《毕业论文(设计)-基于AT89S51单片机的电子称设计》由会员分享，可在线阅读，更多相关《毕业论文(设计)-基于AT89S51单片机的电子称设计（31页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、 摘要摘要 称重技术自古以来就被人们所重视，作为一种计量手段，广泛应用于工农业、科研、交通、内外贸易等各个领域，与人民的生活紧密相连。目前，商用电子秤的使用非常普及，逐渐会取代传统的杆秤和机械案秤。电子秤是电子衡器中的一种，衡器是国家法定计量器具，是国计民生、国防建设、科学研究、内外贸易不可缺少的计量设备，衡器产品技术水平的高低，将直接影响各行各业的现代化水平和社会经济效益的提高。因此，称重技术的研究和衡器工业的发展各国都非常重视。通过分析近年来电子衡器产品的发展情况及国内外市场的需求，电子衡器总的发展趋势是小型化、模块化、集成化、智能化；其技术性能趋向是速率高、准确度高、 稳定性高、可靠性高
2、；其功能趋向是称重计量的控制信息和非控制信息并重的“智能化”功能；其应用性能趋向于综合性和组合性。本文是基于 AT89S51 单片机的一种电子称重设备的设计说明。论文首先简要叙述了电子秤的主要背景以及总体的设计方式；然后详细阐述了数字电子秤的设计流程，以及硬件系统和软件系统的设计，并给出了硬件电路的设计细节。本系统主要分为四大部分，信号前级为称重传感器和放大滤波电路，电阻应变式称重传感器，利用全桥测量原理，将重力信号转换成电信号来测量。单片机为主要部件，完成数据处理和对各个部分的控制，通过对电路输出电压和标准重量的线性关系，建立具体的数学模型，将电压量纲（V）改为重量纲（g） 。人机界面部分由
3、六位 LED 管显示与 44 位矩阵键盘组成，可以由键盘控制显示重量和价钱等信息。关键字：电子秤；称重传感器；AT89S51单片机；A/D 转换器；LED 数码管AbstractWeighing technology from time immemorial attention, as a measurement method, widely used in industry, scientific research, transportation, and trade fields, and peoples lives are closely linked. At present, the
4、use of electronic commercial very popular, and gradually will replace the traditional GanCheng and machinery. Electronic is a kind of electron weighing apparatus, instruments is the national legal measuring instruments, livelihood, national defense, science research, domestic and foreign trade indis
5、pensable measure equipment, instruments, product technical level will directly influence the from all walks of life and social modernization level economic benefit. Therefore,weighing technology research and development of all industrial instruments very seriously.Weighing in recent years through an
6、alysis of electronic products and the development of domestic and international market demand, electronic weighing the overall development trend is small and modular, integrated, intelligent; their technical performance trend rate is high, high accuracy, stability High, high reliability, its functio
7、n is weighing measures tend to control information and non-control information both the “intelligent“ functions of its application performance tend to be comprehensive and combinations of.This article is based on AT89S51 of an electronic weighing equipment design. It firstly briefly discusses the ma
8、in background and electronic overall design,And then expounds the digital electronic design process, and the hardware and software design of the system is given, and the hardware circuit design details. This type of digital electronic weigher is keen, correct and convenient to use. Its human-compute
