手提数字显示电子秤设计课程设计(论文)

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1、武汉理工大学《专业综合》课程设计说明书课程设计任务书题目：手提数字显示电子秤设计初始条件：具备电子电路的设计知识和能力；具备单片机系统的设计方法；具备单片机软件编程技术；熟悉单片机常用软件的使用；要求完成的主要任务：其电路构成主要有测量电路，差动放大电路，A/D转换，显示电路。其中测量电路中最主要的元器件就是电阻应变式传感器。电阻应变式传感器是传感器中应用最多的一种，广泛应用于电子秤以及各种新型结构的测量装置。而差动放大电路的作用就是把传感器输出的微弱的模拟信号进行一定倍数的放大，以满足A/D转换器对输入信号电平的要求。A/D转换的作用是把模拟

2、信号转变成数字信号，进行模数转换，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。（1）用电阻应变式传感器（2）重范围为5kg（3）电路由测量电桥，差动放大电路，A/D转换电路，显示电路组成时间安排：设计时间2周，其中3天原理设计，3天仿真，3天电路调试，1天答辩指导教师签名：年月日系主任（或责任教师）签名：年月日武汉理工大学《专业综合》课程设计说明书目录摘要21.手提数字显示电子秤总体设计方案31.1数字显示电子称的组成31.2电阻应变片传感器工作原理32.系统具体实现设计52.1测量电路设计52.2差分放大电路设计52.3A

3、/D芯片的选型和实现63.系统主要电路设计74.系统程序设计85.心得体会9参考文献10附录：11本科生课程设计成绩评定表2222武汉理工大学《专业综合》课程设计说明书摘要本文介绍了一种简单手提数字显示电子秤的设计，系统主要利用了电阻应变片传感器来将物体重量转化为相应的电信号，然后经过差分放大电路将微小的电信号进行线性放大，只有由A/D转换电路采集放大后的信号，再将采集的数字信息传送给单片机，由单片机将数字信号通过数码管显示出来，从而完成系统电子称的设计。整个系统中关键的元件是电阻应变式传感器，由传感器感知外界信息并将其转化为便于处理的电信号。

4、此外系统包含了基本信号放大和处理电路，以及需要熟练掌握单片机程序调试的方法和技巧。关键词：电阻应变式传感器，A/D转换，单片机22武汉理工大学《专业综合》课程设计说明书1.手提数字显示电子秤总体设计方案1.1数字显示电子称的组成首先，数字显示电子称需要一个重量传感器，利用这个传感器将物体的质量信号转换为电信号，然后再利用一些测量电路，差动放大电路，A/D转换和显示电路，即可构成一个简易的数字电子称。其具体实现框图1.1如下：显示电路A/D转换电路差分放大电路电阻应变传感器单片机作为系统控制器图1.1数字显示电子称基本结构图1.2电阻应变片传感器

5、工作原理整个系统设计的核心元件是电阻应变式传感器，其基本组成是由弹性敏感元件、电阻应变计、补偿电阻和外壳组成。弹性敏感元件受到所测量的力而产生变形，并使附着其上的电阻应变计一起变形，电阻应变计就会将变形值转换为电阻值的变化，从而通过具体电路就会转换为电信号的变化。电阻应变片应用在电桥中主要有三种接法，即单臂桥、半桥和全桥。以下以图1.2单臂桥电路来说明电阻应变片传感器的应用原理。R2R4R3图1.2单臂桥电路22武汉理工大学《专业综合》课程设计说明书应变片单臂桥如图1.2所示，桥臂AD为工作臂，接应变片；R1为应变片静态电阻，为工作时应变片电阻

6、的变化量。此变化量可以是正值，称之为正应变，此时应变片承受拉应变，图中符号箭头向上表示为正应变；当变化量为负值时，称之为负应变，此时应变片承受压应变。单桥臂只有一个桥臂接应变片，其它桥臂均接性能参数稳定的标准电阻，为便于进行简化分析，一般都是先取，按照电路理论分析，可得电桥的输出表达式如下：（式1-1),由式1-1得到单臂桥输出表达式为：（式1-2）单臂电桥的灵敏度为（式1-3）当时，由式1-2和式1-3可得，，由该关系，输出与输入呈近似线性关系，输出电压与应变量成正比，应变量越大，则输出电压越大，也即将物体的重量信息转化为电阻应变片上的应变量

7、，进而转化为输出电压信号的变化，最终经过后续的信号差分放大电路，A/D测量电路，以及单片机控制电路和显示电路，即完成了数字显示电子称设计。22武汉理工大学《专业综合》课程设计说明书1.系统具体实现设计2.1测量电路设计测量电路中主要电路结构类似上图1.2所示，主要由电阻应变片传感器将物体重量信号转为电信号的变化。系统为了提高灵敏度，采用全桥电路实现。当系统输入电压，输出电压，则输出电压大小随应变量的成线性变化，物体越重，应变量越大，输出电压随之增大，则测量输出电压的大小，即可知物体重量。2.2差分放大电路设计由于通过电阻应变式传感器转换的得到的

8、电信号比较小，为此设计差分放大电路将微小信号进行线性放大，便于后续中A/D转换进行采集和处理。差放电路具体实现可通过运放来实现，由于考虑到微小信号的放