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1、摘 要随着微电子技术的应用，市场上使用的传统称重工具已经满足不了人们的要求。为了改变传统称重工具在使用上存在的问题，在本设计中将智能化、自动化、人性化用在了电子秤重的控制系统中。本系统主要由单片机来控制，测量物体重量部分由称重传感器及A/D转换器组成，加上显示单元，此电子秤俱备了功能多、性能价格比高、功耗低、系统设计简单、使用方便直观、速度快、测量准确、自动化程度高等特点。本设计以AT89S52单片机为主控芯片，实现电子秤的基本控制功能。在设计系统时，为了更好地采用模块化设计法，分步的设计各个单元功能模块，系统的硬件部分可以分为最小系统、数据采集和人机交互界面三大部分。最小系统部分主要包括AT
2、89S52以及复位电路和晶振电路；数据采集部分由稳重传感器、信号的前级处理和A/D转换部分组成，包括仪表放大器INA122和A/D转换器ADC0804；人机交互界面为键盘输入、点阵式液晶显示和语音报价，主要使用4*4矩阵键盘、1602液晶显示模块和电子秤专用语音芯片SC1010B；软件部分应用单片机C语言进行编程，实现了该设计的全部控制功能。该电子秤可以实现基本的称重功能,可以设置单价，还具有累加和报价功能。整个系统结构简单，使用方便，功能齐全，具有一定的开发价值。 关键词：AT89S52，称重传感器，A/D转换器，LCD显示器IIABSTRACTWith the application of
3、 micro-electronics technology, tradition ponderation instrument used in market has been not satisfaction with hunman requirements already. In order to make up for the traditional apparatus shortcoming, we improve the apparatuss control system with intelligence and automation. This system is mainly c
4、ontrolled by microcontroller, the section of height measurement accomplish by supersonic sensor, the section of weight measurement accomplish by weight sensor and A/D transformer, this apparatus have many characteristic such as having more function, consume less energy, small and move easily, low pr
5、ice, measure precisely, the speed is quick, automatic work without people and so on.This design as the controller chip AT89S52 SCM, realize the basic electronic scale control function. In the design of the system, in order to better the modular design method, the design of the step each unit functio
6、n module, the systems hardware parts can be divided into the smallest system, data acquisition and man-machine interface of three.Minimum system mainly including part and reset circuit AT89S52 crystal vibration circuit; Data acquisition in part by the steady sensors, signal processing and level befo
7、re A/D conversion parts, including instrumentation amplifier INA122 and A/D converter ADC0804; The man-machine interface for keyboard input,Dot-matrix LCD display and voice offer, the main use 4*4 matrix keyboard, 1602 LCD module and electronic scales special voice chip SC1010B; Application software
8、 of single chip microcomputer C programming language, realize the design of all control function. The electronic scales can realize the basic weighing function, can set the price,Also has the accumulation and offer function. The whole system structure is simple, easy to use, the function is all read
9、y, has some of the development value.KEYWORDS:AT89S52，ponderation sensor，A / D converter，LCDDisplay目 录摘 要IABSTRACTII1 绪论11.1 称重技术和衡器的发展11.2 电子秤的组成11.2.1 电子秤的基本结构11.2.2 电子秤的工作原理21.2.3 电子秤的计量性能21.3 设计思路32 系统方案论证与选型42.1 测量部分42.2 放大部分52.3 A/D转换部分62.4 控制器部分82.5 显示部分82.6 键盘部分112.7 语音部分123 硬件电路设计133.1 AT89
10、S52的最小系统电路133.1.1、单片机芯片AT89S52介绍：133.1.2、单片机管脚说明：133.1.3、AT89S52的最小系统电路构成：153.2数据采集电路163.2.1测量电路及放大电路163.2.2 A/D转换电路173.3显示电路193.4语音电路204 系统软件设计224.1主程序流程图234.2 A/D转换子程序流程图244.3键盘扫描子程序流程图264.4显示子程序流程图285 总结31致 谢32参 考 文 献33附录134附录247i河南理工大学毕业设计（论文）说明书1 绪论 1.1 称重技术和衡器的发展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
11、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。称重装置不仅是提供重量数据的单体仪表，而且作为工业控制系统和商业管理系统的一个组成部分，推进了工业生产的自动化和管理的现代化，它起到了缩短作业时间、改善操作条件、降低能源和材料的消耗、提高产品质量以及加强企业管理、改善经营管理等多方面的作用。称重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。因此，称重技术的研究和衡器工业的发展各国都非常重视。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。现
12、今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，特别是对快速称重和动态称重的研究与应用。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；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。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
13、的现代化水平和社会经济效益的提高。1.2 电子秤的组成1.2.1 电子秤的基本结构电子秤是利用物体的重力作用来确定物体质量（重量）的测量仪器，也可用来确定与质量相关的其它量大小、参数、或特性。不管根据什么原理制成的电子秤均由以下三部分组成：（1）承重、传力复位系统 它是被称物体与转换元件之间的机械、传力复位系统，又称电子秤的秤体，一般包括接受被称物体载荷的承载器、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（电容式
14、、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。对称重传感器的基本要求是：输出电量与输入重量保持单值对应，并有良好的线性关系；有较高的灵敏度；对被称物体的状态的影响要小；能在较差的工作条件下工作；有较好的频响特性；稳定可靠。(3)测量显示和数据输出的载荷测量装置即处理称重传感器信号的电子线路（包括放大器、模数转换、电流源或电压源、调节器、补尝元件、保护线路等）和指示部件（如显示、打印、数据传输和存贮器件等）。这部分习惯上称载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、滤滤、运算、变换、计数、寄存
15、、控制和驱动显示等环节。1.2.2 电子秤的工作原理当被称物体放置在秤体的秤台上时，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(电压或电流等)。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。1.2.3 电子秤的计量性能电子秤的计量性能涉及的主要技术指标有：量程、分度值、分度数、准确度等级等。（1）量程：电子衡器的最大称量Max，即电子秤在正常工作情况下，所能称量的最大值。（2）分度值：电子秤的测量范围被分成若干等份，每份值即为分度值。用e或d来表示。（3）分度数：衡器的测量范围被分成若干等份，总份数即为分度数用n表示。电子衡器的最大称量Max可以用总分度数n与分度值d的乘积来表示，即Max = n d（4）准确度等级国际法制计量组织把电子秤按不同的分度数分成、四类等级，分别对应不同准确度的电子秤和分度数n的范围，如表1
