基于单片机控制的电子秤课程设计毕业设计（论文）.doc

目 录 第一章、设计方案简介 …………………………………………………… 01 设计内容……………………………………………………………… 01 设计要求……………………………………………………………… 01 实验流程图…………………………………………………………… 01 第二章、测量系统的电路分析……………………………………………… 04 传感器系统…………………………………………………………… 04 放大系统…………………………………………………………………04 模数转换……………………………………………………………… 06 显示系统…………………………………………………………………08 第三章、单片机的主控程序……………………………………………… 09 单片机89C2051芯片…………………………………………………… 09 电子秤工作流程……………………………………………………… 10 第四章、设计结果 ………………………………………………………… 15 电子秤工作流程……………………………………………………… 15 电子秤原理图………………………………………………………… 16 第五章、设计评述 ………………………………………………………… 17 心得体会…………………………………………………………… 17 第六章、参考文献 ………………………………………………………… 18 参考相关资料………………………………………………………… 18 第七章、元器件清单……………………………………………………… 18 设计方案简介 数字电子称通过传感器将被测物体的重量转换成模拟的电压信号，较小的电压信号通过应用放大系统进行准确、线性的放大，以满足模数转换器对输入信号电平的要求。放大电路采用四运放集成电路LM324中的三个运放组成的仪表用放大电路。仪表用放大器具备足够大的放大倍数、高输入电阻和高共模抑制比的特点。放大后的模拟电压信号经过模数转换电路变成数字量，模数转换电路采用模数转换芯片7107实现。然后把数字信号输送到显示电路中去，最后由显示电路显示出测量结果，显示电路采用四块分立的七段LED显示电路进行显示。本设计中通过改变放大电路的增益，从而达到转换量程的目的。由于被测物体的重量相差较大，根据不同的侧重范围要求，需对量程进行切换。 设计内容 制作一个具有数字显示功能的数字电子称； 调试数字电子称的歌单元电路及系统电路； 掌握数字电路的设计、组装与调试方法； 熟悉集成电路7107的使用方法； （5）采用电阻应变式传感器； 设计要求 (1)测量范围： 0~19.99kg (2)用数字显示被测重量，小数点位置对应不同的量程显示。 实验流程图 图20 小型电子秤的系统构成 本系统采用了低功能单片机89C2051作为测量仪表的核心，使得整个系统结构简单，功能强大，性价比高。 电子秤测量系统的工作原理: 仪表通电后，在秤重过程中由货物重量经荷重传感器的信号转换，输出相应的毫伏电压，这个微弱信号通过运算放大器放大和标度变换转送A/D转换器。本系统的A/D转换器采用了V/F型积分转换器，它将输入的模拟信号转换成相应的以脉冲序列方式的频率输出。单片机89C2051严格控制每一次采样时间，保持每一次计数的闸门时间间隔的一致性。单片机通过应用程序,把当次的采样频率f进行标度转换形成显示器可使用的串行代码数据。在测量荷重期间，系统可随时接受人机对话请求。人机对话仅通过键盘接受校正值。 校正有两个内容，其一，“零点校正”，按“设置”键，将空负荷下的采样值记录下来存入EEPROM型号为24LC02B；其二，“斜率校正”，将标准重量（砝码）作为秤重对象放入托盘，按“校正”键，单片机将采样值记录下来并通过计算将新的斜率存入EEPROM型号为24LC02B。这两种校正的方法如下： （1）零点校正：电子秤的长期使用，由于传感器，放大器的零点漂移，使得出厂时调整好的零点发生偏移而导致秤重时引起恒定误差Δ，经过“设置”键校正，实际上把零漂值存储起来，以后每次侧重时采样值调整： Xy = Xi - Δ 去除零漂误差。 （2）斜率校正：系统除了零点漂移不可避免外，秤重机构的灵敏度，放大器的增益也会受到使用时间的影响而发生变化，斜率校正实际上是满度调整。 关系式： K =f / Xy 其中，可K为斜率， f 为采样频率，Xy荷重。 图21 斜率校正 第二章 测量系统的电路分析 1、传感器 电子秤传感器的测量电路通常使用电桥测量电路，它将应变阻值的变化转换为电压或电流的变化，这就是可用的输出信号。 电桥电路有四个电阻组成，如下