简易电子秤电路设计.doc

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1、摘要随着计量技术和电子技术的发展，传统纯机械结构的杆秤、台秤、磅秤等装置逐步被淘汰。而电子秤是将传感器技术、信息处理、电子技术等技术综合一体的现代新型称重仪器。电子秤计量准确、快速方便，并且能实现自动称重和数字显示。本作品主要以STC89C52单片机为控制核心，针对电子秤的自动称重、单价设置、金额计算与累加和去皮功能进行设计。电子秤由六个功能模块组成，传感器模块、信号调理模块、单片机控制模块、报警模块、显示模块和按键模块。本设计由电阻应变片桥式传感器进行数据采集，所得差模信号经HX711型芯片的放大和转换，再由单片机的控制和处理，最后在

2、显示屏上显示重量、单价和金额等。该设计很好的完成了设计要求，效率高，误差较小。关键词：电子秤；STC89C52单片机；电阻应变片桥式传感器；HX711目录1方案论证与比较11.1传感器模块方案11.2信号调理模块方案11.3单片机控制模块方案11.4显示模块方案21.5按键模块方案21.6报警模块方案22理论分析与计算32.1电阻应变片传感器32.2HX711信号处理模块42.3STC89C52单片机控制模块42.4LCD1602显示42.5443系统硬件设计43.1电阻应变片电桥电路53.2HX711信号调理电路63.3单片机控制系统

3、电路63.4显示电路与单片机接口电路73.5按键电路与单片机接口电路73.6蜂鸣器超重报警系统电路84系统软件设计85系统调试95.1测试方法与仪器95.1.1测试方法95.1.2测试仪器95.2数据测试与分析96总结10参考文献101方案论证与比较1.1传感器模块方案采用电阻应变片桥式传感器。它主要由弹性体和电阻应变片等组成，部线路采用惠更斯电桥。当弹性体承受载荷产生形变时，电阻应变片受到拉伸或压缩而产生变形后，它的阻值将发生变化（增大或减小），从而使电桥失去平衡，产生相应的差动信号，供后续电路测量和转换。在制作传感器时，一般采用细砂

4、纸对构件进行交叉打磨，如有条件可采用喷砂处理。当贴片位置固定后，取适量胶液均匀涂刷在被粘处表面，将应变计表面准确粘贴在试件表面。要判断粘贴层是否有气泡和杂质，敏感栅有无断栅和变形。应变片粘贴前后的阻值变化，绝缘电阻等是否符合要求。该方案测量精度高，较为稳定，可操作性强。1.2信号调理模块方案方案一：采用24位AD转换芯片HX711。HX711部不仅集成了信号放大模块，而且包含了一款高精度的24位A/D转换器。同时，HX711部还集成了完成放大和转换功能所需要的一些外围电路，例如电源电路和时钟振荡电路等。它与单片机的接口电路简单，不需要对

5、芯片部的寄存器进行编程。方案二：采用AD620仪用放大器和ADS1100型A/D转换器。AD620通过外接电阻来设置放大倍数，增益围可调，精度较高。ADS1100是一款全差分输入、有自校准功能的16位模数转换器。将这两个模块连接形成电路，可以完成设计指标。综上：方案二电路连接复杂，元器件使用较多；方案一精确度高，成本低，抗干扰能力强且响应迅速。故选择方案一。1.3单片机控制模块方案本设计采用STC89C52单片机作为核心控制中心。STC89C52单片机是一种低功耗、高性能、抗干扰超强的CMOS8位微控制器。该器件与工业标准的MCS-51

6、指令集和输出管脚完全兼容，同时，与其他51系列单片机相比部存储空间更大，指令执行速度更快。1.4显示模块方案方案一：采用LCD液晶显示。液晶显示器利用液晶的物理特性，通过电压对显示区域进行控制，有电就显示。其画质高且不会闪烁，和单片机的接口更加简单可靠，操作更加方便，耗电量低，可以显示字符。方案二：采用LED数码管显示。它是一种常用的显示器件，部由8个发光二极管构成，其中7个组成字形“8”，另一个显示小数点。使用时，只要引出它们的公共电极就可以。综上：方案二显示的信息有限，容易闪烁，功耗高，数码管级联复杂且成本较高；方案一显示信息量大且

7、质量较高，功耗低，使用周期长，人机交换界面美观。故选择方案一。1.5按键模块方案方案一：采用4采用4条I/O线作为行线，4条I/O线作为列线组成键盘。在行线和列线的每一个交叉点上设置按键，不能直接连通。利用矩阵键盘可以显示0-9数字、小数点和5个功能键。在需要的按键数量较多时，采用矩阵法连接键盘比较合理。方案二：采用intel8279专用键盘处理芯片。它含有键盘输入和显示器输出两种功能。芯片本身能完成对按键的编码、扫描、消抖和重键等处理。是一种通用的可编程键盘、显示接口器件。综上：考虑到成本因素，方案二可能不是最佳选择。方案一相对专用芯

8、片可以节省成本，灵活性更强。故选择方案一。1.6报警模块方案报警电路是由单片机的I/O口来控制的，当称重物体的重量超过系统设计所允许的重量时，通过程序使单片机的I/O值为高电平，使蜂鸣器发出报警声。2理论分