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1、精品大连理工大学城市学院本科生毕业设计（论文）学 院：电子与自动化学院专 业： 自动化 学 生： 指导教师： 完成日期： 2011 年 5 月 26 日精品大连理工大学城市学院本科毕业生毕业设计（论文）基于 MSP430 的智能电子秤设计总计 毕业设计（论文） 47 页 表格 6 个 插图 25 幅精品I摘摘 要要目前，电子计价秤的使用非常普及，逐渐会取代传统的杆秤。由压力传感器制作的电子秤已广泛地应用到各行各业, 特别是微处理机的出现，工业生产过程自动化程度的不断提高，压力传感器已成为过程控制中的一种必需的装置。本设计给出了以MSP430混和信号单片机为核心的低功耗电子秤的设计。整个系统包括
2、压力传感器，差模信号放大器，A/D转换模块，LED数码管显示模块。压力传感器将所称物体的重量转换为电压变化量，仪表运放和高精度运放分别完成电桥电压的双端到单端换和后级放大，A/D转换器将放大后的电压信号转换为数字量传送给MSP430单片机，经过考入单片机中的软件程序控制计算后通过数码管显示。使得该系统经过采集当前压力，根据输入单价，准确计算出物品的金额，同时把重量、金额显示到LED数码管上。关键词：电子称；压力传感器；运算放大器 ；MSP430 单片机 ；低功耗精品IIAbstractNowadays，electronic scale is very popular and it will r
3、eplace the traditional steelyard gradually. The electronics steelyard made by the pressure transducer has been applied to all professions, especially the emergence of the microprocessor. And with the increasing of the automation of industry production, the pressure transducer becomes a kind of essen
4、tial device in the process control.This design gives the mixed signals in MSP430 microcontroller as the core of the low power electronic scale design. The system includes pressure sensor, the differential-mode signal amplifiers, A/D conversion module, LED digital tube display module. Pressure sensor
5、 referred to the weight of the object will be converted to voltage variation, instrument op-amp and high precision op-amp completed bridge voltage respectively the single ended in double and the amplifier, A/D converter will amplification voltage signals are converted to digital quantity send MSP430
6、 microcontroller, after the software program control entered microcontroller calculation through digital pipe display. Make the system after collecting the current pressure, according to the input unit price, calculate the amount of goods, simultaneously the amount of weight, LED digital display to
7、tube.Keywords: Electronic says; Pressure sensors; Operational amplifier; MSP430 microcontroller;Low power consumption精品1目 录 摘要 I Abstract II 第一章 绪 论.31.1 电子秤设计背景 .31.2 称重技术和衡器的发展 .31.3 电子秤的发展现状 .31.4 电子秤的发展趋势 .41.5 现有电子秤的不足 .6 第二章 芯片介绍82.1 单片机的发展 .82.2 MSP430F149 芯片 .9 2.2.1 MSP430F149 的引脚. 7 2.2.2
8、MSP430F149 的模数转换器 ADC12 11. 11 2.3 压力传感器 18 2.3.1 压力传感器的选择 11 2.3.2 放大电路. 12 2.4 LED 数码管 21 2.4.1 数码管的分类 13 2.4.2 数码管的驱动方式 14 2.5 键盘 222.6 相关软件 23 2.6.1 Protel 99 SE. 15 2.6.2 C 语言 17精品22.7 小结 26 第三章 系统硬件设计273.1 电子秤系统的构成及工作原理 273.2 电子秤系统压力传感器电路 273.3 电子秤系统的键盘电路 283.4 电子秤系统的显示电路 303.5 电子秤系统的电源电路 313.
