电子秤仿真设计
模拟电子秤仿真实验报告
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阿坝师范高等专科学校电子信息工程系课程设计模拟电子秤仿真设计学生姓名樊益明专业名称计算机控制技术班级计控班学号20113079阿坝师范高等专科学校电子信息工程系二○一三年四月模拟电子秤设计报告一、设计原理及要求设计原理:电子秤系统设计框图大致如图1所示:图1 系统整体设计框图设计要求:1、要求单价由键盘输入;2、重量的精度能够达到十分之一千克;四个定值电阻加一个电位器,模拟应变式传感器,采集微小的电压信号利用差分放大电路,对采集到的微小电压放大到0~~5VADC0832:8位2进制模数转换器;将放大的电压信号转化为数值信号,方便单片机的处理51单片机:处理和控制单元,整个模拟仿真的灵魂原件。
1、将ADC0832转化来的数据处理后存放在重量(Wight )并用LCD 显示;2、将键盘输入的数据赋给单价(Price );3、将总价(Total_price )计算出来,并显示MM74C922:键盘解码器,方便了对4x4键盘的扫描。
键盘的作用主要在单价的输入上。
3、按键有提示音;4、有去皮的功能;二、主要硬件及仿真软件硬件:(一)、ADC0832ADC0832 是一种8 位分辨率、双通道A/D转换芯片。
由于它体积小,兼容性,性价比高而深受单片机爱好者及企业欢迎。
图2.1为ADC0832在Proteus中的逻辑符号图2.1 ADC0832逻辑符号芯片接口说明:CS片选使能,低电平芯片使能;CH0 模拟输入通道0,或作为IN+/-使用。
CH1 模拟输入通道1,或作为IN+/-使用。
GND 芯片参考0 电位(地)。
DI 数据信号输入,选择通道控制。
DO 数据信号输出,转换数据输出。
CLK 芯片时钟输入。
Vcc/REF 电源输入及参考电压输入(复用)。
单片机对 ADC0832 的控制原理:正常情况下 ADC0832 与单片机的接口应为 4 条数据线,分别是 CS、CLK、DO、DI但由于 DO 端与 DI 端在通信时并未同时有效并与单片机的接口是双向的,所以电路设计时可以将 DO 和 DI 并联在一根数据线上使用。
数字电子秤的设计与仿真
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数字电子秤的设计与仿真【摘要】本次设计是基于AT89C51单片机为核心的数字电子秤,它的硬件电路还包括称重传感器、ADC0832的A/D转换电路、报警电路、LM016L液晶显示、电源电路。
该设计的软件程序包括主控程序、LM016L显示驱动程序、ADC0832采样程序和4*4键盘程序。
打开电源时,单片各部分接口电路初始化,200ms后ADC0832对外部数据进行采样,一旦有物品放入载物台,ADC0832立即发送中断请求,并将本次采集数据交给单片机处理,显示相应数据量。
【关键词】电子秤;AT89C51单片机;采样一、总体设计方案基于单片机开发的数字电子秤,其硬件电路包括单片机、称重传感器、A/D 转换芯片、报警电路、LCD显示电路、电源电路等几部分设计内容。
其单片机采用Atmel公司生产的51系列AT89C51;称重传感器可采用电桥电路,在仿真实现中本文采用可调电阻做替代;A/D转换器采用ADC0832。
数字电子秤最终要满足以下功能:自动计算价格;储存常用物品价格;超重提醒,一旦重量超出了自身重量的测量的范围,发出警报;电子秤的测量范围在0—5KG,测量精度要求0.001KG。
整个数字电子秤电路构成如图1所示。
二、硬件电路的设计数字电子秤以AT89C51单片机作为核心,完成ADC0832转换电路、LM016L 显示电路、键盘电路、报警电路等功能。
1.A/D转换电路采用ADC0832芯片,通过采样、保持、量化和编码等过程将称重传感器所采集的模拟信号转换成数字信号供单片机读取。
2.显示电路采用LM016L液晶显示器,通过HD44780控制器,具有简单而功能较强的指令集,可以实现字符移动,闪烁等功能。
3.键盘电路采用4*4矩阵按键,完成外部数据的输入。
4.报警电路采用蜂鸣器报警器,一旦物体自身的重量超出电子秤的称量范围,蜂鸣器立即会发出警报声,提醒所称量物品超重。
原理图如图2所示。
5.称重系统的仿真原理图(如图3所示)三、软件设计控制器系统软件的工作过程如下:打开电源时,单片机及各个部分电路开始工作,单片机调用内部存储数据对各部分接口电路初始化。
模拟电子秤仿真实验报告
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阿坝师范高等专科学校电子信息工程系课程设计模拟电子秤仿真设计学生姓名樊益明专业名称计算机控制技术班级计控班学号20113079阿坝师范高等专科学校电子信息工程系二○一三年四月模拟电子秤设计报告一、设计原理及要求设计原理:电子秤系统设计框图大致如图1所示:图1 系统整体设计框图设计要求:1、要求单价由键盘输入;2、重量的精度能够达到十分之一千克;3、按键有提示音;4、有去皮的功能;二、主要硬件及仿真软件硬件:(一)、ADC0832ADC0832 是一种8 位分辨率、双通道A/D转换芯片。
由于它体积小,兼容性,性价比高而深受单片机爱好者及企业欢迎。
图2.1为ADC0832在Proteus中的逻辑符号图2.1 ADC0832逻辑符号芯片接口说明:CS片选使能,低电平芯片使能;CH0 模拟输入通道0,或作为IN+/-使用。
CH1 模拟输入通道1,或作为IN+/-使用。
GND 芯片参考0 电位(地)。
DI 数据信号输入,选择通道控制。
DO 数据信号输出,转换数据输出。
CLK 芯片时钟输入。
Vcc/REF 电源输入及参考电压输入(复用)。
单片机对 ADC0832 的控制原理:正常情况下 ADC0832 与单片机的接口应为 4 条数据线,分别是 CS、CLK、DO、DI但由于 DO 端与 DI 端在通信时并未同时有效并与单片机的接口是双向的,所以电路设计时可以将 DO 和 DI 并联在一根数据线上使用。
(见图 3.6)当 ADC0832 未工作时其 CS 输入端应为高电平,此时芯片禁用,CLK 和DO/DI 的电平可任意。
当要进行 A/D 转换时,须先将 CS 使能端置于低电平并且保持低电平直到转换完全结束。
此时芯片开始转换工作,同时由处理器向芯片时钟输入端 CLK 输入时钟脉冲,DO/DI 端则使用 DI 端输入通道功能选择的数据信号。
在第 1 个时钟脉冲的下沉之前DI 端必须是高电平,表示启始信号。
在第 2、3 个脉冲下沉之前 DI 端应输入 2 位数据用于选择通道功能,其功能项见表 1。
基于FPGA的电子秤设计与实现
![基于FPGA的电子秤设计与实现](https://img.taocdn.com/s3/m/c3674bdc3169a4517623a335.png)
基于FPGA的电子秤设计与实现摘要随着科学技术水平的不断发展,市面上出现了很多有价值的电子产品,这些设备有些倾向于自然简单,而有些却追求超乎平常的复杂功能。
当这些电子设备在对社会起到深远影响的同时,电子秤作为一个越来越简单的电子设备,在我们生活的许多方面扮演着重要的角色。
不论是工业还是销售行业,不论是大量程还是微小的计量称重,电子秤的出现使得数据得出更精确。
本设计的核心技术是基于FPGA(现场可编程门阵列)的。
