《基于单片机的电子秤设计》经典培训课件
基于单片机的电子秤设计
简易电子计量秤摘要本设计给出了以MSP430混合信号单片机为核心的低功耗电子秤的设计方案.整个系统包括电阻应变片电桥模块,差模信号放大模块,A/D转换模块,段式LCD显示模块.应变片电桥将所称物体的重量转换为电压量,仪表运放和高精度运放分别完成电桥电压的双端到单端转换和后级放大,A/D转换器将放大后的电压信号转换为数字量传送给MSP430单片机,经软件控制计算后送LCD 显示。
关键词:电子秤应变片仪表运放 MSP430 低功耗.一、系统设计1.1任务要求根据下面框图设计一简易的电子计量秤通过单片机的最小系统和软件控制，并通过显示器显示出来。
基本要求：1、称重范围：最小称量：10g 最大称量：5Kg感量（单位）：Kg 解析量：10g2、测量相对误差：≤±1%3、使用750mA(3.6V)的锂电池供电，持续工作时间大于一年；且具有自动待机功能;4、4位数码显示不能使用集成一体化压力传感器;5、成本控制在100元人民币以下;发挥部分：1尽量延长工作时间（大于一年）；2、提高测量精度（≤±5%）；3、采用交直流两种设计, 交流优先。
1.2 方案论证与设计方案设计1.2.1称重传感器方案方案一:采用分立式电阻应变片重物使电阻应变片产生弹性形变从而改变其阻值,通过阻值的变化即可得到重量的变化.分立式应变片的优点是价格较低廉,选择范围灵活.但是现有条件下难以得到能和应变片阻抗相匹配的桥臂电阻,并且温度系数也无法匹配,而且安装十分复杂.方案二:采用集成称重传感器称重传感器实际上也是用分立应变片制成,但是厂商已经将其配成平衡电桥,作为使用者就免去了粘贴,安装,和电桥平衡的调整等极其复杂的过程.对于以上两种方案,考虑到方案一在现有条件下可实现性很低,故采用第二种方案,即集成称重传感器.1.2.2 电阻变换方案方案一:采用恒流源应变片的电阻变化并不能直接测量,必须转化为电压等可测量的量,此方案采用恒流源驱动应变片,由于电流恒定,因此电阻的变化将直接导致电阻上的压降的变化.缺点是恒流源的显著的温度漂移,成本高.方案二:采用不平衡电桥由图可知,电桥简单的将电阻的变化转化为电压的变化.并且通过匹配桥臂电阻,可以使温度漂移相互抵销.综合考虑两种方案,第二种方案更加简洁精确,容易制作成本低廉,故采用电桥变换方案.1.2.3 信号放大方案方案一:由高精度低漂移运算放大器构成差动放大器差动放大器具有高输入阻抗，增益高的特点，可以利用普通运放(如OP07)做成一个差动放大器。
基于单片机的电子秤设计答辩ppt
设计方案
硬件选择
AT89C51。
单片机
传感器
显示模块
其他硬件组件
电阻应变式传感器，测量范围为0~100kg，测量精度为0.01kg。
16×2字符液晶显示屏。
按键开关、电源模块等。
设计与实现
03
1
单片机的选择
2
3
低功耗、高性能的16位单片机，具有丰富的外设和稳定的性能，适用于电子秤设计。
MSP430G2553
根据需求分析结果，确定电子秤的总体设计方案，包括硬件和软件部分。
根据总体设计方案，选择合适的单片机、传感器、显示模块等硬件组件。
编写程序实现电子秤的各项功能，如数据采集、处理、显示等。
对电子秤进行调试和优化，提高性能和稳定性。
设计思路
总体设计
软件设计
调试与优化
硬件选择
单片机选择：采用AT89C51单片机作为主控芯片，其性价比较高，具有丰富的I/O口和定时器资源。传感器选择：采用电阻应变式传感器作为称重传感器，其精度较高，稳定性较好。显示模块选择：采用16×2字符液晶显示屏作为显示模块，能够满足基本的显示需求。软件流程设计：采用C语言编写程序，实现数据采集、处理、显示等功能，具体流程如下初始化单片机、传感器、显示模块等。进入主循环程序，读取传感器输出信号，通过软件滤波算法进行处理。将处理后的称重数据送至显示模块显示。循环等待下一次称重。
