电子秤的设计毕业论文

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--(论)

:

秤

:信息程学

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信教:日:

秤-

.-word资料-

-智能电子秤是日常生活中经常使用的一种测重装置,采用了电子技术、传感器技术等量的误差小以将“确速动〞的要求很好的满足实生活中学校、市场、工厂、医院等地方都得到了广泛的推广和应用。本设计主要以单片机为中心模块,对电子秤的自动称重动处理数据动显示来进展设计。本系统中的数据采集模块主要负责将压力这个非电量转化为电量；信号处理模块主要负责对信号的放大和模/数转换；单片机控制模块主要负责数据的进一步处理、控制端口的输出等；显示模块主要负责显示重量、单价、总价；程序设计方面采用的模块化的设计思想。通过对这些模块的方案选择以及硬件设计，详细的介绍了本系统是如何进展数据采集、数据处理以及显示的。关键词电子秤压力传感器转换器-可-

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--Intelligentelectronicisoneoftheweighingdevicewearefrequentlyusedindailylife,whichuseselectronicsensortechnologyasmallmeasurementAnditcanbenicetomeetthequicklyandautomatically".reallife,hasbeenwidelypromotedandappliedschools,markets,factories,hospitalsotherplaces.Thesystemusesthesingle-chipcentralmodule,beingdesignedforautomaticallyscalesweighing,automaticdataprocessing,acquisitionmoduleismainlyresponsiblethepressurethenon-powerintoelectricity;ThesignalprocessingmoduleismainlyresponsiblesignalamplificationA/Dconverter;SCMcontrolmoduleismainlyresponsiblethefurtherprocessingdata,thecontroloutputport,etc.;Themodulemainlyresponsibledisplayingtheweight,unitprice,totalprice;modularconceptadoptedthedesignprocess.Throughtheschemethesemodulesdesigninghardware,describesdetailhowthesystemdataacquisition,dataprocessingKey：scales;variableresistancepressuresensor;microcontroller;A/Dconverter--word资料-

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摘要ⅠⅡ第一章绪论引的开展现状目的和意义总体设计思路造第二章系统方案设计体设计方案比拟系统各模块电路设计方案比拟4片机处理模块采集模块处理模块显示模块8按键电路8施方案简介第三章系统硬件设计基于单片机控制模块介引说明具电路设计数据采集模块号处理模块简引图处理模块电路设计显示模块.-word资料-

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介脚图块电路设计按键电路介电路设计报警模块模块介绍警模块电路计总结第四章系统软件设计软件开发环境系统软件设计流程图序设计流程图显示局部流程图信号处理模块流程图总结第五章系统仿真及硬件调试系仿真仿真图仿真结果仿真误差分析系统整体调试实物调试结果图物调试误差分析总结参考文献致谢附录.-word资料-

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--章绪论引电子秤是日常生活当中经常会用到的一款衡器装置，它不仅体积小、读数方便，而且准确度高，操作十分简单方便。正因为上面这些优点，才能够被广泛应用与商场、医院、工厂等地方。相对于应用普通杠杆原理的衡器而言，电子秤有着很大的优点，它的精度比杠杆称重精度高的多，应用受限较少，所以应用非常广泛。为了使生活变得更加方便，研究和制作各种不同规格的电子秤有着非常重要的意义。国外开现现今社会，无论是在企业、医院交易市场、交易市场，还是小到每个家庭，电子秤可以说是随处可见。它不仅拥有很多种类，而且拥有巨大的市场占有量。从日常生活中的简单的测量重量到工厂里产品的重量的检测，电子秤在越来越多的方面得到应用。随着市场需求的不断变化以及测重技术的飞跃开展，电子秤的技术性能趋向于高可靠性、高效率、高准确度。总的来说，电子秤技术正越来越模块化、集成化以及智能化。国际社会上，很多西方兴旺国家研制出的电子秤准确度高，可靠性高，可以说已经到达了很高的水平。他们已经研制了具有较高准确度、防水、耐腐蚀以及在高气压下正常工作的电子秤。目前，我国在电子秤称重技术上虽然与西方兴旺国家仍有一些差距，但是研究专家们正在不断努力，也取得了不少理论成果。我们国家已经成功研制出了省电、功耗小以及能够利用光能的电子秤，不仅精度高，而且节能环保。研的的意电子秤的设计包括很多方面，不仅需要了解电子秤的各个组成部件，而且需要了解电子秤实际生活中的应用情况利的完成电子秤的设计去了解传感器的原理--word资料-