共包含三大模块,分别为数据采集模块、控制器模块和人机交互模块。
数据采集模块用到称重传感器,直接与信号的前级处理和A/D转换部分共同构成。
人机交互模块包含简易键盘和点阵式液晶显示器。
最为主要的是本设计采用FPGA作为控制核心,软件部分使用Verilog(Verilog Hardware Description Language)语言,这样的设计使得编程灵活,调试更加方便,而且精度较高,稳定性较好,可以实现全部的控制功能。
最终本项目成功完成,论文由绪论、关键技术介绍、系统分析、系统设计、系统实现、和系统测试以及最终结论组成。
关键词:FPGA,电子秤,VerilogDesign and Implementation of Electronic ScaleBased on FPGAAbstractWith the continuous development of science and technology, a lot of valuable electronic products have appeared on the market. These devices tend to be naturally simple. But some complex beyond the usual functions. When these electronic devices have a profound effect on society, at the same time, more and simpler electronic scales electronic devices play an important role in many aspects of our lives, whether industrial or sales small or large range of measuring and weighing, the emergence of electronic scales makes the data more accurate. The design of the core technology is based on FPGA (field programmable gate array), including three modules, namely, data acquisition modules. Controller module and interactive modules.Weighing sensor is used in data acquisition module. Which is connected with the pre-processing and A/D conversion section of the signal.HCI module contains a simple keyboard and dot-matrix liquid crystal displays. The most important is the design using FPGA as the core, the use of the software part of Verilog (verilog Hardware Description Language) language. This design allows flexible programming, more convenient debugging, and high accuracy, good stability. The design can also achieve fully-controlled function. The ultimate success of the project is completed. The paper is made up of the introduction, key technologies, system analysis, system design, system implementation, and system testing as well as the composition of the final conclusions.Key words: FPGA, Electronic Weighing Scale, Verilog目录摘要 (I)ABSTRACT (II)第1章绪论 (1)1.1论文研究主要内容 (1)1.1.1项目市场调查 (1)1.1.2项目涉及的技术 (1)1.2国内外现状 (1)第2章关键技术介绍 (3)2.1EDA技术简介 (3)2.2关键性开发技术的介绍 (4)2.2.1 控制器 (4)2.2.2 称重传感器 (5)2.2.3 前级放大器 (5)2.2.4 A/D转换器 (6)2.2.5 显示输出电路 (6)2.3使用Q UARTUS II实现仿真 (6)第3章系统分析 (8)3.1构架概述 (8)3.1.1 功能构架 (8)3.1.2 模块需求描述 (8)3.2系统开发环境 (9)3.3系统任务的可行性分析 (9)3.3.1 控制器可行性 (9)3.3.2 前级放大电路可行性 (9)3.3.3 A/D转换电路可行性 (10)3.3.4 显示电路可行性 (10)第4章系统设计 (12)4.1构架概述 (12)4.2系统的功能结构设计 (12)4.2.1数据采集模块 (12)4.2.2人机交互 (15)4.3控制模块 (16)第5章系统实现 (18)5.1系统控制流程 (18)5.2系统模块间结构 (18)5.3主模块部分代码 (19)5.4仿真结果 (19)第6章系统测试 (22)6.1测试方法 (22)6.2测试结果 (22)第7章结论 (24)参考文献 (25)致谢..................................................................................................... 错误!未定义书签。
自-便携式手提电子秤设计
![自-便携式手提电子秤设计](https://img.taocdn.com/s3/m/9e709df3c5da50e2534d7f11.png)
便携式手提电子秤设计设计者:设计时间:便携式手提电子秤设计一、引言手提电子秤具有称重精确度高,简单实用,携带方便成成本低,制作简单,测量准确,分辨率高,不易损坏和价格便宜等优点。
是家庭购物使用的首选。
其电路构成主要有测量电路,差动放大电路,A/D转换,显示电路。
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最多的一种,广泛应用于电子秤以及各种新型结构的测量装置。
而差动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。
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,然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、设计内容及总体方案内容是设计一个手提电子秤要求:1、电阻应变式传感器2、秤重范围为2kg3、电路由测量电桥,差动放大电路,A/D转换电路,显示电路组成4、工作原理,附系统原理图首先利用由电阻应变式传感器组成的测量电路测出物质的重量信号,以模拟信号的方式传送到A/D转换器。
