使用单片机实现电子秤的设计资料说明

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上传日期: 2020-05-19

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标签:显示器(2262)转换器(3272)传感器(18050)

  随着生产力水平的提高和科学技术的发展,传统的称重工具早已满足不了人们的生活需求和工业生产需求。尽管称量工具很早就被发明出来了,但是在二十世纪六十年代随着微电子的发展,称量工具才逐渐走向精确化和智能化。精确且方便的称量工具在国计民生、国防建设、科学研究、商业贸易等行业中的的应用越来越广泛,作用也越来越重要。可以说,各行各业的现代化水平高低在一定程度上是称量工具技术水平所决定的,不仅如此,日益先进的称量技术也在促进着社会生产效率的提高。

  为了设计出能够满足现代社会生活需求的称量工具,本次设计将以软硬件相结合设计出能够实现预期功能的电子秤。此次设计的电子秤,其主控芯片为AT89S52单片机,其称重电路压力传感器和A/D转换器组成,这两个部分与LCD显示器构成的显示电路、输入信息的键盘电路以及提供电源的电源电路一起构成了智能称重系统。而软件部分则采用C语言编写,对各个模块进行编程,从而实现键盘输入信息、精确称量物体重量、自动计算价格等功能。该电子称可的称重范围为0~10Kg,精度为0.01Kg。整个系统结构简单,使用方便,功能齐全。该电子秤的主要特点有功能多、功耗低、测量速度快、读数精确和便于维护等特点,具有很高的使用价值,可在一定范围内推广。
 

  称量技术在农业、工业、商业以及国防和科研等领域有着重要的作用,自古以来就是一门重要的技术,与人类的发展和社会的进步紧密联系在一起。受到科学技术和生产力水平的限制,人类长期以来使用的称量工具都是弹簧秤或者天平,这些称量工具统称为机械式量具,这些称量工具称量准确度不高、称量效率低,且易损坏。虽然在几百年的历史里机械式量具都是人们主要的称量工具,但是随着近百年来科学技术的发展和人们生活水平的提高,尤其是在半导体、化学、生物制药等领域,传统的称量工具早已无法满足人们的各种需求,因此,设计出符合社会发展和生活需求的称量工具关系到国计民生。

  二十世纪五十年代,半导体和微电子行业开始发展起步,在此期间,电子技术开始被广泛应用于生产和生活中。在二十世纪五十年代末期,来自美国乔治亚理工学院电子显微镜实验室的王中林教授与其他科学家一起发明了电子秤,这一发明标志着称量技术开始与电子技术相结合,称量技术迈入了一个新的层面。电子秤是电子衡器中的一种,它具有功耗低、操作简单、功能齐全、称量精确、维护方便等一系列优点,在生产生活中,电子秤的作用主要有缩短工作时间、改善工作条件、提高生产效率、降低能源消耗等,它有助于提高生产人员的生产效率、提高产品质量改善企业经营环境等多方面的作用。在国民经济和人们生活的很多领域,电子秤已经被广泛应用。

  电子秤从出现到今天,虽然经历了几十年,出现了功能和形式不同的很多种类,但是它们的基本结构及工作原理都是相同的。无论哪一种电子秤都必须实现“力—电信号—数字信号”的转换,即由力敏电阻组成的传感原件来将力转换为可以被电子仪器分析的电信号,再由电子仪器将分析处理后的电信号转换为数字信号,从而能被人们直接识别到。因此,一般来说,电子秤是由最基本的三个部分组成的:

  (1)传力系统

  此部分的作用是将被测物体的重量(重力)通过秤盘或者秤面安全、可靠、准确地传达到压力传感器。压力传感器需满足以下特点:输出的电信号与被测物体的重量必须保持良好的线性关系;传感器本身要有较高的灵敏度且受环境影响小;并且能保证输出的电信号是稳定的。

  (2)信号转换系统

  当被测物体被放置在秤体的秤台上时,电子秤内部的压力传感器收集到被测物体的重量信息,压力传感器受到来自被测物体的压力后,其内部电阻的阻值会发生改变,因此被测物体的重量信息就会通过电阻值的改变转换成电压或电流信号,且输出后的信号与被测物体的重量成线性关系。转化后的电信号通常无法直接被A/D转换器处理,因此,转换后的电信号必须先通过放大电路进行放大处理。经过放大电路处理后的电信号经过滤波处理后再由A/D转换器进行转换产生易于分析处理的数字信号,最后将由A/D转换器转换后的数字信号送到微处器的CPU中进行处理。

  (3)信号处理系统

  由A/D转换器产生的数字信号发送到微处理器CPU后,CPU不断扫描键盘电路上各个按键的状态和各种功能的开关状态,并且根据键盘电路输入的内容和各种功能开关的状态来对输入的数字信号进行判断,分析和处理,接着单片机中的软件对信息进行计算和存储。CPU对电路以及信号进行分析和处理后,运算结果会被送到内存储存中,再由软件控制CPU发出指令,将内存贮器中读出的数据送到LCD显示器显示,这样我们就能直观地看到被测物体的重量以及一些其他信息。

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