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--转换器的原理及应用、单片机的应用以及完成程序算法的设计，这些方面需要我们运用所学的各种软件以及硬件方面的知识，可以稳固我们对于专业知识，以及其他相关知识的了解。总设思根据本课题的背景以及设计要求，要实现称重功能，首先要将物体重量这个非电量转化为电量，因此需要传感器模块，传感器输出的的电量与物体的重量有一定的对应关系；但是只依靠这一关系推算出的重量不准确，而且不直观，所以需要对传感器输出的数据进展处理；信号的处理一般选用单片机来进展，但是单片机输入的是数字信号，而传感器的输出是模拟信号，因此在此之前还要对信号进展模/数转换，再输入单片机进展处理；单片机输出的信号可以采用数码管显示或者是LCD显示，这样得到的结果不仅准确性得到提高且比拟直观用户更好的体验了以上功能模块设计还参加了报警模块。1.5论构造本论文包括中外文摘要、目录、正文、总结、参考文献、致谢、附录几大方面。正文局部第一章为绪论，第二章为系统方案设计，第三章为系统硬件设计，第四章为系统软件设计，第五章为系统仿真及硬件调试。--word资料-

-章统方设计系整设方比根据上面的设计思路，可以衍生出很多的设计方案，现列出三种方案如下：

--数据采集

万用表方案一单的输入输出方案，如图2-1：图案一这个方案是通过直接将物体放到传感器上，然后将传感器的输出接到万用表，再根据传感器特性推算出物体的重量，操作起来十分方便。但是也有很多的局限，这种方案的电子秤只能实现根本的秤重功能，而不能实现外部数据的输入，因此无法实现手动输入一些参数且得出物体重量非常麻烦能直接看出重量是多少以人机交换界面不理想，达不到购物清单的要求。方案二方案一的根底上，可以通过将信号放大以及进展数转换来提高结果的准确度，并使用显示模块可以使系统显示字符，使界面更直观，而且参加键盘模块，实现人机交互数据采集信号放大

转换

单片机处理

显示模块按键处理功能如图2-2：图案二--word资料-

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--这种方案设计的电子秤不仅有了信号处理这一环节，使精度得到了很大的提高，而且可以通过键盘手动输入物品的单价，并能够显示出物品的重量、单价以及总价，拥有很好的人机交互界面。通过比照上述三种方案的优缺点，在考虑到设计的本钱以及可行性前提下，本次设计选择使用第三种方案设计完成了最终的电子秤方案、最终的硬件设计方案图。除上面这些报警模块数据采集

信号处理

单片机处理

显示模块按键处理功能模块外，本设计还参加了报警模块作为扩展功能，方案图下：图统整体方案图系各块路计案拟2.2.1单片机处理模块本系统的中心控制模块即单片机控制模块，它在整个系统中负责数据的处理、交换等作用。本次设计中的键盘输入信号、信号处理模块的输入信号，都将被输入到中心模块中进展数据的进一步处理。不仅如此，此中心控制模块还要能够输出显示控制信号、信号处理控制信号、报警信号等等。显然，作为整个系统的中心控制芯片，单片机扮演着一个中心枢纽的角色，不仅有信号的输入，也有信号的输出，具有十分重要的地位。因此，在选用这种中心控制芯片的时候，最好能够选用内存大，可靠性高，速度快而且价格廉价的芯片。--word资料-

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--在比照市场上众多的单片机芯片后发现，STC89C52相对于其他芯片可以很好的完成上面的功能，并且拥有许多自身的优点。STC89C52是一种8微控制器，采用串口直接下载，抗干扰能力相对更好一点，兼容性也不错，而且本钱不高。因此，本次设计的中心控制芯片选用的是STC89C52。2.2.2数据采集模块数据采集模块电路的作用是将物体的重量这个非电量，转换为电压或者电流这些电量形式，以便后续的处理、输出，因此需要用到压力传感器。方案一用压电式压力传感器晶体的正压电效应是压电式压力传感器的主要工作原理。正压电效应是指当改变外力的大小时，晶体内部的电极性发生改变，所带的电荷量也发生改变。因此，可以通过测得改变的电荷量的大小，来得到施加的外力的大小。市场上的压电式传感器种类很多，它们都有体积小，动态性好等优点。但是该传感器的弱点也比拟明显阻较大率偏小噪声性能不是很突出出特性被严重影响，因此由它输出的能量比拟薄弱，需要设计复杂的外接电路进展矫正。方案二用电容式压力传感器电容式传感器是一种可以将压力、位移等非电量的变化转换为电容量的变化的传感器装置。它的优点是灵敏度高、简单、动态响应良好、测量可以不用接触等。一般我们借助平行电容器来解释说明电容式传感器的工作原理，两块平行的金属板上面的电容量〔不考虑边缘效应〕为：C

