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1、大连东软信息学院 高职毕业设计（论文）高职毕业设计（论文） 系系 所：所： 电子工程系 专专 业：业： 嵌入式系统工程 学生姓名：学生姓名： 学生学号：学生学号： 指导教师：指导教师： 导师职称：导师职称： 讲师 论文题目：简易电子称设计与实现 完成日期：完成日期： 2014 年 4 月 25 日 大连东软信息学院 Dalian Neusoft University of Information 大连东软信息学院毕业设计（论文） 摘要 I 简易电子称设计与实现 摘 要 电子秤是将检测与转换技术、计算机技术、信息处理、数字技术等技术综合一体 的现代新型称重仪器。它与我们日常生活紧密结合、息息相关
2、。 本文要从硬件电路设计，软件编程调试，实物焊接调试三部分进行详细阐述。硬 件电路设计采用 AT89S52 单片机作为主控制器，用压力传感器对数据进行采集，A/D 转换器选用电子秤专用的 24 位 AD 转换芯片 HX711 对传感器采集到的模拟量进行 A/D 转换，转换后的数据送到单片机进行处理显示，数据显示由 LCD1602 液晶实现， 液晶显示效果稳定无闪烁。本设计计量准确、快速方便，可实现自动称重、数字显示， 经济实用。 关键词关键词：单片机，电子秤，压力传感器 大连东软信息学院毕业设计（论文） Abstract II Design and Implementation of Simp
3、le Electronic Scale Abstract With Intelligent electronic scale is the detection and conversion technology, computer technology, information processing, digital technology, an integrated modern technology of new weighing equipment. This article from the hardware circuit design, software programming a
4、nd debugging, real welding commissioning three parts in detail. After the hardware circuit design using AT89S52 microcontroller as the main controller, with pressure sensors for data acquisition, A / D converter used electronic scales dedicated 24 AD converter chips HX711 amount of analog sensor to
5、the A / D conversion, the conversion the data is sent to the microcontroller for processing and display, data showed implemented by LCD1602 LCD, LCD flicker effect is stable. The design of accurate measurement, quick and easy, automatic weighing, digital display, economical and practical. Key Words:
6、MCU, Electronic Scale, Load sensor 大连东软信息学院毕业设计（论文） 目录 III 目 录 摘要.I ABSTRACT II 第 1 章 项目概述5 1.1 项目背景与意义5 1.2 项目设计要求.6 第 2 章 项目实施方案7 2.1 项目设计方案选择.7 2.2 电子秤的主要组成8 2.2.1 电子秤的基本结构 8 2.2.2 电子秤的工作原理 9 2.2.3 电子秤的计量性能 9 第 3 章 项目实施过程11 3.1 系统元器件选型及参数介绍11 3.1.1 单片机选型 11 3.1.2 传感器选型 12 3.1.3 AD 转换芯片选择.14 3.1.4
7、 显示器选择 .15 3.1.5 时钟芯片选择 .17 3.2 硬件电路设计18 3.2.1 系统电源电路设计 .18 3.2.2 单片机主控电路设计 .18 3.2.3 显示电路设计 .20 3.2.4 超重报警指示电路设计 .20 3.2.5 按键输入电路设计 .21 3.2.6 传感器采用电路设计 .22 大连东软信息学院毕业设计（论文） 目录 IV 3.3 硬件电路的绘制与 PCB 线路板制作22 3.3.1Protell 99 SE 软件介绍22 3.3.2 原理图绘制与 PCB 印刷线路板制作.23 3.4 系统软件设计.25 3.4.1 软件编程环境介绍.25 3.4.2 主程序
8、流程图.26 3.4.3 显示部分流程图26 3.5 系统按键调整部分流程图27 第 4 章 系统实现28 4.1 系统调试.28 4.2 实物成果图.28 第 5 章 总结与体会30 5.1 总结30 5.2 体会30 参考文献32 致 谢33 附 录34 大连东软信息学院毕业设计（论文） 5 第第 1 章章 项目概述项目概述 1.1 项目背景与意义项目背景与意义 电子秤作为一种计量手段，广泛应用于工农业、科研、交通、贸易等各个领域， 与人民的生活紧密相连。电子秤是新时代发展中电子类计量器中的一种，计量器是国 家法定计量器具，是国计民生、国防建设、科学研究、贸易不可缺少的计量设备，计 量器产