线性度
02
分析电子秤的线性度，即秤量值与传感器输出电压之间的关系，评估其是否符合设计要求。
重复性
03
分析电子秤的重复性，即多次称量同一重物时获得的秤量值之间的差异，评估其是否在可接受范围内。
分析传感器在测量过程中产生的误差，包括非线性误差、滞后误差和蠕变误差等，评估其对系统性能的影响。
基于单片机的电子秤设计PPT课件
2 系统组成
本系统由6个部分组成：控制器部分、测量部分、数据显示部分、键 盘部分和电路电源部分，系统设计总体方案框图如图2.1所示。
2.1 控制器部分
本设计使用单片机作为系统的主控制器,以单片机为主控制器可
以容易地将计算机技术和测量控制技术结合在一起，组成新型的只需
要改变软件程序就可以更新换代的“智能化测量控制系统”。
(%F.S/10℃) ±0.05
(%F.S/10℃)
±0.05
-20℃～+65℃
380±10
650±5
≥5000
150
10VDC
合金钢或不锈钢
电源（+）红线， 电源（-）绿线
输出（+）黄线， 输出（-）白线
额定输出（灵敏度）： 加额定载荷时和无载荷时，传感器输出信号的差值。 由于称重传感器的输出信号与所加的激励电压有关，所以单位是mV/V，并称 之为灵敏度。
型号： GY-2 量程： 2T～400T 精度： 0.05% 供电： 10~12VDC 灵敏度：2±0.01mV/V 允许过载： 120%FS
二：几种常见应变式传感器
箱式称重传感器 型号： PE-3 量程： 100Kg～500Kg 精度： 0.05% 供电： 10~12VDC 灵敏度： 2±0.01mV/V 允许过载： 120%FS
基于单片机的电子秤设计
1 电子秤的基本结构及工作原理
(1)承重、传力复位系统
它是被称物体与转换元件之间的机械、传力复位系统，又载器、秤桥结构、吊挂连接部 件和限位减振机构等。
(2)称重传感器
对称重传感器的基本要求是：输出电量与输入重量保持单值对应，并 有良好的线性关系；有较高的灵敏度；对被称物体的状态的影响要小； 能在较差的工作条件下工作；有较好的频响特性；稳定可靠。
基于单片机的电子秤
硬件和软件设计需要综合考虑系 统的性能、成本、可靠性等因素， 以确保电子秤的稳定性和准确性。
04 电子秤的测试与验证
测试环境与设备
测试环境
室内，温度保持在25℃，湿度为50%RH。
测试设备
电子天平、砝码、电源适配器、万用表、示波器等。
测试过程与结果
静态称重测试
将不同质量的砝码逐一放在电子秤上，观察电子秤的读数是否与 砝码质量一致。
单片机是一种集成电路芯片，具有微处理器和存储器等功能，可以通过编程实现 各种控制和数据处理功能。
在电子秤中，单片机主要负责控制整个系统的工作流程，接收和发送数据，进行 数据处理和显示等。
硬件和软件设计
硬件设计主要包括传感器、信号 处理电路、单片机、显示装置等
部分的设计。
软件设计主要是针对单片机的编 程，实现电子秤的各种功能，如 数据采集、数据处理、数据显示
03 基于单片机的电子秤设计
电子秤的工作原理
电子秤是利用应变片或称重传感器等 敏感元件，将物体的质量或重量转换 为电信号，再通过信号处理电路和显 示装置将结果显示出来的测量仪器。
电子秤的测量精度高、测量范围广、 操作简便、易于携带和维护，广泛应 用于商业、工业、农业等领域。
单片机在电子秤中的应用
未来基于单片机的电子秤的应用场景 将会更加广泛。例如，可以应用于智 能家居领域，与其它智能设备实现互 联互通；也可以应用于医疗领域，用 于称重医疗器械和药品等。
为了更好地满足用户需求，未来基于 单片机的电子秤将会更加注重用户体 验的优化。例如，可以通过改进用户 界面设计，使得用户更加方便快捷地 使用电子秤；同时，也可以通过提高 电子秤的稳定性和可靠性，减少用户 的维护成本和使用成本。
基于单片机控制的电子秤PPT.
