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简易数字电子秤的设计 随着人们生活水平的提高，人们越来越多地使用电子支付。在这项工作中，我们主要以商业会议的需要为设计了一个数字电子秤。电子秤具有灵敏度高、性能稳定、价格低廉等优点。选择平衡梁电子适应性传感器。该传感器具有高灵敏度、线性度和连续性。hx711是一个24位的特殊移植芯片，具有集成度高、速度快、抗干扰性强等优点，降低了电子秤的制造成本，提高了整体机的性能和可靠性。 1 显示电路.hx212在压力传感作用下. 数字电子秤系统结构如图1所示, 可分为单片机控制电路、A/D转换电路、复位电路、传感器电路、时钟电路、LED显示电路、滤波电路等几部分组成.总体来说有复位电路、时钟电路和滤波电路构成单片机的最小系统.传感器主要是将压力转化为电信号, 传感器内部的电阻应变片受到压力而发生应变, 电阻发生微小变化, 通过全桥测量电路将电阻的微小变化转化成电压的变化, HX 711将信号调整到A/D能采集的范围, 然后由A/D进行采集, 接着把采集到的24位高低电平通过DOUT送到单片机进行处理 (如调零和定标等) , 单片机处理后, 把数字信号输送到显示电路中, 由显示电路输出测量结果. 2 应变片响应时间 应变片式电阻传感器是以应变片为传感器元件, 它具有以下优点:精度高, 测量范围广;使用寿命长, 性能稳定可靠;结构简单、尺寸小、重量轻, 因此在测量时, 对工件工作状态及应力分布影响小;频率响应特性好.应变片响应时间约为100ns;可在高低温、高速、高温、强烈振动、强磁场、核辐射和化学腐蚀等恶劣环境条件下工作;应变片种类繁多, 价格便宜.电阻应变片的工作原理是基于电阻应变效应, 即在导体产生机械形变时, 它的电阻值相应发生变化.应变片式电阻传感器应用很广.本设计采用的是梁式力传感器, 该传感器结构简单、灵敏度高.适用于小压力测量. 电阻应变片有丝式和箔式.设有一根长为l的电阻丝, 它在未受力时的原始电阻值为, 电阻丝在外力的作用下, 将引起电阻的相对变化为, 其中ε=Δl/l为电阻丝的轴向应变.可见在电阻丝拉伸比例极限内, 电阻的相对变化与应变成正比, 可通过电阻或电压的变化测应变, 从而测量重量. 3 测量电路 3.1 桥式测量电路 应变式传感器常用的测量电路有单臂电桥、差动半桥和差动全桥, 其中差动全桥的灵敏度是单臂电桥的四倍, 且能消除电桥的非线性误差, 并可消除温度误差等共模干扰.故本设计中采用4片应变片组成差动全桥, 如图2所示.桥式测量电路有四个电阻, 其中任何一个都可以是电阻应变片电阻, 电桥的一个对角线接入工作电压Vcc, 另一个对角线位输出电压Vo.其特点是:当四个桥臂电阻达到相应关系时, 电桥输出为零, 或者就有电压输出, 可用灵敏检流计来测量, 所以电桥能够精确地测量微小的电阻变化.应变电阻作为桥臂电阻接在电桥电路中.无压力时, 电桥平衡, 输出电压为零;有压力时, 电桥的桥臂电阻值发生变化, 电桥失去平衡.全桥测量电路中, 将受力性质相同的两片应变片接入电桥对边.当应变片初始阻值:R 1=R2=R3=R4, 其变化值Δ 1=ΔR2=ΔR3=ΔR4时, 其桥路输出电压Vo=KVccq. 3.2 hx213接口电路 根据设计要求, 系统要求输出的电流信号为20~1000mA, 步进为1mA, 且要求显示数值, 因此, 给定量的执行元件A/D转换器至少需要10位的转换精度.结合系统的设计要求, 并考虑到单片机的I/O接口资源紧张等因素, 最终确定选用HX 711量化精度能达到1/40961/1000, 完全能达到设计的精度要求.HX 711接口电路如图3所示. HX 711是一款专为高精度称重传感器而设计的24位A/D转换器芯片.与同类型其它芯片相比, 该芯片集成了包括稳压电源、片内时钟振荡器等其它同类型芯片所需要的外围电路, 具有集成度高、响应速度快、抗干扰性强等优点, 降低了电子秤的整机成本, 提高了整机的性能和可靠性.该芯片与后端MCU芯片的接口和编程非常简单, 所有控制信号由管脚驱动, 无需对芯片内部的寄存器编程.输入选择开关可任意选取通道A或通道B, 与其内部的低噪声可编程放大器相连.通道A的可编程增益为128或64, 对应的满额度差分输入信号幅值分别为±20mV或±40mV.通道B则为固定的64增益, 用于系统参数检测.本设计选择的是通道A.芯片内提供的稳压电源可以直接向外部传感器和芯片内的A/D转换器提供电源, 系统板上无需另外的模拟电源.芯片内的时钟振荡器不需要任何外接部件.上电自动复位功能简化了开机的初始化过程. 3.3 用软件进行调零和定标 本设计采用STC 89C 52为主控芯片, 用软件进行调零和定标, 即只需对程序进行修改.对比在AD转换电路外加调理电路来说, 用软件调零方便, 清