其次,由A/D转换电路把由差动放大器电路把传感器输出的微弱信号进行一定倍数的放大,然后送A/D转换电路中。
再由A/D转换电路把接收到的模拟信号转换成数字信号,传送到显示电路,最后由显示电路显示数据。
具体方案如下:三、单元电路的具体设计1.测量电路:电阻应变式传感器就是将被测物理量的变化转换成电阻值的变化 , 再经相应的测量电路而最后显示或记录被测量值的变化。
在这里,我们用电阻应变式传感器作为测量电路的核心。
并应根据测量对象的要求,恰当地选择精度和范围度。
(1)电阻应变式传感器的组成以及原理:电阻应变式传感器简称电阻应变计。
当将电阻应变计用特殊胶剂粘在被测构件的表面上时,则敏感元件将随构件一起变形,其电阻值也随之变化,而电阻的变化与构件的变形保持一定的线性关系,进而通过相应的二次仪表系统即可测得构件的变形。
基于LabVIEW的虚拟电子称设计
![基于LabVIEW的虚拟电子称设计](https://img.taocdn.com/s3/m/a8411b1efd4ffe4733687e21af45b307e871f97d.png)
1681 虚拟仪器硬件设计当开始采集信号时,放下重物,放在布置好装有压力传感器的托盘上时,压力传感器就会受力发生变化,使得它的电阻值也跟着发生了变化。
这时通过设计的电桥,可以得到一个微弱的电压变化。
这时就需要放大电路来发挥功能,放大电路将微弱的电信号进行放大。
放大之后会在CH2端输出一个信号,这个信号与原始信号相比仅仅在大小上发生了变化,保留了信号的原始信息。
这个信号与原始信号的大小有一个线性的比例关系。
这时候信号将要进入抗干扰电路,通过调节电位器RX4的调节,U8D输出端会得到经过放大后的信号。
我们再通过调节电位器RX5,可以用来调节整个电路系统的对称性。
通过这种方法,初步完成了抗干扰的设计。
设计出主电路如图1所示。
1.1 传感器电路电阻式应变传感器的应用是非常广泛的,它在受到压力时会产生形变,这会带动它自身安装的压力应变计也跟着变化。
这样一来,传感器的电阻就随压力发生了变化,达到测量的要求。
但是这种传感器也有其局限性,当形变太大时,电阻的变化值就不再是线性的了,那么就无法完整实现传感器的功能。
在小的形变时,也会出现不稳定的信号,所以一般这种传感器都是在控制技术中应用的。
综合考虑之后,本次应用的传感器是电阻应变式传感器。
当电阻应变式传感器感受到外力,即本次实验的外加重物时,就会因为受到压力,使得电阻值的大小发生变化。
1.2 放大电路信号放大电路有几个方面的作用。
首先太小的信号难以被采集,只有将其放大到一定程度之后才好被采集系统所采集。
其次,放大不会破坏信号的原始数据,再放大后,甚至可以将一些原本可能被采集系统忽略掉但是却非常重要的数据采集到。
放大电路提高了数据采集的灵敏度。
同理当产生的输入信号幅值太大时,同样会给采集系统带来困扰,这时候就要对信号进行衰减处理。
同样的,衰减只对信号的倍率大小产生影响,不会破坏其自身的数据。
使用的LM324是四运放集成电路,它是采用14脚双列直插塑料封装,它的内部含有四组运算放大器。
数字电子秤仿真实物设计
![数字电子秤仿真实物设计](https://img.taocdn.com/s3/m/ddbcaaeee009581b6ad9eb05.png)
基于单片机的数字电子秤设计一、设计任务与要求1、通过单片机控制设计一个具有显示单价、质量和计算总价等智能数字电子秤。
并通过电阻式应变片进行称重测量。
2、通过按键可以调整单价、最大称量值,并且能实现去皮处理。
3、具有超重自动报警功能。
4、附加显示功能。
二、方案设计与论证数字电子秤通过秤量,需要将相关数据以及结果显示出来,所以需要有显示电路。
方案一:采用LED数码管显示。
LED数码管经过合理的设置可以完成显示被测物质量、单价、总价,以及显示最大称量值的任务,并且经济耐用。
同时LED 具有高亮度、高刷新率的优点,能提供宽达160度的视角,可以在较远的距离上看清楚。
但是它的显示存在信息量少,显示不直观,不易理解,连线复杂等缺点。
方案二:采用LCD液晶屏显示。
LCD液晶屏具有字符显示的功能,不但可以同时显示被测物质量、单价、总价以及最大称量值,还可以同时显示相应的控制命令、指示符号及单位等,信息量丰富且直观易懂。
另外,液晶显示具有功耗低,体积小,质量轻,寿命长,不产生电磁辐射污染等优点。
综合比较两者的优缺点,本设计最终采用LCD1602作为显示模块。
总体方案设计:综合考虑本次设计要求、现有元器件资源、元器件价格和对元器件的熟悉掌握程度,本次设计选用STC89C52作为CPU控制器,ADC0809作为模数转换器件,LCD1602作为显示器件,再配以其他相关元器件来实现硬件电路的设计。
三、硬件电路设计1.传感器的设计:(1)应变式电阻传感器的工作原理:单导体或半导体受到外力作用时,会产生机械变形,从而导致阻值变化。
导体与半导体的电阻与电阻率及其几何尺寸有关,当导体受外力作用时,电阻率几几何尺寸的变化会引起电阻的变化。
因此,通过测量电阻值的大小,就可以反映外界力的大小。
(后因种种原因,未能用传感器应变片来作为压力重量的改变而达到电子秤的最基本功能,所以用电位器来代替。
但其工作原理是一样的。
)(2)电阻应变式传感器测量电路设计:由于机械应变一般都很小,要把微小应变引起的微小电阻值的变化测量出来,就需要设计专用的测量电路。
电子秤的设计与实现
![电子秤的设计与实现](https://img.taocdn.com/s3/m/c2cfaf280c22590103029dbf.png)
电子秤的设计与实现一.研究的目的和意义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。
传统的机械秤有很多缺点,比如精度不高,结构复杂,易老化,成本高等。
随着社会的发展,市场对秤的要求的越来越高,尤其是人体秤、厨房秤等各类便携式小型秤。
电子秤与传统的机械秤相比有许多优越性,它用压力传感器取代机械秤的弹簧大大减小了秤的体积和制造难度,以LCD或LED显示屏取代传统的刻度盘使外形更加美观,由于内部集成了单片机以及软件系统,电子秤还拥有传统机械秤无法比拟的智能性。
他可以完成过载报警,总价计算,数据通信等众多功能。
目前市场上使用的称量工具,或者结构复杂,或者运行不可靠,且成本高,而且整体水平不高,部分小型企业质量差且技术薄弱,设备不全,缺乏产品的开发能力,产品质量在低水平徘徊。
因此,有针对性的开发出一套具有实用价值的电子秤系统,从技术上克服上述诸多缺点,改善电子秤应用中的不足之处,具有现实意义。
二.设计原理1.电子秤的原理就是利用压力传感器采集因压力变化产生的电压信号,经过电压放大电路放大,然后再经过A\D模数转换器转换为数字信号,最后把数字信号送入单片机。
单片机经过相应的处理后,得出当前所称物品的重量及总额,然后再显示出来。
此外,还可通过键盘设定所称物品的价格。
2. 原理仿真设计电路图图13.程序框图(1)主程序设计开始LCD 初始化重量数据显示总价计算LCD 清屏报警AD 转换重量数据处理是否超过上限按键判断Y N Y N图2 主程序设计(2)子程序A/D 0832的转化图3 A/D 0832的转化(3)显示子程序的设计图4 显示子程的设计(4)按键子程的设计在程序中可以先判断按键编码,然后根据编码将键盘代表的数值送到相应的存储单元,再进行功能选择或数据处理。