rod

A

〔2-1〕其中：

r

—介质的相对介电常数；

——真空中的介电常数A——平行板覆盖的有效面积；d——平行板间的距离。--word资料-

-当被测量物体的重量发生改变，并进而改变等式r都会改变，从而将变化量转化为电量的输出。

--、A、d的大小时，电容量然而，电容式压力传感器也有一些缺乏的地方：(1)初始时的电容比拟小，因此会在杂散电路中产生较大的寄生电容。(2)功率小、阻抗高。由于平行板的尺寸较小，电容式传感器的电容量都比拟小，因此它的容X很大阻抗的元件载能力不行C

o

，那么当电容C很小时也就比拟小容传感器外界干扰的抵抗能力较弱，需要采取必要的抗干扰措施。方案三采用电阻式压力传感器电阻应变式传感器能够将各种力学物理量转换为电信号，主要是利用电阻应变效应制成的。电阻式压力传感器以电阻应变片为主要部件，这种电阻应变片不仅可以单独用来充当传感器，而且能作为敏感元件构成力学量传感器。电阻式压力传感器是一款常用的传感器，拥有很多的优点。使用比拟灵敏，测量精度高，稳定性较好，分辨力高；应用领域比拟广泛，许多机械量传感器都可以使用应变片制作而成；体积小，构造简单；操作简单方便，用户体验较好，便于远距离测量和商品化开展；对环境要求不高，可以在恶劣情况下正常工作，适应能力出色，在频率响应方面性能优越。综合比照分析以上三种传感器的优缺点到本次设计的要求为称重范围～5Kg，误差不大于

。因此，为了提高设计准确性、准确度以及可靠性，本次设计选用的是第三种方案，即采用电阻式压力传感器。--word资料-

-2.2.3信号处理模块

--信号处理模块在本系统中包括信号放大与信号转换两个功能，所以应该包括信号放大模块与A/D换模块。方案一号放大器采用AD620,A/D换器芯片采用ADC0832信号处理的两个局部可以分别由两个模块单独来完成。信号放大局部一般可以使用AD620AD620通过外接电阻来到达放大的效果，增益范围可调，且精度高，本钱低。模/数转换局部可采用较为常用的ADC0832。ADC0832一款双通道分辨率的A/D换器用的是逐次逼近式的转换方法的兼容性高，体积小，因此经常被大家使用。将这两个模块连接形成电路，可以完成设计的指标，但是由于需要电路间的连接，所以会产生一些不可防止的误差和干扰特别完美ADC0832精度不算太高，对于需要高精度的电子秤来说，不是最好的选择。方案二采用集成的高精度换器HX711内不仅集成了信号放大模块了一款高精度的位A/D换器。不仅如此，HX711内还集成了完成放大和转换功能所需要一些外围电路，比方稳压电源，时钟振荡器等优点是准确度高低抗干扰能力强卓越且响应迅速与单片机之间主要是通过管脚来驱动的,口电路简单,需要对芯片内的存放器进展编程。比照分析以上两种方案的优缺点第二种方案更有优势使用HX711作为信号处理模块的主要芯片。这样不仅能够节省本钱，而且可以大大的提高设计的准确性和可靠性。--word资料-

-2.2.4显示模块

--本系统中显示模块应该主要用于显示物体的重量、单价、总价，设计主要是力求使人机交换界面美观，因此选用适宜的显示模块非常重要。方案一LED数码管显示LED数码管是一款常用的显示器件，它内部由发光二极管组成，其中有7个成“〞字形，还有一个用来显示小数点。LED内部的发光二极管已经都连接了导线，只需要引出它们的公共电极就可以使用。但是数码管可以显示的信息有限，当需要显示的信息较多时，就用需要将多个数码管级联，这样会导致硬件连接复杂，本钱也会相应增加；此外，数码管对大局部字符不能很好的显示，容易出现闪烁现象。方案二采用液晶显示液晶显示模块可以显示出字符，因此经常用来作为字符显示模块，在单片机应用中使用较多。它不仅显示内容丰富，还拥有很多数码管不具备的优点。LCD1602不仅功耗低、驱动电压小、显示信息量大，而且使用周期长，不会产生辐射与污染。LCD1602属液晶显示器件中最为常用的一种工作电压为有8位数据总线和三个控制端口，并且还可以调节显示器的亮度，可以显示2行个字符，并且具备液晶显示模块的所有优点。比照分析以上两种方案的优缺点，虽然都能成功显示数据，但是考虑到设计准确度，以及人机交换界面的美观，本设计选用的是第二种方案，即利用LCD1602来做显示模块。2.2.5按键电路按键电路模块主要用来手动输入物品的单价，实现人机交互的功能。方案一专用键盘接口芯片式--word资料-