9、6 小结 32 第四章 电子秤系统的软件设计334.1 电子秤系统的程序总流程图 334.2 初始化程序流程图 344.3 压力传感器程序流程图 344.4 预处理程序流程图 354.5 称重计价程序流程图 364.6 键盘程序流程图 37 4.6.1 键盘分析程序 24 4.7 数码管显示流程图 404.8 小结 40 结 论41 致 谢42 参考文献43 附 录 一.错误！未定义书签。错误！未定义书签。 附 录 二.46精品3第一章 绪 论1.1 电子秤设计背景目前，台式电子秤在商业贸易中的使用已相当普遍，但存在较大的局限性：体积大、成本高、需要工频交流电源供应、携带不便、应用场所受到制约
10、。现有的便携秤为杆秤或以弹簧、拉伸变形来实现计量的弹簧秤，居民用户使用的基本是杆秤。弹簧盘秤制造工艺要求较高，弹簧的疲劳问题无法彻底解决，一旦超过弹簧弹性限度，弹簧秤就会产生很大误差，以至损坏，影响到称重的准确性和可靠性，只是一种暂时的代用品，也被列入逐渐取消的行列。多年来，人们一直期待测量准确、价格低廉的电子秤投放市场。基于电子秤的现状，本课题拟研究一种用MSP430单片机控制的高精度智能电子秤设计方案。这种高精度智能电子秤体积小、计量准确、携带方便，集质量称量功能与价格计算功能于一体，能够满足商业贸易和居民家庭的使用需求。 1.2 称重技术和衡器的发展电子衡器一般是指装有电子装置的衡器。因
11、其种类繁多，且涉及到贸易结算和保护广大消费者的利益，所以为世界各国政府普遍关注和重视，并被确定为国家强制管理的法制计量器具。电子衡器是自动化称重控制和贸易计量的重要手段，对加强企业管理、严格生产、贸易结算、交通运输、港口计量和科学研究都起到了重要作用。电子衡器具有反应速度快，测量范围广、应用面广、结构简单、精品4使用操作方便、信号远传、便于计算机控制等特点。被广泛应用于我国煤炭、石油、化工、电力、轻工、冶金、矿山、交通运输、港口、建筑、机械制造和国防等各个领域。 1.3 电子秤的发展现状50年代中期电子技术的渗入推动了衡器制造业的发展。60年代初期出现机电结合式电子衡器以来，经过40多年的不断
12、改进与完善，我国电子衡器从最初的机电结合型发展到现在的全电子型和数字智能型。我国电子衡器的技术装备和检测试验手段基本达到国际90年代中期的水平。电子衡器制造技术及应用得到了新发展。电子称重技术从静态称重向动态称重发展；计量方法从模拟测量向数字测量发展；测量特点从单参数测量向多参数测量发展。但就总体而言，我国电子衡器产品的数量和质量与工业发达国家相比还有较大差距，其主要差距是技术与工艺不够先进、工艺装备与测试仪表老化、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。 1.4 电子秤的发展趋势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，电子秤总的发展方向是小型化、模块
13、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；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。1）集成化 对于某些品种和结构的电子衡器，例如小型电子平台秤、专用秤、便携式静动态电子轮轴秤、静动态电子轨道衡等，都可以实现秤体与称重传感器，钢轨与称重传感器，轨道衡秤体与铁路线路一体化。如秤体与称重传感器一体化的便携式静动态电子轮轴秤，多用硬铝合金厚板制成。其结构原理是经过固溶热处理强化的铝合金板，精品5或通过在4个角上钻孔和铣槽分别形成4个悬臂梁型称重传感器；或在铝合金板的底面铣出多个对称的盲孔和盲槽形成整体剪切梁型称重传
14、感器。这就使得秤体与称重传感器合二为一，即铝合金板既是秤体台面又是一个大板式称重传感器。以后者结构的10t便携式动态电子轮轴秤为例，其尺寸为720mm550mm32mm，重量约为23kg。2）智能化 电子衡器的称重显示控制器与电子计算机组合，利用电子计算机的智能来增加称重显示控制器的功能。使电子衡器在原有功能的基础上，增加推理、判断、自诊断、自适应、自组织等功能，这就是当今市场上采用微机化称重显示控制器的电子衡器与采用智能化称重显示控制器的电子衡器的根本区别。3）综合性 电子称重技术的发展规律就是不断的加强基础研究并扩大应用，扩展新技术领域，向相邻学科和行业渗透，综合各种技术去解决称重计量、自
15、动控制、信息处理等问题。例如在流量计量专业，如果按照传统的理论和方法建造一套标准大流量测量系统，价格相当昂贵。如果采用称重法即质量流量法，只要将重量和时间测量准确，大流量的测量问题就迎刃而解了。对某些商用电子计价秤而言，只具备称重、计价、显示、打印功能还远远不够，现代商业系统还要求它能提供各种销售信息，把称重与管理自动化紧密结合，使称重、计价、进库、销售管理一体化，实现管理自动化。这就要求电子计价秤能与电子计算机联网，把称重系统与计算机系统组成一个完整的综合控制系统。4）组合性 在工业称重计量过程或工艺流程中，不少称重计量系统还要求具有可组合性，即测量范围等可以任意设定；硬件能够依据一定的工作
16、条件和环境作某些调整，硬件功能向软件方向发展；软件能按一定的程序进行修改和扩展；输入输出数据与指令可以使用不同的语言和条形码，并能与外部的控制和数据处理设备进行通信。精品65）小型化 体积小、高度低、重量轻，即小、薄、轻。近几年新研制的电子平台秤结构充分体现了小薄轻的发展方向。对于低容量的电子平台秤和电子轮轴秤，可采用将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。钢板或铝板就是秤体的台面，称重传感器既是传感元件，又是承力支点，极大地减化了秤体结构，减少了活动连接环节，不但降低了成本，而且提高了稳定性和可靠性。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
