本科毕业设计之单片机电子秤毕业设计.doc

单片机电子秤毕业设计 摘 要 在设计系统时，为了更好地采用模块化设计法，分步的设计各个单元功能模块，系统的硬件部分可以分为最小系统、数据采集、人机交互界面和系统电源四大部分，所以用51系列单片机AT89S52为控制核心，实现电子秤的基本控制功能。最小系统部分主要包括AT89S52和扩展的外部数据存储器；数据采集部分由压力传感器、信号的前级处理和A/D转换部分组成，包括运算放大器和A/D转换器；人机交互界面为键盘输入和LED显示，可以方便的输入数据和直观的显示中文。系统电源以LM317和LM337为核心设计电路以提供系统正常工作电源。软件部分应用单片机汇编语言进行编程，实现了该设计的全部控制功能。该电子秤可以实现基本的称重功能（称重范围为0～9.999Kg，重量误差不大于±0.005Kg）,并发挥部分的显示购物清单的功能，可以设置日期和设定十种商品的单价， 还具有超量程和欠量程的报警功能。整个系统结构简单，使用方便，功能齐全，精度高，具有一定的开发价值。 关键词：AT89S52单片机；A/D转换器；LED显示 1? 引言 ??称重技术自古以来就被人们所重视。公元前，人们为了对货物交换量进行估计，起初采用木材或陶土制作的容器对交换货物进行计量。以后，又采用简单的秤来测定质量。据考证，世界上最古老的计量器具出土于中东和埃及，最古老的衡器和砝码出自于埃及。秤是最普遍、最普及的计量设备，电子秤取代机械秤是科学技术发展的必然规律。低成本、高智能化的电子秤无疑具有极其广阔的市场前景。 21世纪，电子产品变得越来越丰富，给人们带来了很多很多的方便，其中电子秤成了人们生活中不可缺少的一部分。大大小小的市场电子秤能够完成许多工作，为人们节省了时间，提高了工作效率。 在超市里的一台电子秤，它能很精确的称出商品的重量，还能去除皮重，更主要的是，它其中预存了超市里商品的单价，当称出商品的重量后，电子秤马上就能算出价格，不管几种商品都能一一累加，最后列出清单，可以说非常的智能化，而且非常的精确。 2系统方案的设计 2.1电子秤设计的基本要求 ????? 1电子秤称重范围：0～9.999Kg ????? 2 LED显示 ??? ?2.2? 设计方案论证及选择 ?????? 方案一： 通过秤重电桥产生电压信号，经放大电路把信号放大后输入A/D转换芯片进行A/D转换，由于此芯片可直接用于数字显示，故转换后的数字量直接用数码显示器进行显示。此方案的优点是外部电路非常简单，能实现较高的精度。缺点是无法对A/D转换进行控制。 显示电路 ? A/D转换电路 ? 放大电路 ? 数据采集电路 ? 方案一方框图 方案二 通过称重电桥产生电压信号，经放大电路把信号放大后输入A/D转换芯片进行数据转换，再将得到的数字信号送至单片机进行处理并送入LED显示。此方案的优点是可控制性好，电路简单，原理思路清晰，LED的硬件电路也比数码管简单,且技术领先于数码管,能提高产品档次，采用单片机对采集的数据稍加处理,能通过软件在一定程度上弥补与调试硬件所无法避免的数据抖动，使最终所测得的数据更可靠、参考性更强，而且单片机的价钱也不算昂贵，在设计组所能承受的范围之内。 单 片 机 ? 自动换挡电路 ? 显示电路 ? A D 转 换 ? 放大电路 ? 数据采集电路 ? ?SHAPE? ? ?? 方案二方框图 所以综合各方面条件我们选择方案二作为最终设计方案。 3 硬件电路的设计 ??? ?3.1电阻应变式传感器的选择 应变式电阻传感器的工作原理：当导体或半导体受到外力作用时，会产生机械变形，从而导致阻值变化。导体与半导体的电阻与电阻率及其几何尺寸有关。当导体受外力作用时，电阻率及几何尺寸的变化会引起电阻的变化。因此，通过测量电阻值的大小，就可以反映外界力的大小。 电阻型应变片传感器的测量电路可采用桥式测量电路（图3.1）。桥式测量电 路有四个电阻，其中任何一个电阻均可以是应变片。 应变片式电阻传感器按其测量电路（桥式）可分为单臂式、半桥式、全桥式三种。 所谓半桥，即将电桥的四臂接入四应变片。其中：一片受拉，一片受压，另外两应变片不受力。全桥是两片受拉，两片受压，故灵敏度比半桥式的大一倍。 本方案采用全桥式传感器。 ?? 3.2三运放大电路的设计 本次课程设计中，需要一个放大电路，我们将采用三运放大电路（图3），主要的元件就是三运放大器。在许多需要用A/D转换和数字采集系统中，多数情况下，传感器输出的模拟信号都很微弱，必须通过一个模拟放大器对其进行一定倍数的放大，才能满足A/D转换器对输入信号电平的要求，在此情况下，就必须选择一种符合要求的放大器。??? 图（3）三运放大电路结构图?? 为使系统产生的误差更小，传统上，设计秤重、测力、转矩及压力测量系统时，输出的数据更精确广泛采用全桥接电阻传感器的