多功能称重系统设计与仿真设计
![多功能称重系统设计与仿真设计](https://img.taocdn.com/s3/m/89dd74e371fe910ef02df812.png)
多功能称重系统设计与仿真设计摘要本文介绍了基于单片机89C52的电子秤的硬件电路及软件流程。
系统包括称重传感器、信号放大、单片机、键盘、LCD显示等部分。
电子秤设计得小巧,结构简单,具有去皮、单价设置、累加等多种功能。
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。
本系统主要由单片机来控制,测量物体重量部分由称重传感器及A/D转换器组成,加上显示单元,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。
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。
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:单片机;称重传感器;A/D转换器;LCD显示AbstractWith the application of micro-electronics technology, tradition ponderation instrument used in market has been not satisfaction with hunman requirements already. In order to make up for the traditional apparatus shortcoming, we improve the apparatus's control system with intelligence and automation. This system is mainly controlled by microcontroller, the section of height measurement accomplish by supersonic sensor, the section of weight measurement accomplish by weight sensor and A/D transformer, this apparatus have many characteristic such as having more function, consume less energy, small and move easily, low price, measure precisely, the speed is quick, automatic work without people and so on.The system is mainly controlled by the microcontroller AT89S52, the periphery is consist of the circuit of clock and calendar, the circuit of measure height and weight, the circuit of display and print, all of these comprise the circuit board of the intelligent apparatus of height and weight. It can achieve all function of the apparatus.KEYWORDS:SP20C-G501,AT89S52,ponderation –sensor,A / D converter,LCDDisplay目录摘要 (I)Abstract (II)引言 (1)1 绪论 (1)1.1 本设计在国内外的研究现状 (1)1.2 本设计的选题及意义 (2)2 总体的方案设计 (2)2.1显示器的选择方案 (2)2.2AD芯片的选择方案 (2)2.3CPU的选择方案 (3)2.4总体方案的设计 (3)3硬件设计 (4)3.1传感器的设计 (4)3.11 电阻应变式的组成及原理 (4)3.12 电阻应变式传感器测量电路的设计 (5)3.2 A/D转换系统的电路设计 (6)3.21ADC0809芯片的内部逻辑结构 (7)3.22 ADC0809芯片的外部结构 (7)3.23 ADC0809芯片的使用说明 (8)3.24 数模转换电路的设计 (8)3.3 CPU控制系统电路的设计 (9)3.31 AT89C52芯片简介 (9)3.32 AT89C52芯片的引脚说明 (10)3.33 单片机控制电路的设计 (14)3.4 显示系统电路的设计 (14)3.41液晶显示简介 (14)3.42 LCD1602结构及引脚功能 (15)3.43 显示电路的硬件设计 (16)3.5 报警电路的设计 (17)4 软件设计 (18)4.1 主程序设计 (18)4.2 AD数据采集及处理的设计 (18)4.3 键盘处理的设计 (20)5 仿真及实验调试 (22)6 设计总结 (24)参考文献 (25)附录A主程序设计 (26)引言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。
实验1电子秤设计
![实验1电子秤设计](https://img.taocdn.com/s3/m/d64f8b300622192e453610661ed9ad51f01d543e.png)
实验1 电子秤设计1. 设计目的1.1掌握金属箔应变片的工作原理及应用;了解应变测量仪的工作原理及其应用。
1.2通过设计、安装、调试等实践环节,提高学生的动手能力,分析问题和解决问题的能力。
2. 实验任务2.1设计制作一个电子秤,量程为0 ~0.5 Kg,传感器采用悬臂梁式的称重传感器(悬臂梁需自行粘贴应变片)。
2.2 安装、调试电子秤系统。
首先应进行调零、标定,然后再对系统进行稳定性、漂移、重复性、线性等参数的测试和分析。
3. 实验原理当用粘帖剂将应变测量转换元件——应变片牢固粘帖在试件表面,被测试件受到外力作用长度发生变化,粘帖在试件上的应变片其电量值也随着发生△R的变化,这样就把机械量——变形转换成电量(电阻值的变化)。
这个变化量经过放大,通过A/D转换,最终变成数字读数。
图1 应变测量仪组成框图4. 实验基本器材4.1 应变片(型号:3×5 电阻值:120 ± 0.2Ω基底:纸基)4.2 数字万用表4.3 YJ–31型静态电阻应变仪4.4 悬臂梁4.5 100g砝码5. 实验要求5.1 设计方案以小组形式提出,每小组人数不应多于4人。
5.2 方案应包括系统框图、检测电路原理图、系统安装示意图,实验流程详细说明,必要的实验数据记录表格,方案应充分论证,列出选择该方案的理由。
5.3 实验最多可分为两次完成。
在设计方案时应自行合理地设定工作节点,每次实验至少完成1个工作节点。
实验前每组应有一份设计方案以备检查,检查通过方可进行实验。
5.4 小组成员实验数据可以共享,但总结报告必须独立完成。
