基于单片机制作的起重量限制器 课程设计报告
单片机电子称课程设计1
单片机电子称课程设计1单片机技术及其应用原理课程设计报告设计题目:电子秤的设计专业年级:08电子信息工程本科小组成员: 杨婷(200800802035华娟(200800802041王尹怿(200800802048成绩:完成时间:20110702【设计题目】电子称的设计【设计要求】(1设计一款电子秤,用LED液晶显示器显示被称物体的质量(2可以设定该秤所称的上限(3当物体超重时,能自动报警【设计过程】1.【方案设计】目前单片机技术比较成熟,功能也比较强大,被测信号经放大整形后送入单片机,由单片机对测量信号进行处理并根据相应的数据关系译码显示出被测物体的重量。
单片机控制适合于功能比较简单的控制系统,而且其具有成本低,功耗低,体积小算术运算功能强,技术成熟等优点。
但其缺点是外围电路比较复杂,编程复杂。
使用这种方案会给系统设计带来一定的难度。
方案三采用现场可编程门阵列(FPGA为控制核心采用现场可编程门阵列(FPGA为控制核心,利用EDA软件编程,下载烧制实现。
系统集成于一片Xilinx公司的SpartanⅡ系列XC2S100E芯片上,体积大大减小、逻辑单元灵活、集成度高以及适用范围广等特点,可实现大规模和超大规模的集成电路。
采用FPGA测频测量精度高,测量频率范围大,而且编程灵活、调试方便,设计要求的精度较高,所以要求系统的稳定性要好,抗干扰能力要强。
从下图中可以看到系统的基本工作流程和各单元电路所用到的核心器件。
其中控制器采用Xilinx公司可编程器件FPGA为核心,基于ISE软件平台,采用VHDL编程实现数据处理、LED和LCD驱动、时钟芯片的I2C通讯、键盘控制等模块。
结构简图如下图所示:图2.4 电子称系统的组成结构图FPGA的逻辑容量密度大,集成度高,可大大减少印刷电路板的空间,减低系统功耗,同时还可以提高设计的工艺性和产品的可靠性。
虽然以FPGA为核心的电子称系统很优化,但只有在大规模和超大规模集成电路中其高集成度才能更好得以体现。
基于单片机的电子秤设计报告
五邑大学信息工程学院课程设计报告课程名称：电子系统设计技术专业：______ 通信工程_______ 班级：AP10057班学号：_________ 11 _________ 姓名：___________ 李绍杰指导教师：周开利设计时间：2013年1月2日评定成绩： _____________________设计课题题目：电子秤一、设计任务与要求1. 本次的课程设计任务是设计一个电子秤，首先我们来了解一下电子秤的基本的背景和设计意义。
电子秤在很早以前就开始被被人们广泛运用。
它是一个现代化的称重仪器，结合了计算机技术，信息处理，数字技术等等的很多的高科技技术。
电子秤，属于衡器的一种，是利用胡克定律或力的杠杆平衡原理测定物体质量的工具。
电子秤主要由承重系统（如秤盘、秤体）、传力转换系统（如杠杆传力系统、传感器）和示值系统（如刻度盘、电子显示仪表）3部分组成。
按结构原理可分为机械秤、电子秤、机电结合秤三大类。
［电子秤拥有许多过去的简单的机械化的称重技术所没有的优点。
例如，第一方面：电子秤的重量轻，体积小，容易携带，并且容易维修；第二方面：因为电子秤是运用了以单片机为中心控制单元，通过称重传感器进行模数转换单元，再通过配合键盘、显示电路及强大软件来组成，所以电子秤的准确率高，并且很快速，能够让人们很直观地看到称重的结果，这样更加深受人们的喜欢。
第三方面：电子秤不仅仅只是客观的物体，它通过了压力传感器采集到被测物体的重量并将其转换成电压信号。
然后通过前端信号处理电路进行准确的线性放大最后把放大后的模拟电压信号经A/D转换电路转换成数字量被送入到主控电路的单片机中，再经过单片机控制译码显示器，从而显示出被测物体的重量。
这是一个很高端，很人性化的发展，能够实现人机的信息转换。
第四方面：电子秤不再像过去的机械称重器那样功能局限，如今的电子秤更是能够广泛应用在商业，工农业，科技，交通等等很多方面。
并且对人们日常生活的影响越来越大。
一种基于STC90C514AD的单片机起重量限制器的设计
一种基于STC90C514AD的单片机起重量限制器的设计作者：秦卫星来源：《品牌与标准化》2014年第06期【摘要】本文介绍一种以STC90C514AD第七代单片机为控制器（CPU）的起重量限制器。
该设计集传感技术、液晶显示技术、单片机控制技术、软件技术等多种技术为一体构成整个系统。
【关键词】起重量限制器单片机STC90C514AD 软件技术1 工作原理起重量限制器是通过对起重机的起升机构压力传感器输出的模拟量（0～20mv）电压信号经过滤波去除高频谐波信号，进入仪表放大器变成（0～5V），再输入到单片机内部模数（A/D）转换芯片中，由软件采集、读取、比较判断及处理后，实时显示载荷重量值。
当超载时，起动报警程序发出声光报警，并立即切断起重机起升电源防止超载事故发生。
2 硬件组成该系统由硬件和软件两大部分组成，硬件以STC90C514AD单片机为核心，它包括电源电路、传感器电路、滤波前置放大电路、单片机控制电路、汉字液晶显示电路、键盘输入电路、声光报警电路、键盘输入电路、继电器输出电路，详见图1。