9、r interface has a good interactive function and it can be used in vary circumstances, such as family and shopping mall, etc.Key words: an electronic scale; Weighing transducer; AT89S51; A/D converter; LED digital tube目目 录录1 绪论 11.1 电子称重器背景介绍.11.2 现状及其发展动态.22 系统方案的设计 42.1 称重器的工作原理42.2 电子称重器的设计思路.52.3
10、 系统总体设计方案论证与选择.62.4 各模块功能的方案论证与选择.82.4.1 称重传感器模块 .82.4.2 前置信号处理模块 112.4.3 A/D 转换器 152.4.4 键盘及显示模块 .152.5 本章小结.163 硬件电路设计 183.1 系统主控电路的设计.183.1.1 单片机芯片 AT89S51 介绍 183.1.2 单片机引脚说明 193.1.3AT89S51 的最小系统电路构成.213.2 数据处理部分电路设计233.2.1 传感器和外围放大电路设计 .233.2.2A/D 转换芯片与 AT89S51 单片机接口电路设计243.3 显示电路设计263.4 键盘电路设计2
11、83.5 硬件抗干扰措施.283.6 本章小结.294 系统软件设计 30I4.1 主程序设计.304.2 A/D 转换的实现.324.3 数据信号处理344.4 键盘扫描实现.344.5 LED 显示的实现374.6 软件抗干扰404.6 本章小结.405 仪表可靠性及性能指标 415.1 仪表可靠性设计.415.2 系统的性能指标.415.3 本章小结416 结束语 42致谢 43参考文献 44附录 原理图 450近年来，电子秤已愈来愈多地参与到数据处理和过程控制中。现代称重技术和数据系统已经成为工艺技术、储运技术、预包装技术、收货业务及商业销售领域中不可缺少的组成部分。随着称重传感器各项
12、性能的不断突破，为电子秤的发展奠定了其础，国外如美国、西欧等一些国家在 20 世纪 60 年代就出现了 0 .1 %称量准确度的电子秤，并在 70 年代中期约对 75 %的机械秤进行了机电结合式的电子化改造。我国的衡器在能在恶劣环境下工作、便于与计算机技术相结合而实现称重技术和过程控制的自动化等特点，已被广泛应用于工矿企业、能源交通、商业贸易和科学技术等各个部门。随着称重传感器技术以及超大规模集成电路和微处理器的进一步发展，电子称重技术及其应用范围将更进一步的发展，并被人们越来越重视。1.2 现状及其发展动态1、电子衡器的现状电子衡器一般是指装有电子装置的衡器。因其种类繁多，且涉及到贸易结艺装
13、备与测试仪表老化、开发能力不足、产品的品种规格较少、功能不全、稳定性和可靠性较差等。2、电子衡器的发展动态电子衡器产品量大面广、种类繁多，从通用的各种规格的电子秤到大型的电子称重系统，薄型或超薄型的圆形称重传感器，直接嵌入钢板或铝板底面与称重传感器外径相同的盲孔内，形成低外形的秤体结构，称重传感器的数量和位置由秤的额定载荷和力学要求计算决定。对中等或较大容量的电子平台秤、电子地上衡，已经出现了采用方形或长方形闭合截面的薄壁型钢，并联排队列焊接成一个整体的竹排式结构的秤体，4 个称重传感器分别安装在最外边两根薄壁型钢两端的切口内，安装在称重传感器承力点上的固定支承就是秤体的承计算机组合，利用电子
14、计算机的智能来增加称重与称重显示控制器一体化。综合性：电子称重技术和电子衡器产品的应用范围不断扩大，它已渗透到1一些学科和工业自动控制领破口，解决电子衡器中的工程化产品的定型设计。生产工艺，质量保证，可靠性考核等规模生产中的关键技术与工艺，提高批量生产能力，使我国的民族衡器工业走上健康持续发展的轨道。2 系统方案的设计2.1 称重器的工作原理1、名词其重量便通过秤体传递到称重传感器，传感器随之产生力电效应，将物体的重量转换成与被称物体重量成一定函数关系(一般成正比关系)的电信号。此信号由放大电路进行放大、经滤波后再由模/数（A/D）器进行转换，数字信号再送到微处器的 CPU 处理，CPU 不断
15、扫描键盘和各种功能开关，根据键盘输入内容和各种功能开关的状态进行必要的判断、分析、由仪表的软件来控制各种运算。运算结果送到内存贮器，需要显示时，CPU 发出指令，从内存贮器中读出送到显示器显示，或送打印机打印。一般地信号的放大、滤波、A/D 转换以及信号各种运算处理都在仪表中完成。电子秤原理图见图 2-1 所示。图 2-1 电子秤工作原理3、电子秤的基本结构不管根据什器、秤桥结构、吊挂连接部件和限位减振机构等。（2）称重传感器即由非电量（质量或重量）转换成电量的转换元件，它是把支承力变换成电的或其它形式的适合于计量求值的信号所用的一种辅助手段。按照称重传感器的结构型式不同，可以分直接位移传感器
16、（电容式、电感式、电位计式、振弦式、空腔谐振器式等）和应变传感器（电阻应变式、声表面谐振式）或是利用磁弹性、压电和压阻等物理效应的传感器。荷测量装置或二次仪表。在数字式的测量电路中，通常包括前置放大、滤波、运算、变换、计数、寄存、控制和驱动显示等环节。 2.2 电子称电子称2软件部还是稳定性都是令人满意的，它具有较好的标定校准方法，性能稳定，操作简单，价格低廉，满足各行各业对现代电子衡器的需求。2.3 系统总体设计方案论证与选择在设计系统时，针对各个模块实现的功能来设计电子秤的方案有以下几种：方案一 数码管显示方案结构简图见图 2-2 所示：数据采集单片机数码显示图 2-2 数码管显示方案此方案利，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。优点。但其缺点是外围电路比较复杂,编程复杂。使用这种方案会给系统设计带来一定的难度。其实现方案的原理图见图 2-5 所示。图 2-5 单片机实现方案原理框图鉴于本电子秤的设计并不太复杂，单片机完全能实现所需功能，所以在具体设计时，采用了第三种设计方案。 2.态输出，要求很高的输出阻抗，需要低电容低噪声电缆，对外电路的