4.1 系统主程序流程图
软件主要三个方面：一是初 始化系统；二是按键检测；三是 数据采集、数据处理并进行显示。 这三个方面的操作分别在主程序 中来进行。程序采用模块化的结 构，这样程序结构清楚，易编程 和易读性好，也便于调试和修改。 主程序模块主要完成编程芯片的 初始化及按需要调用各模块（子 程序）
当电路检测到称重的物 体超过仪器的测量限制时， 将产生一个信号给报警电 路。使报警电路报警从而 提醒工作人员注意
5.仿真过程与取得成果
5.1 电子称欢迎界面仿真
将Keil软件生成的HEX文 件，加入到protues仿真软 件中的单片机中，即可进行 模拟仿真。 该仿真验证的 过程：首先按开始按，此时 数字电子秤进入欢迎界面。 LM4229上显示"欢迎使用 电子秤 设计· · · · · "。
基于单片机控制的 数字电子称设计
姓 名: 指导老师:
设计框架
1 2 3 4 5 5 6
研究目的和意义
系统方案论证与选择
具体电路的设计
系统软件的设计
仿真过程与取得成果 总结与心得体会
1.研究目的和意义
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 于各个领域，但是随着微电子技术 的应用，传统的机械称重工具已经 满足不了人们的要求。电子称量装 置、电子秤、电子天平等以其准确、 快速、方便、显示直观等诸多优点 而受到人们的青睐，所以电子称替 代机械称是发展的趋势。
4.系统软件的设计
4.2 ADC0832采样子程序
MCU通过拉低CS、拉高CLK来 启动ADC0832进行外部压力传感 转换后的电压信号进行采样，每 产生8个CLK脉冲，DATA获得一 位完整的8bit数据，此时MCU发 送中断请求，拉高CS，拉低CLK,
基于单片机的电子秤设计
基于单片机的电子秤设计引言：电子称主要以单片机作为中心控制单元，通过称重传感器进行模数转换单元，在配以键盘、显示电路及强大软件来组成。
电子称不但计量准确、快速方便，更重要的自动称重、数字显示，对人们生活的影响越来越大，广受欢迎。
一、称重技术与衡器的发展近年来，电子秤已愈来愈多地参与到数据处理与过程控制中。
现代称重技术与数据系统已经成为工艺技术、储运技术、预包装技术、收货业务及商业销售领域中不可缺少的组成部分。
随着称重传感器各项性能的不断突破，为电子秤的发展奠定了其础，国外如美国、西欧等一些国家在2 0世纪6 0年代就出现了0 .1%称量准确度的电子秤，并在7 0年代中期约对75%的机械秤进行了机电结合式的电子化改造。
二、电子秤的工作原理当被称物体放置在秤体的秤台上时，其重量便通过秤体传递到称重传感器，传感器随之产生力一电效应，将物体的重量转换成与被称物体重量成一定函数关系（一般成正比关系）的电信号（电压或电流等）。
此信号由放大电路进行放大、经滤波后再由模/数（A/D）器进行转换，数字信号再送到微处器的CPU处理，CPU不断扫描键盘与各功能开关，根据键盘输入内容与各种功能开关的状态进行必要的判断、分析、由仪表的软件来控制各种运算。
运算结果送到内存贮器，需要显示时，CPU发出指令，从内存贮器中读出送到显示器显示，或送打印机打印。
一般地信号的放大、滤波、A/D转换以及信号各种运算处理都在仪表中完成。
（一）本设计思路按照本设计功能的要求，系统由5个部分组成：控制器部分、测量部分、数据显示部分、键盘部分、与电路电源部分.测量部分是利用称重传感器检测压力信号，得到微弱的电信号（本设计为电压信号），而后经处理电路（如滤波电路，差动放大电路，）处理后，送单片机中的A/D转换器，将模拟量转化为数字量输出，控制器接受来自A/D转换器输出的数字信号，经过复杂的运算，将数宁信号转换为物体的实际重量信号，并将其送到显示单元中。
电子称的设计与制作基于单片机的设计
误差范围应不超过±0.5%，重复性误 差不超过±0.25%。
性能分析
稳定性
在多次测试中，电子称的读数应保持稳定，无明 显波动。
线性度
加载砝码时，读数应与实际重量呈线性关系，无 显著弯曲。
响应时间
加载或卸载砝码后，电子称的读数应在短时间内 达到稳定。
优化建议与改进措施
1 2
优化算法
调整单片机内部算法，降低误差范围，提高测量 精度。
电子称的设计
硬件设计
传感器选择
选择高精度、低漂移的称重传感器， 如应变片式传感器，以获取准确的称 重数据。
信号调理电路
设计信号调理电路，将称重传感器的 输出信号调整为适合单片机接收的电 压或电流信号。
单片机控制电路
选择合适的单片机型号，并设计单片 机控制电路，包括电源电路、时钟电 路和复位电路等。
单片机与其他组件的连接
称重传感器
通过适当的接口电路（ 如差分放大器）将称重 传感器的输出信号接入 单片机的ADC输入端。
