电子秤设计与制作

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1、华南理工大学广州学院目录1设计的任务与要求………………………………………………………………………21.1设计基本概述…………………………………………………………………………21.2设计要求………………………………………………………………………………22.方案论证与选择…………………………………………………………………………22.1电子称的系统方案……………………………………………………………………23压力传感器……………………………………………………………………………33．1应变片…………………………………………………………

2、……………………43．2惠斯通电桥…………………………………………………………………………44.放大电路………………………………………………………………………………65A/D转换模块………………………………………………………………………76LCD12864显示电路……………………………………………………………………87系统电路总图及原理……………………………………………………………………88总结………………………………………………………………………………………89.创新创意设计以及后续开发10．参考文献……………………………

3、……………………………………………………　9附录A：元器件清单……………………………………………………………………１010华南理工大学广州学院1设计的任务与要求1．1任务的基本概述设计并制作一个以电阻应变片为称重传感器的简易电子秤，电子秤的结构如右图所示。铁质悬臂梁固定在支架上，支架高度不大于40cm，支架及秤盘的形状与材质不限。悬臂梁上粘贴电阻应变片作为称重传感器。1.2要求（1）电子秤可以数字显示被称物体的重量，单位克（g）；（10分）（2）电子秤称重范围5.00g~500g；重量小于50g，称重误差小于0.5g；重量在

4、50g及以上，称重误差小于1g；（50分）（3）电子秤可以设置单价（元/克），可计算物品金额并实现几种物品金额的累加；（15分）（4）电子秤具有去皮功能，去皮范围不超过100g；（15分）（5）其他。（10分）（6）设计报告：（20分）项目主要内容满分方案论证比较与选择，方案描述3理论分析与计算系统相关参数设计5电路与程序设计系统组成，原理框图与各部分的电路图，系统软件与流程图5测试方案与测试结果测试结果完整性，测试结果分析5设计报告结构及规范性摘要，正文结构规范，图表的完整与准确性。2总分20*说明（1）铁质悬臂梁可用磁铁

5、检验，悬臂梁上所用电阻应变片的种类、型号、数量自定。（2）测试时以符合称重误差的砝码为重量标准。10华南理工大学广州学院2.方案论证2.1电子称的系统方案电子秤系统方案：电子秤的系统流程图：被测物体→压力传感器→放大电路→AD转换模块→51单片机（算法）←键盘↓LCD12864显示模块基本思路：所测重量经过应变片变化转换为电阻变化，再经过测量电路转化为电压变化，经过放大电路放大调节后输出显示得到所需信号。经过对51单片机的编译，对所得信号进行运算处理，得到需要的结果并在LCD12864上显示。MCU的选择：基于对成本的考虑，

6、我们采用了价格低廉的编译空间大的STC12C5A60S2芯片。以便保存较多的中文字符组。使用C52将会出现ROM口空间不够的情况。3压力传感器测量电路电阻应变片把机械应变信号转换成电阻变化后，由于应变量及其应变电阻变化一般都很微小，既难以直接精确测量，又不便直接处理。因此，必须采用转换电路，把应变计的电阻变化转换成电压或电流变化，以便于测量。具有这种转换功能的电路称为测量电路。电桥电路是目前广泛采用的测量电路，常见的直流电桥电路如图2，图2直流电桥电桥输出电压为Uo=U（式1）R1、R2、R3、R4为四个桥臂，当一个臂、两个

7、臂或四个臂接入应变片时，就相应构成了单臂、双臂和全臂工作电桥。下面分别就单臂、半桥和全桥电路进行讨论。10华南理工大学广州学院（1）单臂工作电桥图3单臂工作电桥如图3所示，R1为电阻应变片，R2、R3、R4为固定电阻。应变片未受力时电桥处于平衡状态，R1R3=R2R4,输出电压U0=0，当承受应变时，R1阻值发生变化，设为R1+ΔR，电桥不平衡，产生输出电压为Uo=((R1+ΔR)R3-R2R4)/((R1+ΔR+R2)(R3+R4))设R1=R2=R3=R4=R,又ΔR<

8、个桥臂上计入电阻应变片，其他桥臂为固定电阻，则构成双臂工作电桥，如图4，R1、R2为电阻应变片，R3、R4为固定电阻。当应变片承受应变时，R1电阻增大ΔR，R2电阻减小ΔR，这种电桥成为差动电桥。图4双臂工作电桥此时电桥不再平衡，输出电压为Uo=U/2ΔR/R由式知半桥的输出是线性的没有非