总结报告应包括设计方案、实验数据、数据分析(如线性度、灵敏度、回差等)、实验总结。
6. 实验附件6.1 贴片工艺说明书6.1.1试件受力分析6.1.2 试件表面处理:试件表面的待测点应先用刮刀弄平整,仔细地除去漆、电镀层、锈斑、氧化皮、污垢等覆盖层。
然后用0#或1#砂布与应变片粘贴方向成45︒交叉打磨,打出一些条纹,这样可以加强胶的附着。
电子秤仿真设计课程设计
![电子秤仿真设计课程设计](https://img.taocdn.com/s3/m/b5584f6db80d6c85ec3a87c24028915f804d84f4.png)
电子秤仿真设计课程设计一、课程目标知识目标:1. 学生能理解电子秤的基本原理,掌握电子秤的组成结构及其功能。
2. 学生能掌握电子秤仿真设计的基本步骤,了解电子秤传感器的工作原理。
3. 学生能够运用所学的电子秤知识,分析并解决实际问题。
技能目标:1. 学生能运用仿真软件进行电子秤设计,具备基本的电路设计和程序编写能力。
2. 学生通过小组合作,提高团队协作能力和沟通表达能力。
3. 学生能够运用所学知识,动手制作并调试电子秤仿真模型。
情感态度价值观目标:1. 学生对电子秤产生浓厚的兴趣,激发探究电子技术的热情。
2. 学生在课程学习过程中,养成积极思考、勇于创新的习惯。
3. 学生通过本课程的学习,认识到电子技术在实际生活中的应用,培养学以致用的意识。
课程性质分析:本课程为电子技术实践课程,旨在通过电子秤仿真设计,使学生在实践中掌握电子技术知识,提高动手能力。
学生特点分析:本课程针对的学生群体为具有一定电子技术基础知识和动手能力的初中生,他们对新鲜事物充满好奇,喜欢动手实践。
教学要求:1. 课程内容与实际应用紧密结合,注重培养学生的实践能力。
2. 教学过程中,鼓励学生提出问题、解决问题,培养学生的创新思维。
3. 教师应关注学生的个体差异,给予个性化的指导,提高学生的学习效果。
二、教学内容1. 电子秤基本原理:介绍电子秤的工作原理,包括传感器、信号处理、数据显示等组成部分。
- 教材章节:第二章 电子秤概述2. 电子秤结构及功能:分析电子秤的各个部件及其作用,了解电子秤的设计要求。
- 教材章节:第三章 电子秤结构及功能3. 传感器工作原理:讲解电子秤中传感器的作用,掌握压力传感器、应变片传感器等常见传感器的工作原理。
- 教材章节:第四章 传感器及其应用4. 电子秤仿真设计步骤:介绍电子秤仿真设计的基本步骤,包括电路设计、程序编写、调试等。
- 教材章节:第五章 电子秤设计方法5. 仿真软件应用:学习使用仿真软件进行电子秤设计,掌握电路图绘制、程序编写、仿真测试等操作。
电子称的仿真实现
![电子称的仿真实现](https://img.taocdn.com/s3/m/ea2857e64693daef5ef73d92.png)
第5章电子称的仿真实现5.1对电子称模块的介绍5.11 键盘输入模块键盘输入模块主要完成向电子称输入单价。
当用户使用电子称时,物品放到电子秤上时需要设置单价,这时显示界面会直接显示出这次的消费金额。
用4X4键盘输入,键盘对应名称如下:1 2 3 A4 5 6 B7 8 9 C* 0 # D下面为按键的功能介绍:【0—9】为数字键【*】号键为无定义【#】号键为小数点【A】键为去皮【B】键为清除单价【C】键校准按键【D】键校准按键单价输入:输入数字,就可以输入单价,需要输入小数时,就按一下#键输入小数点,然后再输入一位小数。
单价的清除:当前的单价不需要时,就按一下B键将当前的单价数据清零。
去皮按键用法:放上需要去皮的物体,然后按一下A键,数值会显示0,就是把皮重去掉了,当不需要去皮时,就再按一下A按键,取消去皮。
下面介绍程序的具体实现方法:按键函数的设计方法时通过中断处理函数来实现的,当用户按下按键时,就产生一个中断,程序跳转到中断处理函数中。
开始扫描矩阵键盘的数值,最终把把按下的数值存入一个变量中去,供主函数调用。
下面为具体的函数介绍:void temer1() interrupt 3{ uchar temp;EX1=0;P1=0xfe;temp=P1;temp=temp&0xf0;if(temp!=0xf0){delay(5);temp=P1;temp=temp&0xf0;while(temp!=0xf0){temp=P1;switch(temp){case 0xee:num=1;n=7;k=1,s++;break;case 0xde:num=2;n=8;k=1,s++;break;case 0xbe:num=3;n=9;k=1,s++;break;case 0x7e:num=4;k='/',s++;break;}while(temp!=0xf0){temp=P1;temp=temp&0xf0;}//DisplayOneChar((s+6),1,table2[num-1]); }}P1=0xfd;temp=P1;temp=temp&0xf0;if(temp!=0xf0){delay(5);temp=P1;temp=temp&0xf0;while(temp!=0xf0){temp=P1;switch(temp){case 0xed:num=5;n=4;k=1;s++;break;case 0xdd:num=6;n=5;k=1;s++;break;case 0xbd:num=7;n=6;k=1;s++;break;case 0x7d:num=8;k='*';s++;break;}while(temp!=0xf0){temp=P1;temp=temp&0xf0;}//DisplayOneChar(k+6,1,table2[num-1]); }}P1=0xfb;temp=P1;temp=temp&0xf0;if(temp!=0xf0){delay(5);temp=P1;temp=temp&0xf0;while(temp!=0xf0){temp=P1;switch(temp){case 0xeb:num=9;n=1;k=1;s++;break;case 0xdb:num=10;n=2;k=1;s++;break;case 0xbb:num=11;n=3;k=1;s++;break;case 0x7b:num=12;k='-';s++;break;}while(temp!=0xf0){temp=P1;temp=temp&0xf0;}//DisplayOneChar(k+6,1,table2[num-1]);}}P1=0xf7;temp=P1;temp=temp&0xf0;if(temp!=0xf0){delay(5);temp=P1;temp=temp&0xf0;while(temp!=0xf0){temp=P1;switch(temp){case 0xe7:num=13;k=' ';break;case 0xd7:num=14;n=0;k=1;s++;;break;case 0xb7:num=15;k='=';s++;break;case 0x77:num=16;k='+';s++;;break;}while(temp!=0xf0){temp=P1;temp=temp&0xf0;}//DisplayOneChar(k+6,1,table2[num-1]);}}EX1=1;}5.12液晶显示模块液晶显示模块的功能时显示物体的重量。
电子秤的proteus仿真设计2篇