显示模块
单片机通过并行或串行 接口与显示模块连接， 控制显示模块的显示内 容。
按键和报警器
单片机通过GPIO口与按 键和报警器连接，实现 用户操作和重量超限报 警。
03
CATALOGUE
显示与按键电路
选择合适的显示屏和按键模块，设计 显示与按键电路，实现用户交互功能 。
软件设计
数据采集与处理
01
编写程序实现单片机从称重传感器读取称重数据，并进行滤波
、去噪、放大等处理。
校准与补偿
02
编写程序实现电子称的校准和补偿功能，以确保称重结果的准
确性。
人机交互
03
编写程序实现用户通过显示屏和按键进行操作，如设LCD 显示模块等，各模块协同工作实现称重功能。
基于单片机的智能电子秤设计
基于单片机的智能电子秤设计在现代社会，电子秤作为一种重要的测量工具，广泛应用于商业、工业、农业以及日常生活等各个领域。
随着科技的不断发展，人们对电子秤的功能和性能提出了更高的要求，智能电子秤应运而生。
智能电子秤不仅能够准确测量物体的重量，还具备了数据处理、存储、传输以及智能化控制等功能，为人们的生产和生活带来了极大的便利。
本文将介绍一种基于单片机的智能电子秤设计方案。
一、系统总体设计本智能电子秤系统主要由称重传感器、信号调理电路、单片机、显示模块、键盘模块以及通信模块等部分组成。
称重传感器负责将物体的重量转换为电信号，信号调理电路对传感器输出的微弱信号进行放大、滤波等处理，以提高信号的质量。
单片机作为系统的核心，负责对处理后的信号进行采集、计算和处理，并控制其他模块的工作。
显示模块用于实时显示物体的重量和相关信息，键盘模块用于输入操作指令，通信模块则用于将测量数据传输到上位机或其他设备。
二、硬件设计1、称重传感器称重传感器是电子秤的关键部件，其性能直接影响测量精度。
本设计选用电阻应变式称重传感器，该传感器具有精度高、稳定性好、结构简单等优点。
电阻应变式称重传感器的工作原理是基于电阻应变效应，当传感器受到外力作用时，其弹性体发生变形，从而导致粘贴在弹性体上的电阻应变片的电阻值发生变化。
通过测量电阻应变片电阻值的变化，即可得到外力的大小。
2、信号调理电路由于称重传感器输出的信号非常微弱，通常只有几毫伏到几十毫伏，且含有大量的噪声和干扰，因此需要经过信号调理电路进行放大、滤波等处理。
信号调理电路主要由放大器、滤波器和基准电源等组成。
放大器采用高精度仪表放大器，能够将传感器输出的微弱信号放大到适合单片机处理的范围。
滤波器采用低通滤波器，用于滤除信号中的高频噪声和干扰。
基准电源为整个电路提供稳定的参考电压，以保证测量精度。
3、单片机单片机是整个系统的控制核心，本设计选用 STM32F103 系列单片机。
STM32F103 系列单片机具有高性能、低功耗、丰富的外设资源等优点，能够满足智能电子秤的设计要求。
基于单片机的智能电子秤设计
基于单片机的智能电子秤设计基于单片机的智能电子秤设计1.引言1.1 写作目的本文档旨在详细介绍基于单片机的智能电子秤的设计过程和实现原理，以供参考使用。
1.2 文档范围本文档涵盖了该电子秤设计的各个方面，包括硬件设计、软件开发、功能实现等内容。
1.3 读者对象本文档适用于有一定电子秤设计经验和单片机编程基础的工程师和技术人员。
2.设计需求分析2.1 功能需求2.1.1 重量测量功能2.1.2 单位切换功能2.1.3 数据存储功能2.2 性能需求2.2.1 量程2.2.2 精度2.2.3 响应时间2.3 界面需求2.3.1 显示界面2.3.2 操作界面3.系统结构设计3.1 硬件设计3.1.1 传感器选型3.1.2 模拟信号采集电路设计3.1.3 单片机选型3.2 软件设计3.2.1 系统初始化3.2.2 重量测量算法设计3.2.3 单位切换功能设计3.2.4 数据存储功能设计4.硬件设计详解4.1 传感器选型原因4.2 模拟信号采集电路设计原理4.3 单片机选型原因5.软件设计详解5.1 系统初始化流程图5.2 重量测量算法详解5.3 单位切换功能设计原理5.4 数据存储功能设计原理6.功能实现与测试6.1 功能实现步骤6.2 测试用例设计与测试结果7.结果分析与改进7.1 分析测试结果7.2 改进方案附件：1.电子秤硬件电路图2.电子秤软件源代码法律名词及注释：1.单片机：指一种实现逻辑运算和控制功能的集成电路。
2.模拟信号：指连续变化的信号，对应于实际的物理量。
3.数字信号：指以离散的数值表示的信号。
4.量程：指传感器所能测量的最大范围。
5.精度：指测量结果与真实值之间的误差大小。
6.响应时间：指系统从输入信号出现到输出结果可用的时间。
全文结束\。
基于单片机的电子计价秤设计