9、品核心技术水平的高低也就是精确度的误差大小，将直接影响各行业的现代化 水平和社会经济效益的提高。称重装置不仅是提供重量数据的单体仪表，而且作为现 代化工业、农业控制系统和工商管理系统的一个不可或缺的部分，推进了新中国工业 生产的自动化和管理模式的现代化，它起到了缩短作业时间、改善操作条件、降低人 力物力等能源和材料的消耗、提高产品质量以及加强企业管理、改善企业经营管理等 多方面的作用。称重计量装置的应用已遍及到国民经济各领域，取得了显著的经济效 益。 电子秤是称重技术中的一种新型产品，它可以广泛应用于各种场合。电子秤与传 统机械称比较有重量轻、体积小、便于携带、操作简单、价格低、实用价值强、维
10、修 简单方便等特点，可在各种环境工作，重量信号在必要时可以远距离传输，易于实现 重量显示数字化，易于与现代化计算机联网，实现生产过程自动化，提高工商业生产 率。从目前世界水平看，计量器技术已经经历了四个阶段，从传统的全部由机械元器 件组成的机械称到用电子线路代替部分机械元器件的机电结合秤，再从集成电路式到 目前的单片机系统设计的电子计价秤。我们国家电子衡计量器从最初的机电结合型发 展改进到现在的全电子型和数字智能型，而且就目前国情来看还会有很大的技术提升。 现今电子计量器制造的核心技术以及各行各业的应用得到了新发展新突破：电子称重 技术从静态称重向动态称重发展；计量方法从优点小模拟测量向优点大
11、的数字测量发 展；计量器测量特点从单参数测量向多参数测量发展。器处理，由控制器完成对该数 字量的处理，驱动显示模块完成人机间的信息交换。此部分对软件的设计要求比较高， 系统的大部分功能都需要软件来控制。在扩展功能上，本设计增加了一个过载报警提 示功能和电子日历功能使本电子称的设计更人性化智能化。常规的包括测试机器和控 制自动化装置被更先进的智能机器所代替，使得相对传统的电子测量仪器在体积、功 能、精度、难易程度及自动化水平定方面发生了非常大的变化，并相应的出现了各种 各样的人工智能仪器控制系统，使得请我们国家科学实验和应用工程的自动程度得到 显著提高，为我国工业商业发展做出了贡献。 大连东软信
12、息学院毕业设计（论文） 6 电子称重的实现首先是通过电子称上的压力传感器采集到被测量物体的重量并通 过转换器将其转换成电压信号。输出电压信号通常非常小，需要通过前端信号处理电 路进行准确的线性放大。经放大电路放大后的模拟电压信号经 A/D 转换电路转换成数 字量被传入到主控制电路的单片机中，再经过单片机传出信号控制 LCD 显示器，从而 显示出被测量物体的实际重量。按照设计的基本要求，系统可分为三大模块，数据采 集模块、控制器模块、人机交互液晶显示界面模块。其中数据采集模块由压力传感器、 信号的前级处理和 A/D 转换部分组成。转换后的数字信号送给控制 1.2 项目设计要求项目设计要求 一、基
13、本要求 设计并制作一款基于单片机的电子秤重系统。 二、具体要求 本课题研究的内容是以单片机 AT89S52 控制核心，实现电子秤的基本策略及价格 计算功能。本课题在电子称的基本功能基础上扩展了电子日历及时钟功能。该系统可 以分为单片机最小系统、数据采集系统、人机交互界面系统、电源系统、时钟及语音 报数六大部分组成。单片机最小系统部分主要包括 AT89S52 和经典复位电路；数据采 集部分由称重传感器、信号放大和 A/D 转换部分组成，信号放大和 A/D 转换部分主要 由专用型高精度 24 位 AD 转换芯片 HX711 实现；人机交互界面为键盘输入和点阵式 液晶显示，主要使用 4*4 矩阵键盘
14、和 1602 液晶显示器，可以方便的输入数据和直观的 显示数据；时钟模块主要由时钟芯片 DS1302 和时钟电路组成；语音报数模块可语音报 读电子秤系统的重量、单价、金额等语音内容，主要由 SC1010B 电子称专用语音芯片 实现。 本课题的主要设计任务如下所述： （1）系统可实现电子称基本的称重功能（称重范围为 05Kg，重量误差不大于 0.005Kg） ； （2）系统应具备输入单价，计算总价及语音报价的功能； （3）系统超出最大测量范围 5Kg 时应有报警指示功能（蜂鸣器报警提示） ； （4）该电子称设计需完成电子日历及时钟显示功能的扩展。在未称重状态下系统 应具备显示年月日、星期及时钟功
15、能。 大连东软信息学院毕业设计（论文） 7 第第 2 章章 项目实施方案项目实施方案 2.1 项目设计方案项目设计方案选择选择 结合所学知识，通过找资料和论证，可通过以下方案来实现课题要求实现的指标， 各方案介绍如下所述。 方案一 数码管显示如图 2.1 所示。 数据采集AD 转换单片机处理LED 显示 图 2.1 数码管显示方案 此方案利用数码管显示被测量物体的重量，简单可行，并且能够采用机器内部带 有能够实现模数转换功能的单片机。因此设计出来的便携式电子秤，硬件部分实用简 单，系统接口电路易于实现，并且在系统编程时大大的减少程序量，在电路的基本结 构上只有简单的输入输出关系。缺点是：本设计
16、硬件电路部分比较简单，虽然可以实 现电子称基本的称重功能，但是不能实现外部数据的输入，无法根据实际情况灵活地 设定各种控制参数。由于数码管只能实现简单的数字和英文字符的显示，不能显示汉 字以及其他的复杂字符，不能达到显示购物清单的要求。又因为采用了具有模数转换 功能的单片机，系统电路过于简单，系统硬件的扩展必受到限制，电子秤的功能过于 单一，达不到设计的标准。 方案二 在前一种方案的基础上进行扩展，增加一键盘输入装置，增加外界对单片机 内部的数据设定，使电子称实现称重计价的功能。结构简图如图 2.2 所示。 数据采集AD 转换单片机处理LED 显示 按键处理 图 2.2 有键盘输入的结构简图 此方案设计的电子秤，可以
