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1、黄冈职业技术学院毕业论文黄冈职业技术学院毕业设计说明书课题名称 电子秤控制电路的设计 系 别 起讫时间：2010年9月1日2010年11月1日（共8 周）目录摘 要2ABSTRACT3一、绪论3（一）电子秤概述4（二）电子秤的发展41、电子技术渗入衡器制造业42、电子秤步入社会4（三）电子衡器简介51、电子衡器的分类52、电子衡器的发展动态5二、系统方案的选择与设计6（一） 方案的选择6（二）系统整体设计方案8三、硬件电路设计9（一）61板硬件电路91、SPCE061A内部结构112、SPCE061A芯片的引脚排列和说明123、SPCE061ASPCE061A单片机封装144、SPCE061A
2、单片机的最小系统15(二）电源电路设计18（三） 数据采集部分电路设计191、 传感器和其外围以及放大电路设计19（四）显示和语音输出模块的设计32（五）低电压报警及睡眠唤醒32四、系统软件设计33（一）主程序设计34（二）子程序设计351、 A/D转换启动及数据读取程序设计352、数制转换子程序设计353、显示子程序设计364、键盘扫描子程序的设计375、报警子程序的设计38设计总结39致 谢40参考文献41附 录42附录1 系统总图42附录2 程序清单44摘 要本系统采用单片机SPCE061A 为控制核心，实现电子秤的基本控制功能。系统的硬件部分包括最小系统板，数据采集、人机交互界面三大部
3、分。最小系统部分主要是扩展了外部数据存储器，数据采集部分由压力传感器、超声波传感器、信号的前级处理和 A/D 转换部分组成。人机界面部分为键盘输入 ， 128 64 点阵式液晶显示，可以直观的显示中文，使用方便。软件部分应用单片机 C 语言实现了本设计的全部控制功能，包括基本的测量身高体重功能、语音播报测量结果的功能，还具有低电压报警功能。可以说,此设计所完成的电子秤很大程度上满足了应用需求。实现了电子秤的智能化。关键词 SPCE061A，电子秤ABSTRACTThis system uses monolithic integrated circuit SPCE061A is the cont
4、rol core, realizes electronic scales basic control function. Systems hardware part including smallest system board, data acquisition, man-machine interaction contact surface three major parts. The smallest system part mainly expanded the exterior data-carrier storage, the data acquisition part befor
5、e the pressure transmitter, the ultrasonic sensor, signal level processing and a/D conversion fraction is composed. The man-machine contact surface part is the keyboard entry, 128 64 lattice type liquid crystal display, may direct-viewing demonstration Chinese, the easy to operate. The software part
6、 has realized this design complete control function using the monolithic integrated circuit C language, including the basic survey height body weight function, the pronunciation disseminates news the measurement result the function, but also has the low voltage warning function. It can be said that
7、this design completes the electronic scale has met the application need to a great extent. Has realized electronic scales intellectualization. Key word SPCE061A, electronic scale 一、绪论（一）电子秤概述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。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