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--专用键盘芯片内部不仅集成了接收键盘输入数据的模块，还带有显示接口，可以独立的处理对键盘的扫描除抖动以及编码问题此于提高准确度和可靠性很有帮助，而且接口电路简单，使用起来十分方便，但是本钱一般比拟高。方案二4*4阵薄膜键盘4*4阵薄膜键盘属于薄膜开关的一种，由上电路、面板、下电路、隔离层四个局部组成，内部集成了个小按键开关，并且按照矩阵式的排列着。它是一种近来非常流行的集功能性与装饰性于一体操作系统，不仅外形美观、体积小，而且密封性强，具有防尘、防潮等优点。比照分析以上两种方案的优缺点，虽然都能实现按键输入的功能，但是考虑到本钱的因素，而且第二种方案的可靠性相对也不低，并且还有很多其他优点，因此本设计选择第二种方案作为按键模块。具实方简根据上述各个模块方案的比照介绍，以及考虑到本次设计的要求，本次设计的硬件局部的中心控制芯片采用STC89C52。由于电子秤设计的功能不是很多，所需要编写的程序量也就不大此不需要对STC89C52外其他的程序存储器样可以防止硬件的浪费。除了单片机的最小系统，硬件局部还应该包括数据采集电路、信号处理电路以及数据显示电路。数据采集模块内部最主要的器件是变阻式压力传感器。为了尽量满足高精度的要求，选择的传感器必须要满足测得重量的误差在一定的范围之内。但是由于传感器输出的信号一般比拟微弱，因此需要对输出的信号进展信号的放大，这样就可以保证结果的可靠性。不仅如此，由于单片接收到的信号必须是数字信号，因此还需要对数据进展模/数转换。--word资料-

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--为了提高设计的准确度以及可靠性，减少不必要的误差，本设计选用专为电子秤设计的高精度的转换器不仅可以进展信号的放大，而且可以实现信号的模数转换。在人机交互方面，主要通过键盘来实现，可以手动输入数字和已经设置好的控制命令等，来实现一些特定的功能。本设计中，按键控制模块采用的是矩薄膜键盘。显示电路局部，本设计选择使用字符点阵式液晶显示器LCD1602，不仅人机交换界面较美观，而且可以一次满屏幕显示2行16个字符，可以实现购物清单的要求。在扩展功能上，本设计添加了报警电路，当物品重量超过量程时，蜂鸣器就会发出警报声。--word资料-

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--章统硬设计根据设计的要求和指标，本设计应该包括以下模块〔如图2-4制模块、数据采集模块、信号处理模块、显示模块、按键模块以及报警模块。基的单机制块3.1.1STC89C52简介STC89C52一种低电压，高性能S8微处理器，它的程序存储空间为节，数据存储空间为节，内带EEPROM存储空间为4K节，I/O口线为32。3.1.2STC89C52引脚说明STC89C52脚图如下列图3-1图引图STC89C52引功能说明，如表3：表脚说明图--word资料-

-3.1.3STC89C52具体电路设计

--在本设计中STC89C52为主控芯片，它应该包括振荡电路、复位电路、端口连接。振荡电路由一个晶体振荡器和两个电容并接到XTAL2脚。由电容和石英晶体构成的振荡回路，构成了一个稳定的自激振荡器，为单片机内部的放大器提供振荡以及正反应所需的相移条件。电路中电容的作用是起振，一般情况下，电容值偏大虽然有利于振荡器的稳定，但是同时也会增加起振时间，所以电容值在许可范围内越低越好。一般较常使用的电容值为15pf-30pf，设计中采用的是30pf。为保证较高的准确度，晶振频率那么选用11.0592MHz具体电路图如图图振荡电路图本设计中复位电路采用的是上电复位的方式，通过电容充放电来实现，使用起来简单方便，只要接通电源就可以完成系统的复位初始化。由上面晶振频率的选择可知，本设计的机器周期约为1us，为了保证复位信号高电平持续时间大于2机器周期，上电复位电路中电阻与电容的选择由来确定，因此可以选用电容为电阻为。具体电路图如图3-3：图复位电路图--word资料-