2.1电源电路电源电路是供给符合起重量限制器电路要求的电源电压。
限制器中有各种不同电路，单片机（CPU）、LCD汉字液晶显示屏的电源是5V直流电压，而传感器、前置放大器电路的电源是±6V直流电压，在电源前端采用电源滤波器，有效抑制窜入电源部分各种干扰尖峰脉冲、杂波和电源启动时的输入浪涌，增强电源线上干扰的吸收及滤除能力。
2.2滤波前置放大器电路压力传感器输出0～20mv带有杂波微小毫伏电压，无法直接进行转换和处理，因此需要进行滤波、放大处理（0～5V），放大器采用了斩波稳零式高精密运算放大器ICL7650，它具有输入偏置电流小、失调小、增益高、共模抑制能力强、响应快、漂移低、性能稳定及价格低廉等优点。
2.3单片机控制器（CPU）电路单片机是整个起重量限制器的核心，压力传感器受力输出与外力成正比的微弱电压信号经滤波放大直接到控制器（CPU），采用第七代超强抗静电、超强抗干扰、宽电压、超低功耗、超低价、高速高可靠、高性能CMOS 8位单片机（STC90C514AD），片内有56K字节程序存储器（Flash）及片内高达4352字节静态数据存储器（RAM）、看门狗、8通道10位高速ADC，4路PWM或D/A、EEPROM。
单片机课程设计报告 基于单片机的电子秤设计
基于单片机的电子秤设计一、【设计题目】基于单片机的电子秤设计二、【设计要求】设计要求如下:（1）设计一款电子秤，用LCD液晶显示器显示被称物体的质量（2）可以设定该秤所称的上限（3）当物体超重时，能自动报警。
三、【设计过程】1.【方案设计】微控制器技术、传感器技术的发展和计算机技术的广泛应用，电子产品的更新速度达到了日新月异的地步。
本系统在设计过程中，除了能实现系统的基本功能外，还增加了打印和通讯功能，可以实现和其他机器或设备（包括上位PC机和数据存储设备）交换数据.除此之外，系统的微控制器部分选择了兼容性比较好的AT89系列单片机，在系统更新换代的时候，只需要增加很少的硬件电路，甚至仅仅删改系统控制程序就能够实现。
另外由于实际应用当中，称可以有一定量的过载，但不能超出要求的范围，为此本设计提供了过载提示和声光报警功能。
综上所述,本课题的主要设计方案是：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。
主要技术指标为：称量范围0～5kg；分度值0.01kg；精度等级Ⅲ级；电源DC1.5V（一节5号电池供电）。
其设计框图如图3.1所示。
这种高精度智能电子秤体积小、计量准确、携带方便,集质量称量功能与价格计算功能于一体，能够满足商业贸易和居民家庭的使用需求。
图3.1 系统设计框图2.【器件选择】2.1单片机选择本设计由于要求必须使用单片机作为系统的主控制器,而且以单片机为主控制器的设计，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”。
考虑到本设计中程序部分比较大，根据总体方案设计的分析，设计这样一个简单的的系统，可以选用带EPROM 的单片机，由于应用程序不大，应用程序直接存储在片内，不用在外部扩展存储器，这样电路也可简化。
基于51单片机的称重系统设计
杭州电子科技大学设计报告课程名称：短学期PCB电路设计学生姓名：学生学号：学生班级：专业：实验日期：基于51单片机的称重系统设计设计要求：1.89C52单片机最小系统的构成及设计；(包括：时钟、复位、电源、单片机、按键和显示等)2.在此基础上完成称重系统的设计，称重量程为0~80吨，误差正负100kg。
A 为称重系统选择合适的4个压力传感器，注意量程和误差。
B 设计放大电路，以便单片机对其信号进行后续处理。
C 用7段数码管或其他显示模块进行重量的显示，单位为：kg。
D 根据应用场合设计扩展功能（加分选做设计部分）主要设计内容和功能：本设计研究的是一基于51单片机的称重系统，称重范围为0到80吨，承重范围较大，可以广泛地运用于汽车过磅，货物称重，也可以用来测体重。
本设计主要通过压力传感器采集货物重量信息，产生电压信号，通过运算放大器的放大，再经过一系列的A/D转换、单片机的处理，把货物的重量显示到数码管上。
如果有需要，也可以通过串口通信模块把数据到PC上位机中，再由计算机分析处理数据。
本设计可以通过按键来选择称重的最大量程，如果超过选择的最大量程，则会有蜂鸣器发出警报。
方案论证：传感器：压力传感器选用MPX2200压强为200KPa时对应的最大电压为40mv，所以传感器底座面积设置为1平方米。
40mv 时对应的重量为20吨。
放大器设计：量程为80吨，最大电压对应20吨，故需要4个放大器，由于器件及参数限制，输出电压为4V左右，最大输入电压40mV,故放大倍数为100倍。
故电阻成100倍关系。
传感器采集的信号从Header2端口输入。
仿真结果：从图中可以看到增益为101倍。
A/D转换：因为设计要求为误差100kg,最大电压时对应重量为20吨，20×1000/100=200。
2^8=256>200。