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电子秤的proteus仿真设计2篇电子秤的Proteus仿真设计(一)电子秤作为一种常见的计量仪器,在生活中应用广泛。
为了更好地了解电子秤的工作原理和性能,我们可以利用Proteus软件进行仿真设计,以便更好地理解和掌握电子秤的工作原理。
首先,我们需要了解电子秤的基本原理。
电子秤主要由传感器和显示装置构成。
传感器通常是一种称重传感器,可以将物体的重量转换为电信号,然后将这些信号进行放大和处理,最终得到一个可以直接显示物体重量的数字。
在Proteus中,我们可以利用Virtual Terminal模块来模拟显示装置。
首先,我们需要创建一个电子秤的仿真电路,包括电源、称重传感器和放大电路。
电源可以使用电压源模块提供,称重传感器可以使用电阻变化器件来代替。
接下来,我们需要添加一个放大电路,将传感器输出的微弱信号放大到适合输入Virtual Terminal的范围。
在这里,我们可以利用运算放大器来实现放大功能。
将运算放大器的非反馈输入端接到传感器输出端,通过调整反馈电阻和输入电阻的大小,使得输出电压在Virtual Terminal的范围内。
完成电路的搭建后,我们可以在Proteus中设置Virtual Terminal的显示范围,并开始仿真。
首先,我们需要给电子秤施加一个知道重量的物体,例如一本书。
可以通过在输入信号上添加一个直流电压或电流来模拟物体的重量。
运行仿真后,我们可以通过Virtual Terminal模块查看电子秤的输出结果,即物体的重量。
通过调整放大电路的参数,我们可以观察到输出结果的变化,从而了解各个部件对电子秤工作性能的影响。
电子秤的Proteus仿真设计(二)在电子秤的Proteus仿真设计的第二篇文章中,我们将继续研究电子秤的工作原理,并探讨如何通过仿真来优化电子秤的性能。
首先,我们可以利用Proteus中的数字信号发生器模块来模拟物体的重量变化。
通过改变数字信号的幅值和频率,我们可以模拟物体在电子秤上的重量变化情况。
Protues仿真平台电子称电路设计
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Protues仿真平台电子称电路设计是一款优秀的EDA工具软件。
它能仿真多种单片机及其外围器件,大家只要有一台电脑就可以随时随地进行电路设计。
本文设计了一款电子称,在电路焊接之前以Protues仿真软件为平台对其进行了仿真。
电子称电路设计的思路是:电阻式传感器采集因压力变化产生的模拟信号,模拟信号再传送给模/数转换芯片,模数电路把模拟信号转换成数字信号后传送到单片机,单片机将数字信号经过相应的处理传给液晶显示器,同时按键电路把设置好的单价传送给单片机,最后可以通过液晶显示出物品的重量和金额。
当物体重量超过传感器能检测到的范围时报警电路工作。
1电路硬件设计该电路主要由五部分组成:电阻传感器、A/D转换电路、单片机、液晶显示、报警电路。
具体电路框架如图1。
MCU单片机采用AT89C52。
AT89C52是一种高性能的8位微控制器,它具有成本低,功耗低、技术成熟的优点。
AT89C52内部有4个输入/输出口,称为I/O口,即P0、P1、P2、P3口,每个口都是8位。
在此电路中用了4个P口。
P1口接4*4矩阵,P0口和P2口接液晶显示器,P3口接模数转换芯片和报警电路。
另外单片机还设置了时钟电路和复位电路。
时钟电路引脚18脚和19脚分别接了石英振荡器的两端和电容,石英振荡器的振荡频率设置为11.0592MHz。
复位引脚9脚接一个电容和电阻构成的复位电路。
在加电瞬间,复位端出现一定时间的高电平就可以使单片机有效复位。
信号采集采用了桥式测量电路。
由4个滑动电阻器采用全桥连接,四个节点分别接电源,地,0832的模拟输入通道CH0端和模拟输入通道CH1端。
当滑动电阻器的电阻值发生改变时,转化为电压或者电流的变化,这种电路结构的缺点是对于大应变有较大的非线性。
实际电路操作时可采用电阻应变片。
它的测量原理是:当构件受力变形时,金属丝的长度和横截面积也随着构件一起变化,进而发生电阻变化。
信号处理器采用模数模块ADC0832。
简易数字电子秤设计.doc
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数字电子秤摘要本课程设计制作的电子称以89c52单片机为控制器,利用电阻应变式称重传感器的全桥式称重原理,及通过受力改变内部应变片的阻值使,电路的输出电压与传感器所受压力成线性关系,建立相应的数学模型。
设计思路为将传感器所测得的电压值进行模数转换,并将此转换数值与具体重量相对应,再将最终数值通过1602液晶屏显示。
由于此称重传感器在受压时形变量小,使输出电压信号十分微弱,于是本设计采用运放连接成差分放大电路将其微弱的信号进行放大处理,再通过AD0809将此模拟量转化为数字量,输送给单片机,由单片机来控制其重量的显示。
关键词:89c52,全桥式称重传感器,AD0809。
The Digital Electronic ScaleAbstract:The design of digital electronic scale uses the chip 89c52 as its monitor, and sets up the mathematical model that bases the principles of Full Bridge system weighing sensor, whose characteristic is the output voltage change is linearity with the pressure on the foil gage .The design thought is making the analog output of voltage into digital quantity ,then make it match with the weight specific ,finally display the data through the 1602LCD .As the change of the resistance value on foil gage is very small so as the original output voltage ,so uses the operational amplifier to amplify the signal and then input to the AD0809 chip to transform it into digital quantity , which finally inputted into 89c52 microcontroller ,and the 89c52 microcontroller’s task is manipulating the date and making the LCD display the number.Key words:89c52 microprocessor , semi-bridge system weighing sensor, AD0809 chip.目录1.系统设计 (3)1.1 设计要求 (3)1.2 总体设计方案 (3)1.2.1 设计思路 (3)1.2.2 方案论证与比较 (3)1.2.3 模块组成 (5)2.硬件电路设计 (6)2.1 模拟信号处理部分 (6)2.1.1 信号采集部分 (6)2.1.2 信号的放大处理 (7)2.2 模数转换 (10)2.3 数字信号的处理部分 (11)2.3.1 单片机控制LCD显示 (12)3.软件设计 (14)4.系统测试 (15)4.1 测试使用的仪器及工具 (15)4.2 指标测试及测试结果 (15)4.3 结果分析 (15)5.结论 (16)参考文献 (17)附录1.元器件清单: (18)附录二电路原理图及印制板图 (19)1.信号放大部分电路原理图及PCB图 (19)2.信号处理部分电路原理图及PCB图 (21)附录三程序清单 (25)1.系统设计1.1 设计要求设计制作一个电子称的电路,称重范围分为三档,0-1.999kg、0-19.99kg、0-199.9kg。