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--端口的连接用于与其他模块进展数据交换。口以及P2.0-P2.3端被定义为LCD1602功控制端，分别与LCD1602显示器的相应功能管脚连接。口被定义为按键功能控制端某一个功能将键被按下时应的口将工作接信号处理模块，P3.0接报警模块。因此，本设计的单片机模块端口连接图如下列图示：图片机端口连接图数采模数据处理模块的主要器件为变阻式压力传感器。变阻式压力传感器是根据电阻应变效应原理制成的。电阻应变效应是指当导体受力的作用，外部形状发生机械形变时，内部电阻也发生相应变化的现象。电阻应变片把导体形变的信号转换电阻变化的信号，但是由于变化的电阻值一般都比拟小，直接测量得到的结果不准确。因此，一般使用特定的转换电路将电阻的变化转化为电压或者电流的变化。这种转换电路经常采用直流电桥。图一个由直流供电的电阻电桥。本设计中采用的是压力变化转化为电压变化的输出，即把此电桥当做电压桥。--word资料-

122-122由电路的分压原理可以得到〔不计电源内阻

--E

R2RR12

R3RR34

)E•

RRRR2413RRR)1234

〔当满足条件RR=RR4

时，即RRRR2

43

〔，即电桥平衡。式〔秤平衡条件。在测量之前保证电桥的输出电压只跟电阻的变化有关先使电桥保持平衡。如果出现差开工作现=R-RR=R-RR那么电桥输出为

E

out

(

(R)E)R)()R)

•

(3-3)压力与电压的关系与传感器的灵敏度、测重范围和电路的鼓励电压有关。本设计中采用的传感器的灵敏度为2.01mv/v，量程为（2.01mv/v0.002v/g5kg，电路中的鼓励电压为，所以可以得到传感器的输出电压范围为还可以得到也就是说，当压力改变，电压的输出变化为0.002v。式的Eout为变化的电压值到信号处理模块中进展进一步的处理感INA+电阻桥BReq\o\ac(△,-)

R2eq\o\ac(△,+)A

D

输出

outR4eq\o\ac(△,+)

R-△RC-

INA-

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输入E

in

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--两个输出端接在HX711的INA-INA+端。因此，可以得到下面的电路连接图：图据采集模块连接图信处模信号处理模块采用的是高精度的换器HX711。3.3.1HX711简介HX711是款专为电子秤设计A/D换器，是一个24位的A/D转换器。它将一个放大倍数可调的信号放大模块与一个换模块集成在内部，功能十分强大。芯片有两个通道，由输入开关与内部的可编程放大器相连接来进展选择。通A的可编程增益为或道的可编程增益为部还集成了完成放大和转换功能所需要一些外围电路方稳压电源钟振荡器等简化开机的初始化过程，HX711采的是上电自动复位。3.3.2HX711引脚图HX711引功能说明，如图3-6：图引脚图模拟输--word资料-

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--通道A一般用作传感器的接入端口，考虑到传感器的输出信号较小，因此此通道采用较大的增益，为6或128.通道B固定的3增益。供电电数字电源(DVDD)使用的供电电源与单片机的电源应该一致。HX711片内部含有稳压电源,以直接向芯片内的A/D转换器和外部传感器提供电源，因此不需要其他的模拟电源。串口通的管脚PD_SCK主要用来输出数据，选择输入通道和增益。当输出端口高电平状态时，就说明H有准备好开场输出数据，此时端口PD_SCK应保持低电平状态DOUT高电平变为低电平后明已经准备好输出数据此时向D_SCK输入2个时钟脉冲。通过第一个脉冲的上升沿可以读出输出数据的最高位，然后依次读出2位数据,直到第24时钟脉冲完成。个钟脉冲用来选择下一次数据转换的输入通道和增益，参见表3。表道和增益选择PD_SCK脉冲数252627

输入通道ABA

增益1283264一般情况下，为了防止造成串口通信的错误，PD_SCK输入时钟脉冲数应在2到27之间，否那么无法得到正确的输出增益。--word资料-

-3.3.3信号处理模块电路设计

--由于本设计中采用的模块部功能强大经集成了信号放大与处理模块此只需要对其外部电路进展正确的连接，即可实现信号处理功能。由上面的介绍可得，将HX711的口接在P2.4，PD_SCK口接口。又因为传感器的输出电压为几毫伏，所以需要信号放大模块，且放大倍数尽可能大，所以将传感器的输出接在的，并且使P2.3的输入脉冲数为，即保证放大增益为。信号经过放大处理后，再经过后半局部的模数换模块将得到的数字信号通过口输入到单片机中，进展进一步的数据处理。具体的电路图如图所示：传感器输+P

