片机的电子秤设计涵盖了电子技术、传感器技术、微控制器应用、电路设计和软件编程等多个方面，旨在打造一款高效、准确、多功能的现代电子衡器。