数字电子秤设计

1、目录 一、设计目的 2 二、设计要求2 三、总体设计2 四、各部分硬件电路的设计 3 4.1传感器的选择 3 4.2三运放大电路的设计 6 4.3 ADC0809 A/D 转换器 6 4.4 LED显示电路的设计 8 4.5控制器单片机的选择 9 五、 整体电路图13 5.1总体电路图 13 5.2 程序流程图 14 5.3软件设计 14 六、 设计总结 16 参考书籍 17 一、设计目的 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

2、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的现代化水平和社会经济效益的提高。经 过多年的发展，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。 本课程设计的电子秤以单片机为主要部件，利用全桥测量原理，通过对电路输出电压和 标准重量的线性关系，建立具体的数学模型，将电压量纲（ V）改为重量纲（g）即成为一 台原始电子秤。其中测量电路中最主要的元器件就是电阻应变式传感器。电阻应变式传感 器是传感器中应用

3、最多的一种，本设计采用全桥测量电路，使系统产生的误差更小，输出 的数据更精确。而三运放大电路的作用就是把传感器输出的微弱的模拟信号进行一定倍数 的放大，以满足A/D转换器对输入信号电平的要求。ADC0809 A/D转换的作用是把模拟信 号转变成数字信号，进行模数转换，经单片机 AT89S52进行数据处理最后把数字信号输送 到显示电路中去，最后由显示电路显示出测量结果。 二、设计要求 设计的主要要求如下： 1）运用电阻应变式传感器并采用全桥测量电路进行数据采集 2）将采集的数据井三运放大器放大并经模数转换器转换为数字信号 3）数字信号送入AT89S52单片机进行数据处理最后通过 LED显示，最小

4、显示单位为 1g 4）写出详细的实验报告 三、总体设计 基本工作原理框图如图3-1所示: 电阻应 变式传 感器 -、- 三运 放大器 ADC0809 A/D转 换器 AT89S5 2单片机 8155 LED 显示器 图3-1基本工作原理框图 电 路 方 框 图 如 图 3-2 所 示 图3-2电路方框图 四、各部分硬件电路的设计 4.1传感器的选择 4.1.1电阻应变式传感器的组成以及原理 电阻应变式传感器是将被测量的力，通过它产生的金属弹性变形转换成电阻变化的元 件。由电阻应变片和测量线路两部分组成。常用的电阻应变片有两种：电阻丝应变片和半 导体应变片，本设计中采用的是电阻丝应变片，为获得高

5、电阻值，电阻丝排成网状，并贴 在绝缘的基片上，电阻丝两端引出导线，线栅上面粘有覆盖层，起保护作用 电阻应变片也会有误差，产生的因素很多，所以测量时我们一定要注意，其中温度的 影响最重要，环境温度影响电阻值变化的原因主要是： A. 电阻丝温度系数引起的。 B. 电阻丝与被测元件材料的线膨胀系数的不同引起的。 对于因温度变化对桥接零点和输出，灵敏度的影响，即使采用同一批应变片，也会因 应变片之间稍有温度特性之差而引起误差，所以对要求精度较高的传感器，必须进行温度 补偿。由于惠斯登电桥具诸如抑制温度变化的影响，抑制干扰，补偿方便等优点，所以采 用惠更斯测量电路精度高、温度特性好、工作稳定等优点，广泛

6、用于各种结构的动、静态 测量及各种电子秤的一次仪表。该称重传感器主要由弹性体、电阻应变片电缆线等组成， 其工作原理如图4.1-1所示： 图4.1-1称重传感器原理图 全桥测量电路中，将受力性质相同的两应变片接入电桥对边，当应变片初始阻值： R = R2 = R3 = R，其变化值 R = R2 = R?= R4时，其桥路输出电压 UOut = KE 。其输出 灵敏度比半桥又提高了一倍，非线性误差和温度误差均得到改善。 应变式传感器安装示意图4.1-2所示： 加热丝 应变片 图 4.1-2 4.1.2电阻应变式传感器的测量电路 电阻应变片组成的传感器是把机械应变转换成 R/R,而应变电阻的变化一