2.4传感器输-

P

2.3图部构造图及电路连接图显模3.4.1LCD1602简介LCD1602是种点阵型液晶模块，可以用来显示字母、数字或符号。LCD1602表液晶显示器上可以显示两行字符(数字),每行的字符或数字)有个。--word资料-

-3.4.2LCD1602引脚图

--图脚图LCD1602管说明如表3-3示：表管脚定义3.4.3显示模块电路设计根据设计的要求及上面关于LCD1602的介绍以将Vss地电源正极，RS接P2.0，R/W端接P2.1，E端接P2.2口数据端口D0-D7口与单片机的P0口连接，用来控制显示器的显示。这样，通过单片机给出指令来控制显示器的输出。具体电路如图--word资料-

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--图连接图按电3.5.14*4键简介矩阵键盘一般作为单片机的外部设备使用，一般情况下将按键排列成矩阵形式。在矩阵式键盘中条垂直线和水平线在穿插处都用一个按键来连接不能直接连通平线和垂直线穿插后伸出8根导线,接到单片机的一个端口,以构成按键功能,比于直接将按键与端口连接多了一倍。因此，当需要的按键较多时，使用矩阵法来做键盘是十分合理的。矩阵式键盘比直接键盘的连接要复杂一些，因此识别也相对复杂一些。如将垂直线接电源正极，并将其与单片机的接口作为输入，水平线所接的单片机I/O作为输出。根据单片机的输出特性可知，当按键没有按下时，所有的输入端都是高电平，水平线输出是低电平。当有按键被按下时，输入线上电压就会被拉低。因此，可以通过输入线上电压的状态来判断是否有按键被按下。图键盘内部电路图电子秤键盘功能分配如表示：表键功能分配表123

去皮--word资料-

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--47*

580

69#

清零撤销总价如表3-5，本设计中是数字键，用来输入单价；去皮键用来去除由于环境因素导致的重量；清零键用来进展二次测量，即当一次测量完成后可用其清零，并再次测量；撤销键是用来当输入单价有误时，删去错误的数据，重新输入的；总价键即用来控制计算总价的；*、#键是预留功能键。计算功能：在正确输入了单价之后，按下计算按键，将会计算出金额，并在液晶显示器上显示出重量、单价、总价。3.5.2按键电路设计根据上面的介绍，按键电路有8个口，依次连接单片机的P1，通过按不同的键，输入不同的指令，实现输入单价、去除、计算总价等功能，实现人机交互功能。具体电路图如图图键电路连接图--word资料-

-报模3.6.1报警模块介绍

--报警模块主要由蜂鸣器构成，当物品的重量超出电子秤的量程是蜂鸣器将发出警报声，以防止器件受到损坏。3.6.2报警模块电路设计根据设计的要求，报警电路应该串联接到单片机的一个端口。但是单片机输出高电平时的电压相当于蜂鸣器的额定电压小于，为了保护电路可以参加电阻，蜂鸣器的内阻为几百欧姆，所以本设计中选用欧姆。另外为了更好的保护电路，一般还参加NPN三极管三极管饱和时的特性来当做开关使用计中超出量程时，单片机输出高电平，此时三极管导通，蜂鸣器发出警报，反之，不发出警报。因此，可以得到电路图3-12图路设计总硬件电路局部涉及到电路设计的方方面面，不仅要考虑每个模块内部的电路如何搭建，器件如何选择，还要考虑到各模块之间的连接关系，选择最优的布线方式。只有将各个方面都考虑周全，电子秤的精度和可靠性才能够得到保证。--word资料-

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--章统软设计软开环本系统的软件设计采用C言来编程，在可读性、功能都上有明显的优势，所以比拟容易上手，且编译易实现。编译环境为UV4，是一个兼容单片机C语言的开发系统。KeilC51软件拥有功能强大的集成开发调试工具以及丰富的库函数。不仅如此，在生成目标代码方面的效率非常高，并且多数语句生成的目标代码十分容易理解。KeilC51工作的整个流程编辑、编译、连接、调试、仿真等。开发人员可以使用自己的编辑软件或使用Keil，编辑C程序或汇编程序，再Keil生单片机可以执行的HEX文件，再用烧录软件.HEX件烧进单片机中，这样就可以执行功能了。编写程序时主要从三个方面入手是将系统初始化是按键检测是采集数据理数据并显示出来。程序编写采用模块化的构造，这样编写的程序不仅构造清楚，可读性高，而且也便于调试和修改。系软设流图系统软件设计分为主程序、LCD1602显示电路程序、信号处理模块程序。4.2.1主程序设计流程图本设计中，主程序的功能应该包括初始化整个系统，检测输入信号，调用函数来执行数据处理、数据显示、数据判断，控制信号的输出等。为了更好的显示，其中还应该延时程序。因此，可以得到主程序的流程图4-1：--word资料-

