基于单片机的电子称设计

基于单片机的电子称前端设计

姓 名：

学 院：

专 业： 电气工程及其自动化

学 号：

指导教师：

2010年3月20日

目录

目录………………………………………………………………………………….1 摘要………………………………………………………………………………….2 第一章 绪 论……………………………………………………………………3

1.1 课题背景和系统简介……………………………………………………………3 1.2 论文设计目的与意义……………………………………………………………3

第二章 电子称系统的介绍…………………………………………………….5

2.1电子称系统设计总体介绍……………………………………………………….5 2.2系统方案论证…………………………………………………………………….6 2.3 键盘模块方案选择………………………………………………………............7 2.4 显示模块的方案选择……………………………………………………………8

第三章 电子称系统前端方案论证……………………………….…………..9

3.1前端设计工作原理…………………………………………………………….....9 3.2 传感器的选型…………………………………………………………………....9 3.3 放大电路选型………………………………………………………………...…10 3.4 A/D 转换器的选型……………………………………………………...…....…11

第四章 系统前端硬件设计……………………………………………………13

4.1 电子称前端总体介绍…………………………………………………………...13 4.2 电阻应变式传感器的应用…………………………………………………...…13 4.2.1 传感器模块电路设计………………………………………………………..13 4.2.2 提高传感器灵敏度的措施…………………………………………………..15 4.3 差动放大电路设计……………………………………………………………...16 4.4 AD574模块设计……………………………………………………………….17 4.4.1 AD574介绍…………………………………………………………………18 4.4.2 AD574的工作原理…………………………………………………………20 4.4.3 单片机和AD574的接口设计……………………………………………...21 4.4.4 使用AD574应注意事项…………………………………………………...23

第五章 结论与体会……………………………………………………………..24

5.1 设计结论………………………………………………………………………...24 5.2 设计体会………………………………………………………………………...24 参考文献……………………………………………………………………………..25 致谢…………………………………………………………………………………..26

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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。

本系统以AT89S52单片机为主控芯片，外围附以称重电路、显示电路、报警电路、键盘电路等构成智能称重系统电路板，从而实现自动称重系统的各种控制功能。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。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。

关键词

SP20C-G501/AT89S52/称重传感器/A/D转换器/LED显示器

ABSTRACT

As microelectronics technology, the market weighing the use of traditional tools have failed to meet the requirements of the people. In order to change the traditional use of weighing instruments in a problem, will be intelligent in the design, automation, human use in the electronic weighing control system.

This system as the main chip AT89S52 microcontroller, peripheral attached to weighing circuit, display circuit, alarm circuit, the keyboard circuit board is an intelligent weighing systems, automatic weighing system in order to achieve a variety of control functions. This multi-functional electronic scale is ready, cost performance, low power consumption, system design is simple, easy to use visual, fast, accurate measurement, high automation. Can be said that the completion of the design of electronic scales to meet the application needs a large extent.

Keywords:

SP20C-G501/AT89S52 /weigh to spread a feeling machine / A / D conversion/ LED monitor

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第一章 绪 论

1.1 课题背景和系统简介

随着时代科技的迅猛发展，微电子学和计算机等现代电子技术的成就给传统的电子测量与仪器带来了巨大的冲击和革命性的影响。常规的测试仪器仪表和控制装置被更先进的智能仪器所取代，使得传统的电子测量仪器在远离、功能、精度及自动化水平定方面发生了巨大变化，并相应的出现了各种各样的智能仪器控制系统，使得科学实验和应用工程的自动化程度得以显著提高。多功能电子秤是现代生活中应运而生的一种精确、智能、方便、明了、可靠的称量仪器。它克服了传统的杆秤、盘秤不精确、速度慢、不能计价、易作弊等缺点，在商业领域应用越来越多。

作为重量测量仪器，智能电子秤在各行各业开始显现其测量准确，测量速度快，易于实时测量和监控的巨大优点，并开始逐渐取代传统型的机械杠杆测量称，成为测量领域的主流产品。

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，无论从产品品种还是从生产规模都取得了空前的发展和极大的提高。现在在国内商用秤市场几乎见不到进口的商用秤，我国生产的商用秤已大量出口到世界各国。改革开放以来，外资和合资企业把许多先进的技术和管理带到中国，给中国衡器业带来了活力。可以说我国电子衡器业具有了相当的水平。但是同国际先进水平相比，还存在一定的差距。 主要表现在以下几个方面:

(l)指标上的差距:我国生产的电子衡器生产大多是低端产品，高速和高精度产品少。电磁兼容性在国外己作为一项基本要求，而我国多数厂家仍不能满足此要求。 (2)理论上的差距:我国对称重理论的研究相当薄弱，人力和资金投入少，有些在国外已经成熟的产品和工艺，而我们对其还缺乏足够的认识。

(3)新材料、新技术应用与开发方面的差距:我国的大多数衡器企业天天应付的是无休无止的价格战，根本无暇顾及应用新技术新材料的应用。即使是一些好的企业，也仍局限在产品研究的层次上。而国外的一些企业早在若干年前，就开发出诸如振弦传感器、振梁传感器、数字传感器等先进的技术和产品，如今己在电子衡器上得到了普遍的应用。

(4)产品开发手段，加工装备、测试设备方面的差距:国外电子衡器制造手段先进，CAD/CAMC/AT和FMS技术的应用相当普遍;而我国企业在这方面的潜力没有得到充分的挖掘，效率还很低。

1.2论文设计目的与意义

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。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、携带方便、价格低廉的电子秤投放市场。

基于电子秤的现状，本项目拟研究一种用单片机控制的多功能电子秤设计方案。这种多功能电子秤体积小、计量准确、携带方便，能够满足商业贸易和居民

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家庭的使用需求。在本设计中将智能化，自动化，人性化用在了电子称重的控制系统中。将其变成一种小型化、模块化、集成化、智能化的电子称;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。

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