电子秤的proteus仿真设计
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基于单片机的实用电子秤的设计1设计目的单片机以其功能强,体积小,功耗低,易开发等很多优势被广泛应用。
本次数字电子秤的设计就是需要通过选择合适的单片机来进行主控,再结合A/D转换、键盘、液晶显示、复位电路和蜂鸣器报警驱动电路的知识,同时在软件的设计过程中用到键盘扫描、液晶显示驱动、模数转换程序及汉字库的的设计,做到对我们所学数电、模电、单片机等知识的综合应用,最终实现所设计数字电子秤的各项功能,达到“巩固知识,培养技能,学而用之”的实践目的。
通过这次课程设计,不但要提高我们在工作中的学习能力、探究能力、应用能力和动手能力,还要历练我们不畏艰难、不懂便学、有漏必补的认真严谨的工作态度,强化我们的社会适应力和社会竞争力,为走向社会提前试水,完善自我。
2设计的主要内容及要求本设计主要完成一个简单实用数字电子秤的硬件电路部分和软件部分的设计。
硬件部分包括数据采集、最小系统板、人机交互界面三大部分。
其中,数据采集部分由压力传感器和A/D 转换部分组成;人机界面部分为键盘输入、液晶显示。
软件部分应用单片机 C 语言实现了本设计的全部控制功能。
本设计的数字电子秤要求能够显示商品的名称、价格、总量、总价等;能够自动完成商品的价格计算;能够储存几种简单商品的价格;能够具有超重提醒功能,一旦重量超出了自身重量的测量的范围,发出警报;同时对数字电子秤的测量范围要达到5KG,测量精度要求达到0.001。
3整体设计方案整个数字电子秤电路由压力传感电路(ADC0832采样)、模数转换系统、单片机主控制电路、LM4229显示电路、蜂鸣器报警电路和4*4键盘电路6个部分组成。
如图3.1所示。
图3.1 基于单片机的实用电子秤组成框图电子秤的测量过程实际是通过电阻应变传感器将被测物体的重量转换成电压信号输出,电压信号经过模数转换把模拟信号转换成数字量,数字量通过显示器显示重量。
打开电源,数字电子秤开始工作。
接通电源时,数字电子秤进入欢迎界面“欢迎使用电子秤设计······”。
高精度电子秤仿真设计
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高精度电子秤仿真设计摘要本文详细介绍了高精度电子秤的原理以及仿真设计的思路,本设计采用AT89S51单片机做为控制核心,来实现电子秤的基本功能和控制。
在设计系统时采用了模块化设计的方法,分别分步设计了各个单元功能的模块,并在PROTEUS中进行了硬件仿真,整个系统主要由主控制模块、数据采集模块、人机交互模块、通信模块、时间模块、指示,报警模块五部分组成。
主控制模块采用AT89C52单片机来实现系统设计;数据采集模块由称重传感器、信号放大器和A/D转换部分组成,信号放大和A/D转换部分主要由专用型高精度16位AD转换芯片TI ADS实现;人机交互模块由LM016L(1602)显示屏,键盘两部分组成,通过键盘可以控制Set, +, -, Right, Left, Enter,使用传感器采集进来的数据,用LCD显示出来。
键盘主要用于控制和操作系统;通信模块主要是由25LC08的SPI接口实现校正功能;实时时钟模块采用PCF8583时间芯片;指示,报警模块用蜂鸣器和LED来实现;软件部分的程序在KEIL中用C语言编写。
该电子秤可以实现基本的称重功能(称重范围为0~9.999Kg,重量误差不大于±1g),可以设置日期和时间显示,还具有超量程(超重)的报警功能,具有一定的工业衡器使用价值。
关键词电子秤仿真设计16位A/D AT89C51 LM016LPrecision Electronic Balance DesignAbstract:This paper describes the principles of high-precision electronic balance, and simulation of design, this design uses AT89C51 microcontroller as the control core to realize the basic functions of electronic balance and control. Used in the design of a modular system design method, namely the design of each unit step function modules, and hardware in the PROTEUS simulation was carried out, the whole system mainly consists of main control module, data acquisition modules, interactive modules, communication module, the time module, instructions, alarm module of five parts. AT89C52 microcontroller with the main control module to achieve the system design; data acquisition module from the load cell, signal amplifiers and A/D conversion components, signal amplification and A/D conversion part, by special high precision 16-bit AD converter chip ADS7825 implementation; human-computer interaction modules by the LM1602 display, the keyboard of two parts, the keyboard can control the Set, +, -, Right, Left, Enter, using the sensor to collect the incoming data, with the LCD display. Mainly used to control the keyboard and operating