8、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。下面简单介绍电子秤或电子衡器的有关知识。（二）电子秤的发展1、电子技术渗入衡器制造业随着第二次世界大战后的经济繁荣，为了把称重技术引入生产工艺过程中去，对称重技术提出了新的要求，希望称重过程自动化，为此电子技术不断渗入衡器制造业。在1954年使用了带新式打印机的倾斜杠杆式秤，其输出信号能控制商用结算器，并且用电磁铁机构与代替人工操作的按键与办公机器联用。在1960年开发出了与衡器相联的专门称重值打印机。当时的带电子装置的衡器其称量工作是机械式的，但与称量
9、有关的显示、记录、远传式控制器等功能是电子方式的。2、电子秤步入社会电子秤的发展过程与其它事物一样，也经历了由简单到复杂、由粗糙到精密、由机械到机电结合再到全电子化、由单一功能到多功能的过程。特别是近30年以来，工艺流程中的现场称重、配料定量称重、以及产品质量的监测等工作，都离不开能输出电信号的电子衡器。这是由于电子衡器不仅能给出质量或重量信号，而且也能作为总系统中的一个单元承担着控制和检验功能，从而推进工业生产和贸易交往的自动化和合理化。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
10、分。随着称重传感器各项性能的不断突破，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20世纪40年代以前还全是机械式的，40年代开始发展了机电结合式的衡器。50年代开始出现了以称重传感器为主的电子衡器。80年代以来， 我国通过自行研制、引进消化吸收和技术改造，已由传统的机械式衡器步入集传感器、微电子技术、计算机技术于一体的电子衡器发展阶段。目前，由于电子衡器具有称量快、读数方便、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
11、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。（三）电子衡器简介1、电子衡器的分类电子衡器实际上由两个测量部分组成，即“力电”转换元件（称重传感器）以及显示仪表。电子衡器大致可以分为两大类，一类是在杠杆式机械衡器的基础上增加一套“位移数字”转换及测量装置，将被称物体的重量直接用数字显示出来。这类衡器，通常采用码盘、光栅、电磁平衡力矩器、同步感应器或陀螺传感器等。这种电子衡器人们通常称其为光栅电子秤、码盘电子秤、电子磁力电子秤、同步感应电子秤或陀螺电
12、子秤。另一类电子衡器是通过称重传感器，将被称物体的重量直接转换为与被测重量成正比的电量信号，再由电子测量装置计量其大小，并直接显示其重量数据，这类电子衡器一般称为传感器式电子衡器，我们本讲所学的就是此类电子衡器。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，从单纯的称重、计价到生产过程检测系统的一个测量控制单元，其应用领域在不断地扩大。根据近年来电子称重技术和电子衡器的发展情况及电子衡器市场的需求，电子衡器总的发展动向为：小型化、模块化、智能化、集成化；其技术性能趋向于速率高、准确度高、稳定性高、可靠性高；其应用性趋向于综合性、组合性。小型
13、化：体积小、高度低、重量轻，即小薄轻。为使电子衡器的承载器达到小、薄、轻，开始采用重量轻且刚度大的空心波纹铜板和方形闭合截面的薄壁型材。模块化：电子衡器的承载器采用模块式一体组合或分体组合，产生新的品种和规格。这种模块化组合不但提高了产品的通用性和可靠性，而且也大大提高了生产效率，降低了成本。智能化：与电子计算机组合或开发称重用计算机，利用计算机的智能来增加称重显示控制的功能，使其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。集成化：对于某些品种和结构的电子衡器，可以实现承载器与称重传感器一体化或承载器、称重传感器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
14、用范围不断扩大，它已渗透到一些学科和工业自动控制领域。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。组合性：在工业生产过程或工艺流程中，不少称重系统还应具有可组合性，即：测量范围可以任意设定；硬件能够依据不定的程序进行修改和扩展；输入输出数据与指令可使用不同的语言，并能与外部的控制和数据处理设备进行通信。二、系统方案的选择与设计（一） 方案的选择方案一：用52单片机
15、实现电子秤控制电路的设计，设计思路框图如图2-1所示。压力、超声波传感器波传感器A/D转换器放大电路AT89S52单片机键盘LCD显示语音显示图2-1设计思路框图数据采集部分由压力和超声波传感器采集，得到微弱的电信号（本设计为电压信号），而后经处理电路（如滤波电路，差动放大电路，）处理后，送A/D转换器，将模拟量转化为数字量输出。控制器部分接受来自A/D转换器输出的数字信号，经过复杂的运算，将数字信号转换为物体的实际重量信号，并将其存储到存储单元中。控制器还可以通过对扩展I/O的控制，对键盘进行扫描，而后通过键盘散转程序，对整个系统进行控制。数据显示部分根据需要实现显示功能。方案二：用SPCE061A实现电子秤控制电路的设计，设计思路框图如图2-2所示。图2-2设计思路框图本设计由于要求语音播报数据，所以我们选择了SPCE061A这款芯片，该芯片具有8路10位精度的ADC，其中就有一条通道为音频转换通道，并且内置有自动增益电路。这为实现语音播报提供了方便的硬件条件。综上所述：我们最终选择了用SPCE