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--开场初始化置零键按下信号放大、转换数据处理超重超重判断不超重功能键按下显示图主程序流程图

调零程序启动报警按键扫描如图4-1，程序开场执行以后，首先对各个端口，功能键进展初始化；接着当置零键按下后，一边进展调零使输出排除环境的干扰，另一边启HX711转器，对信号进展放大并进展模数转换；转换后在单片机内进展数据判断，假设超重那么启动报警电路，并置零，假设没有超重，那么可以按下功能键，并LCD1602示程序，使重量、总价的显示出来。一轮完毕以后，在此按下置零键，进展第二次测量，重复上述的操作。4.2.2系统显示局部流程图本设计中局部程序要执行的功能模块包括初始化界面单片机输出的指令、调用显示函数显示出内容等，其中也要参加延时程序。因此，可得流程图：--word资料-

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--开场显示初始化界面有无按键Yes显示按键功能检测重物Yes显示总价信息完毕图显示程序流程图如图4-2，当程序开场运行后，LCD1602首先显示初始化界面，然后判断有无按键输入单价，假设无输入那么继续显示初始化界面，假设有输入那么显示按键输入的数据，再经过数据处理计算出总价，并显示出总价为多少。4.2.3信号处理模块流程图本设计中，信号处理模块的程序包括的功能包括初始化模块、接收传感器的信号、选择放大增益、启动模/数换等，其中也要参加必要的延时程序。因此，可得流程图：--word资料-

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--开场初始化置零键按下启动信号处理信号放大模数换图信号处理流程图如图4-3，当程序开场工作时，首先对HX711的端口进展初始化，然后当有物体放在称重盘上，而且置零键按下后，HX711那么开场工作，先对信号进展128倍增益的放大，然后再对放大后的模拟信号进展模/数转换。转换后的信号送给单片机，等待下一次的置零键按下，开场下一轮的信号处理。总软件设计局部一定要灵活运用好模块化的编程思想，本设计中把一个大的程序拆分主程序局部、显示程序局部、信号处理程序局部，并把这三局部程序进一步拆分为各个小功能局部。这样不断拆分，不仅编程的时候构造清楚，而且可读性高，比拟有利于后期的检查。--word资料-

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--章统仿及硬试系仿5.1.1系统仿真图本仿真设计中，当系统开场工作时，先经过数据采集模块，获取信号。再经过换模块将模拟信号转换为数字信号。所得的数字信号输入单片机中，进展数据判断，如果重量不在量程内，那么启动报警电路开场报警，否那么开场数据处理。然后再将处理好的数据输入到显示模块中，显示出重量。接着再按下按键模块，输入单价。输入完毕后，按“〞键，那么单片机中开场计算总价，并输送到显示模块中显示出来。具体的仿真电路图如图5-1：图系统整体仿真图--word资料-

-5.1.2系统仿真结果

--仿真过程中，由于元件库中没有压力传感器，信号采集模块是使用的滑动变阻器来代替的。也就是说，改变仿真图中的滑动变阻器的大小，相当于改变称重物体的重量。实际仿真中，通过改变滑动变阻器的大小，来改变输入电压的大小。通过测量不同电阻值下的输入与输出的值，来分析实验的结果。图仿真一输入为时输入与输出图当输入为时，相当于物体重量，此时输出重量显示为0.051kg，输入价格为，再按下“〞，那么可显示出总价，总价为。图仿真二输入为时输入与输出图当输入为时，相当于物体重量100g，此时输出重量显示为0.102kg输入价格为，再按下“〞，那么可显示出总价，总价为。--word资料-

-屡次改变滑动变阻器的电阻值，并测得仿真结果如下表

--序列

数据

输入电压值

仿真输出值

输出误差

相对误差一二三四五

0.10V0.35V0.45V0.50V0.60V

0.116V0.348V0.445V0.503V0.599V

0.016V-0.002V0.005V0.003V-0.001V

16%0.57%1.1%0.6%0.17%5.1.3系统仿真误差分析本设计中的仿真结果如上所示，当测量输入较大时，输出数据误差在理想范围内，但是当测量的输入数据较小时，输出的误差就偏大，脱离了理想的误差范围。产生这样的误差的原因分析如下：1)仿真电路中使用的转换器是ADC0832，于转换器，可能精度没有到达要求的那么高；2)使用滑动变阻器做信号的输入，可能对信号输入的可靠性有影响；3)单片机处理数据时，数据处理的公式不准确没有到达精度要求。--word资料-