7、般都很微 小，例如传感器的应变片电阻值120Q,灵敏系数K=2，弹性体在额定载荷作用下产生的 应变为1000 ADC0809通道 INO 地址7FF8H ;8155 PA 口地址 7F01H ; PB 口地址 7F02H FLAG BIT 7FH;位地址赋值伪指令 ORG 0000H AJMP MAIN ORG 0013H AJMP INT1 MAIN： SETB IT1 SETB EA SETB EX1 ；开外部中断 1 LCALL AD_SORT ；开始执行模数转换 LCALL BCD_SORT ；进行数据处理 LCALL DISLED ; LED显示 AJMP MAIN AD_SORT:

8、 MOV R0,#60H SETB FLAG MOVX DPTR,#7FF8H ；指向模拟通道 IN0 MOVX DPTR,A ；开始进行数模转换 WAIT: JB FLAG,WAIT ；等待中断 RET INT1: MOVX A,DPTR ；将转换后的数字量给累加器 A MOV R0,A ；将转换后的数据保存 CLR FLAG RETI DLSLED: MOV R3,#01H ；送位控信号选中最低位 MOV A,R3 LOOP: MOV DPTR,#7F01H ;指向 PA口 MOVX DPTR,A INC DPTR;指向 PB 口 MOV A,R0 MOV DPTR,DSEG; 指向表首地

9、址 MOVC A,A+PC ;查表 DIR1: MOVX DPTR,A ;送段选信号 LCALL TIM2 ;延时 INC R0 MOV A,R3 JB ACC.1,LOOP1 ；判断是否显示到最高位 RL A MOV R3,A AJMP LOOP LOOP1: RET TIM2: MOV R7,#04H DLT1: MOV R6,#FFH DLT2: DJNZ R6,DLT2 DJNZ R7,DLT1 RET BCD_SORT: MOV A,R0 RL A MOV B,#10H DIV AB MOV R0,B INC R0 MOV R0,A ；进行数据处理 RET DSEG: DB 3FH,

10、06H,5BH,4FH,66H,6DH,7D H显示段码表 DB 07H,7FH,6FH,77H,7CH,39H,5EH DB 79H,71H,00H END 六、设计总结 单片机课程设计结束了， 在设计之初并没象想象的那么简单， 因为平时总是学的理论， 而这次是亲手的动手操作，虽然说很累，但感觉收获却特别大。 此次设计的课题是电子秤的设计，由于此设计涉及到的模块较多，有些模块在仿真时 仿真软件中没有此种模块， 而且模块与模块之间的连接也很繁琐， 使设计具有一定的困难， 但我通过上网和图书馆借书的方式查询资料从而解决问题。 在这次的课程设计中我对常用芯片的原理有了更加深刻的理解和领悟。像AT8

11、9S52等 芯片在平常学习时并没过多的涉及，通过查资料知道它与 8031 单片机相比具有内部程序 存储器，在设计程序不是很大时不用进行程序存储器的扩展，简化了电路，同时 AT89S52 的功能更加强大使用方便，所以最终我们选择使用AT89S52作为本次的控制器件。 通过此次的课程设计明白了，理论和实际是有很大的差距的，有些设计在理论上是成 功的，但应用的实际的环境中时需要考虑方方面面的因素， 因此，我们会在以后的学习中， 尽可能地扩大自己的知识面， 不能仅仅只局限课本， 要更加刻苦地努力地去学习专业知识， 充分利用图书馆和网络资源，多查多学多练，打好扎实功底，同时要多锻炼自己的动手能 力，理论与实际相结合，理论知道实践，实践证明理论，为以后的更好的发展奠定一个坚 实的基础。 通过此次课程设计也更加坚定了我们学好后续课程和温习学过的知识还有利用课余 时间拓展自己知识面的决心以及多锻炼自己的实践能力的决心！相信在系里各位老师的指 导下，再加上自己不懈努力，我们一定不会辜负社会，老师，家长的期望，成为一名真真 正正学有专长而又兼有广博知识的现代化的高素质人才！ 我觉得这不仅仅是一个设计，更重要的是一个人生的锻炼，相信我会从中走向成熟， 走向自己新的