system; communication module mainly by the SPI interface 25LC08 correction function; real time clock module with PCF8583 chip; instructions, alarm with buzzer and LED modules to achieve; the software part of the program in the KEIL with the C language. The electronic weighing balances can realize the basic functions (weighing range is 0~9.999Kg, the weight of error of less than ± 1g), you can set the date and time display, but also has ultra-balance (overweight) and alarm function, with a certain Industrial Weighing the value in use.Key words:Electronic Balance; Simulation Design; 16-bit A / D; AT89C51; LM1602目录引言 0第一章绪论 (1)1.1 设计背景与意义 (1)1.2 设计要求 (2)1.3 电子秤的工作原理 (2)第二章系统设计方案的论证 (3)2.1 单片机的选型 (3)2.2 A/D转换模块的选择 (3)2.3 时钟模块的选择 (4)2.4 通信接口模块 (5)2.5 输出显示模块选择 (5)2.6 键盘输入模块选择 (6)第三章系统主要芯片介绍 (7)3.1 AT89C51介绍 (7)3.2 ADS7825介绍 (10)3.3 DS1302介绍 (11)3.4 MAX232介绍 (13)3.5 LM1602介绍 (15)3.4 MC34063介绍 (17)第四章系统主要硬件设计 (18)4.1 系统基本结构和框图 (18)4.2 51单片机电路设计 (19)4.3 ADS7825电路设计 (20)4.4 DS1302电路设计 (21)4.5 通信接口电路设计 (21)4.6 LCD显示器电路设计 (22)4.7 按键电路设计 (23)4.8 电源电路设计 (25)第五章系统程序设计 (26)5.1 系统主程序设计 (27)5.2 初始化程序设计 (28)5.3 A/D转换子程序设计 (29)5.4 显示子程序设计 (30)5.6 按键子程序设计 (31)第六章系统调试和仿真 (32)6.1 Proteus仿真软件介绍 (32)6.2 Keil编程软件的调试 (33)6.3 仿真调试的结果 (35)第七章总结与展望 (36)7.1设计总结与感想 (36)7.2本设计存在的不足及工作展望 (36)致谢 (37)参考文献 (38)附录一:PROTUES整体电路图 (39)附录二:显示模块LM1602的程序 (40)附录三:按键延迟子程序 (43)引言本设计所做的电子秤是一款能够显示日期和时间的高精度电子秤仿真设计,而电子秤是一门称重技术,称重技术作为一种计量手段自古以来就与人民的生活紧密相连,广泛应用于工农业、科学研究、交通运输、内外贸易各领域。
基于虚拟仪器的电子秤设计
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程图
开始 保护现场 设置 ADC 控制字、选 择转换通道、开中断
信号放大
单步转换
将转换结果存 入寄存器
将转换结果送 入待显示单元
恢复现场 返回
4.仿真结果
本次设计是在AVR
Studio上编程,编译通过 后在protues上仿真
仿真电路图
结论
本次设计基本完成设计要求,并取得了一定成果。 1、熟悉Atmega16芯片的功能及工作特性,掌握其 口扩展方法。
2. 键盘接口电路
键盘接口电路由矩阵键盘和键盘解码芯片构成
电子秤需要设置 单价(十个数字 键),还具有小数 点、清零等功能, 总共需设置12个键, 12个按键使用3×4 矩阵式键盘。
为了进一步节省单片机I/O口资源,我们在设计中使用了MM74C922芯片。 MM74C922是一款4*4键盘扫描IC,它可检测到与之相连的4*4键盘的按键输入, 并通过数据输出口将按键相应的编码输出。
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不断扫描键盘和输出开关,根据键盘输入内容和各 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LCD显示器显示。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信号采集电路 中中完成。
数据采集 部分
A/D转换器
ATmega16单片机
单片机控 制模块
键盘解码芯片 74C922 1602 液 晶 显 示 人机交互 界面
4*3矩阵键盘
2、硬件设计
硬件电路设计主要涉及到压力检测电路、 矩阵键盘接口电路、1602液晶接口电路。
硬件电路设计
1. 压力检测电路
如右图所示,压力检测 电路是由压力传感器、 放大器、A/D转换器组成。 压力传感器和放大器集 中在传感器MPX4250上, A/D转换器则使用的是 ATmega16片内ADC
接
2、通过对数据采集的分析,了解了各种传感器、放大器及 A/D转换器,对信号的转换、传输有了更深的认识。 3、对键盘和显示器进行选型比较,得出各种型号优劣比。
4、采用面向对象的思想,分层次、分模块构建设计的总体 框架。
感谢陈老师的辛勤指导!
END
1.键盘扫描子程序的设计
键盘扫描流程图
开始
初始化
N
按键按下
Y
调用显示子程 序 按键扫描
N
按键释放 ?
Y
送出示程序流程图
开始 LCD初始化
延时
设置第一行显示位置
显示第一行内容
设置第二行显示位置
显示第二行内容
返回
3.数据采集子程序的设计
数据采集程序流
信号采集
电子秤仿真设计
导师: 专业:
班级:
姓名: 学号:
论文框架
总体设计
硬件设计 软件设计
仿真结果
–
总体概述
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,传感器随之产生电阻应变效应, 将阻值变化转变成电压信号,使物体的重量转换成与被 称物体重量成一定函数关系的电信号。
3. 液晶显示电路
数据显示是电子秤的一项重要功能,是人机交换 的主要组成部分,它可以将测量电路测得的数据经过 微处理器处理后直观的显示出来 ,LCD液晶显示器是一 种极低功耗显示器,从电子表到计算器,从袖珍时仪 表到便携式微型计算机以及一些文字处理机都广泛利 用了液晶显示器。
3、软件设计
本系统的软件设计主要由键盘扫描子程序、显示子程序和数 据采集子程序等组成。
1.总体设计
本设计利用目前使用AVR单片机作为主控芯片设计了一种电子计价秤。其 以ATmega16为核心,74MC922为解码芯片,采用1602液晶屏进行显示。
1.总体设计
系统设计总体方案框图
系统由3个部分组成:控 制器部分、数据采集部 分、人机交互界面
X型应变仪
称重传感器 MPX4250
双极运算放大 器