-系整调5.2.1系统实物调试结果图

--实物调试过程中，先接通电源，显示器显示开场界面“Weleto〞，然后显示初始化界面“|PRI|MON，“0.000|.|.〞。在按下“〞键，完成“皮〞功能后，将要测量的物体放到托盘上，随后单片机进展数据判断，如果重量不在量程内，那么启动报警电路开场报警，否那么开场数据处理。处理好的数据就在显示器上显示出来。再通过键盘输入单价，按下“〞键，计算总价，并在显示器上显示。图统开机界面图初始化图实物测量使用的是怡宝纯洁水来做参照物的，瓶身重量为16克左右，理论重量为571g，实际测得重量为573g在误差范围实物测量图如图5-6：

2g之内。--word资料-

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--图系统调试结果图屡次放不同重量的物体，并测得结果如表数据序列

理论值

实际值

误差

相对误差一二三四五

13g121g242g363g993g

0.012kg0.121kg0.241kg0.361kg1.004kg

-1g0g-1g-2g11g

7.6%0.0%0.4%0.55%1.1%5.2.2系统实物调试误差分析：本设计中的实物测量结果如上所示，与仿真结果相似，当测量输入较大时，输出数据误差在理想范围内，但是当测量的输入数据较小时，输出的误差就偏大，脱离了理想的误差范围。产生这样的误差的原因分析如下：1)实物上使用的托盘，使测量不稳定，对测量有一定的影响；2)单片机在数据处理时，没有到达指定的精度，还需不断的调试；3)实物中导线使用过多，对信号产生干扰；4)校准调试时,选取的参照物存在重量不准确。--word资料-

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现在社会们随着传感器技术、电子技术的不断开展，电子秤技术也随之发生着巨大的变化，传统的称重仪器将渐渐的被这些智能的。仪器所取代。智能仪器的飞速开展，主要得益于单片机，它可以执行很多的功能。其中另一个不容无视的部件是传感器，它相当于人的“官〞以采集一些普通仪器无法测量到的信号将其转换为可用的信号的作用越来越重要。因此，要想很好的完本钱次设计的各项指标要求，必须先对单片机、传感器等模块的知识进展详细的学习了解。最终经过不断的查阅资料方面的了解关于本次设计的一些知识功的完成了本设计的硬件及软件调试任务，并且能够满足设计的各项指标要求。通过本次设计，我收获到了很多知识。熟悉了STC89C52单片机的工作原理、功能特性以及接口电路的使用方法；通过分析数据采集模块，能够A/D转换模块、传感器模块在数据转换、传输方面有了一定的认识；详细了解了键盘及显示器电路的功能特性，能够知晓相关器件的优劣情况；能够独立的完成程序的设计，学会了分模块、分层次的设计思路。但是同时，也发现了本次设计及自身还存在一些缺点：、系统设计没有完善，有待优化。电路中一些模块没有设置保护电路；、电路设计过程中没有对各种因素考虑周全。比方传感器的自重、振动、参考物的重量是否准确等；、电路扩展功能较少。只扩展了报警电路，还可以扩展类似语音播报、日历等模块；、自己动手操作能力有待加强，电子秤的精度有待提高。几个月的努力，我不仅收获了知识、能力，也发现了缺点，这些都是我挥之不去的财富，对我今后的工作和学习都将会起着积极的影响。--word资料-

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--参考文献

:[1]康华光.子技术根底模拟局部M].：高等教育2006.[2]康华光.子技术根底数字局部M].：高等教育2006.[3]邱关源.路(四)[M].:高等教育，2021.[4]李广弟朱月秀冷祖祁.单机根底(第)[M].：航天航空大学，2007.[5]凌志浩.能仪表原理与设计技术[M].XX华东理工大学2003.8[6]孟立凡，X宾.传感器原理及技[M].:防工业2005.[7]韩九强，周杏鹏.传感器与检测技术[M].:清华大学2021.[8]X鲲，孙春亮.单片机言入门[M].：人民邮电，2021.[9]杨欣、莱诺克斯(LenDMNokes)王玉凤.子设计从零开场(第2版)[M]清华大学2021.[10]程林.超省电型电子秤的设计方案[J].XX计量科学技术研究所.2021，(3)：4~9[11]郭丹.电子秤的开展动态与鉴定排障J].科技风(17)：[12]白云