一、国内外电子称发展情况随着称重传感器各项性能的不断突破，为电子称的发展奠定了基础，国外如美国、西欧等一些国家在20世纪60年代就出现了0.1%称量准确度的电子称，并在70年代中期约对75%的机械称进行了机电结合式改造。
80年代以来，我国通过自行研究引进消化吸收和技术改造。
已由传统的机械式衡器步入集传感器、微电子技术、计算机技术与一体化的电子衡器发展阶段。
二、设计方案本电子秤系统由以下几个部分组成。
传感器，放大电路，A/D 转换电路，单片机主控模块。
2．放大电路采用仪表放大器，用以将小的模拟信号放大。
3．A/D 转换将模拟信号转化成数字信号，单片机接收后可以对其进行处理。
三、硬件电路设计 1．电阻应变式传感器电路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，其主要参数如附录1所示。
电阻应变片产生的误差，主要来源于温度的影响，本设计主要在实验室内进行，温度的影响可不考虑。
内部丝绕式应变片结构图如下图2所示。
当贴有电阻应变片的弹性平衡梁受到载荷Ｆ作用时，电阻应变片Ｒ1和Ｒ3受到拉伸作用，阻值增加；Ｒ2和Ｒ4受到压缩作用，阻值减小，电桥失去平衡，产生的不平衡电压Ｕ 的大小与所受作用力Ｆ成正比。
电桥的输出电压反映了电阻应变片相应的受力状态。
电桥电路如图3所示。
电桥电路是最常用的非电量电测电路中的一种，当电桥平衡时，桥路对臂电阻乘积相等，电桥输出为零，在桥臂四个电阻R1、R2、R3、R4 中，电阻的相对变化率分别为△R1/ R1、△R2/ R2、△R3/ R3、△R4/ R4 ，当使用一个应变片时，RRR ∆=Σ；当二个应变片组成差动状态工作，则有R R2R ∆=Σ；用四个应变片组成二个差动对工作，且R1= R2= R3= R4=R ，RR 4R ∆=Σ。
当电桥后面接放大器时，放大器的输入阻抗都很高，比电桥的输出电阻大很多，因此可以把电桥输出端看成是开路。
基于单片机的电子秤设计HX711
目录引言................................................................ - 1 -第一章系统的组成及工作原理....................................... - 2 -1.1 系统的组成.................................................... - 2 - 1.2系统的工作原理................................................ - 3 -第二章系统硬件设计............................................... - 4 -2.1主控芯片STC89C52单片机基本系统................................. - 4 -2.1.1 STC89C52单片机性能介绍................................... - 4 -2.1.2 STC89C52单片机引脚功能................................... - 4 -2.1.3 复位电路 ................................................. - 5 -2.1.4 晶振电路 ................................................. - 6 -2.2 A/D转换芯片HX711接口电路的设计................................ - 6 -2,2.1 HX711引脚功能............................................ - 8 -2.2.2 HX711管脚说明............................................ - 8 -2.3 压电传感器的设计 .............................................. - 12 -2.3.1 应变式电阻传感器 ......................................... - 12 -2.3.2 应变片式电阻传感器的结构和原理 ........................... - 12 -2.3.3 全桥测量电路 ............................................. - 14 -2.4 显示电路设计 .................................................. - 15 -2.4.1 LCD1602命令及时序......................................... - 18 -2.5 键盘输入...................................................... - 20 -第三章系统软件设计.............................................. - 21 -3.1 C语言在单片机中的应用........................................ - 21 -3.2 系统主程序流程图 ............................................. - 22 -3.3 子程序设计.................................................... - 23 -3.3.1 A/D数据采集子程序........................................ - 23 -3.3.2 显示子程序 ............................................... - 23 -3.3.3 键盘扫描子程序 ............................................ - 24 -第四章系统的调试................................................. - 25 -4.1 AD值反向转换重力值的参数计算.................................. - 25 -4.2 误差分析...................................................... - 25 -总结............................................................... - 26 -致谢............................................................... - 27 -参考文献........................................................... - 28 -附录1 系统原理图 ....................................... 错误!未定义书签。
基于单片机的电子秤设计[1]
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基于单片机的电子秤设计[1].txt我这辈子只有两件事不会：这也不会，那也不会。
人家有的是背景，而我有的是背影。
肉的理想，白菜的命。
肉的理想，白菜的命。
白马啊你死去哪了！是不是你把王子弄丢了不敢来见我了。
目录摘要 (1)ABSTRACT (2)1 绪论 (2)2 系统方案论证与选型 (6)2.1 控制器部分 (7)2.2 数据采集部分 (7)2.2.1 传感器的选择 (7)2.2.2 放大电路选择 (10)2.2.3A/D 转换器的选择 (12)2.2.4 键盘处理部分方案论证 (14)2.3 显示电路部分的选择 (14)2.4 超量程报警部分选择 (15)3 硬件电路设计 (15)3.1 AT89S52 的最小系统电路 (16)3.1.1 单片机芯片AT89S52 介绍 (16)3.1.2.单片机管脚说明 (17)3.1.3 AT89S52 的最小系统电路构成 (19)3.2 电源电路设计 (19)3.3 数据采集部分电路设计 (20)3.3.1 传感器和其外围以及放大电路设计 (20)3.3.2 A/D 转换芯片与AT89S52 单片机接口电路设计 (22)3.3.3 测量算法 (25)3.4 显示电路与AT89S52 单片机接口电路设计 (26)3.5 键盘电路与AT89S52 单片机接口电路设计 (27)基于单片机的电子秤设计13.6 报警电路的设计 (29)4 系统软件设计 (29)4.1 主程序设计 (30)4.2 子程序设计 (31)4.2.1 A/D 转换启动及数据读取程序设计 (31)4.2.2 数制转换子程序设计 (31)4.2.3 显示子程序设计 (33)4.2.4 键盘扫描子程序的设计 (33)4.2.5 报警子程序的设计 (35)设计总结 (36)致谢 (37)参考文献 (38)附录 (39)基于单片机的电子秤设计1基于单片机的电子秤设计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。