基于单片机的多功能电子秤的设计与实现.doc

摘要电子秤是一种我们日常生活中经常使用的称重工具相较于传统的杆秤来说同时也是一种集聚了多种现代高科技技术于一体的现代新型称重仪器。电子秤主要以单片机作为控制中心通过称重传感器采集数据然后使用A/D转换器进行数据转换辅以键盘显示器再配合相应的软件来实现的。电子称使用起来方便快捷测量准确精度高稳定性强更重要的是能够实现自动称重、重量实现数字化显示极大地便利了人们的生活满足了人们对于称重的需求所以越来越受到人们的欢迎。经过仔细研究本系统设计最终决定选用新一代STC89C52RC单片机来制作完成课题所要求的电子秤使其作为主控电路的核心实现电子秤的所有功能。在设计过程中系统增加了时钟模块的功能系统由单片机控制核心数据采集人机交互系统电源和时钟五大部分组成。单片机主控电路部分由除了STC89C52R之外还有报警器及其相关电路组成；电阻应变式压力传感器信号放大电路和A/D转换器则构成了数据采集部分其中信号放大电路和A/D转换器部分则选用内部自带放大器的专用型AD转换芯片HX711实现它的特点是转换精度很高应用起来简单方便；人机交互部分则选用矩阵键盘作为输入设备LCD1602液晶显示器作为显示设备；系统电源采用电脑USB接口供电这样电路简单且电压稳定；时钟部分选用DS1302时钟芯片再结合相关电路组成时钟电路。软件部分通过使用C语言编程实现了本课题要求的全部功能。该电子秤能够满足课题所要求的称重功能的同时并对时钟功能进行了丰富增加了闹钟功能称重范围为0～5Kg；能够显示所称物体重量、单价、总价。关键词：电子秤；单片机；称重传感器；HX711。目录第一章绪论11.1研究的背景和意义11.2研究现状11.3主要研究内容21.4本文的组织结构2第二章系统方案的设计32.1电子秤的设计要求32.1.1基本要求32.1.2特色和创新32.2系统的设计思路及工作原理32.2.1工作原理32.2.2基本设计思路32.3系统元器件选型及参数介绍52.3.1单片机选型52.3.2数据采集部分62.3.3人机交互部分82.3.4电源部分92.3.5具体实施方案简介9第三章系统的硬件设计113.1基于STC89C52的主控电路113.2数据采集系统123.2.1称重传感器123.2.2A/D转换电路133.3显示电路143.4时钟电路153.5报警电路163.6键盘163.7系统硬件电路的绘制183.7.1Protel99SE软件介绍183.7.2系统原理图的绘制19第四章软件设计204.1主程序流程图204.1.1时钟模块程序204.1.2称重模块程序214.1.3重要的子程序224.2主要中断程序流程图254.3核心代码26第五章系统的调试265.1调试过程中遇到的问题265.2误差分析以及调试结果275.2.1误差来源275.2.2调试结果275.2.3结果分析29结束语30致谢31参考文献32附录A33附录B34附录C3563第一章绪论1.1研究的背景和意义电子秤是一种与人民现实生产生活息息相关被广泛应用于各个领域的电子衡器诸如工业生产商业贸易交通运输港口机械制造医疗保健冶金矿山和国防建设等各个方面。和传统的杆秤进行对比电子秤具备诸多优点例如：它的精度很高结构简单价格低用途广泛便于携带使用方便等优点。电子称的工作原理也不难理解它通过压力传感器采集物体重量信息将其转换为电信号进行适当的信号放大处理再通过A/D转换器将模拟电信号转换为数字信号最后经过单片机的控制处理送到液晶显示器显示出被测物体的重量信息。目前市场上使用的称量工具各个公司的产品质量良莠不齐有的质量较高但价格太高有的价格不高但质量太差容易损坏精度不高稳定性差运行不可靠。所以目前商用的电子秤市场上商用电子秤的总体质量不高这种情况是由多种因素造成的例如某些公司因为资金有限造成科技人才储备不足从而使其技术力量不够强科技研发能力不足造成产品质量不高。因此开发出一种质量较高但成本不高具有较高性价比且具有实际实用价值的电子秤克服电子秤在实际使用中的诸多缺点具有一定的现实意义。1.2研究现状国内有关电子秤技术的研究相比国外来说起步晚了很多不过在国内科学家的努力下近些年我们奋起直追技术水平有了极大提升取得了很多成果。从上世纪六十年代第一台电子秤的诞生到如今的微机式产品在某些技术领域甚至达到了国际领先水平。我们仅仅用了几十年的时间就达到了发达国家花费近一百年才能够达到的技术水平。但是总体来说目前国内电子衡器的技术水平仍然不算太高仅仅与发达国家上世纪九十年代的水平相当。与国外产品相比我国商用产品在品种功能质量核心部件的稳定性和可靠性方面还有不小的差距。经过一百多年的发展发达国家已经在电子秤有关的各个领域都达到了很