故采用8位A/D转换器。
本设计可以采用ADC0809转换器。
ADC0809各引脚说明：IN0～IN3：从四个运放接四路模拟量输入。
基于单片机的简易称重系统设计方案
基于单片机的简易称重系统设计方案下载提示：该文档是本店铺精心编制而成的，希望大家下载后，能够帮助大家解决实际问题。
文档下载后可定制修改，请根据实际需要进行调整和使用，谢谢！本店铺为大家提供各种类型的实用资料，如教育随笔、日记赏析、句子摘抄、古诗大全、经典美文、话题作文、工作总结、词语解析、文案摘录、其他资料等等，想了解不同资料格式和写法，敬请关注！Download tips: This document is carefully compiled by this editor. I hope that after you download it, it can help you solve practical problems. The document can be customized and modified after downloading, please adjust and use it according to actual needs, thank you! In addition, this shop provides you with various types of practical materials, such as educational essays, diary appreciation, sentence excerpts, ancient poems, classic articles, topic composition, work summary, word parsing, copy excerpts, other materials and so on, want to know different data formats and writing methods, please pay attention!基于单片机的简易称重系统设计方案1. 引言随着电子技术的发展，单片机在各种应用中得到了广泛的应用，其在称重系统中的应用也日益普及。
基于单片机的电子秤设计[1]
![基于单片机的电子秤设计[1]](https://img.taocdn.com/s3/m/293d94176c175f0e7cd137b3.png)
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。
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随着人们对健康、饮食和运动的重视越来越深，计算体重的电子秤已成为现代家庭必备的健康产品之一。
电子秤的设计早已从早期的机械式缓慢演变为现代的数字化电子秤，随着科学技术的不断进步，电子秤的功能也得到了比较大的提升。
本文将介绍一种基于单片机的智能电子秤设计，使得电子秤具有更加智能化的功能。
一、设计原理单片机是一种高度集成、可编程的微型计算机，它具有多种接口和控制功能，非常适合用于小型计算机系统的控制和通讯处理。
本文采用ATmega8单片机，最大工作频率为16MHz，它是一种低功耗、高性能的单片机。
智能电子秤的基本原理是在称重传感器所测得的重量数据的基础上，使用单片机将其数据收集、处理，并输出显示。
本文的电子秤设计基于16 位高精度AD采集芯片HX711，采用负压力式力传感器作为测量重量的传感器，能够精确测量物体的重量。
由于电子秤测量出的重量数据单位是数字，因此只有通过单片机实现数据的处理，才能使得电子秤具有更加智能化的功能。
二、设计方法（一）硬件设计1、称重传感器负压力式力传感器是一种灵敏度更高、稳定性更好的传感器，比其它传感器更适合于电子秤的设计。
我们使用HX711芯片进行AD采集，能够提供24位的数据输出，可以极大地提高精度和稳定性。
2、按键开关电子秤需要设置一个方便顾客使用的开关，按下即可开启或关闭电子秤。
我们采用截止开关电阻，即编写程序时在输入中识别此开关，实现开启关闭功能。
3、数码管数码管用于显示测得的重量数据，包括整数部分和小数部分。
本文采用共阴极的 4 位7 段数码管，尺寸为0.56英寸，它需要多路并联才能通过ATmega8单片机输出控制信号。
4、外设根据需要，我们可以为电子秤添加一些外设，比如LCD显示屏，蜂鸣器等。
（二）软件设计基于单片机的智能电子秤设计必须编写针对ATmega8单片机的程序。
我们采用keil C语言编写程序。
编写程序时需要注意以下几个方面：1、定义AD采样量和检测量我们需要正确设置AD采样量和检测量的量程参数，以确保重量数据的可靠性和准确性。
基于单片机的电子称重系统设计
基于单片机的电子称重系统设计高速公路收费站电子秤是通过查超载地磅，检查超载情况。
此称重系统广泛应用于公路上检查汽车超载超限运输，对于安全行车，保护道路及桥梁至关重要。
本设计系统是基于单片机的电子秤设计，本系统分为几大模块，数据采集模块、最小系统模块，超重报警模块、键盘和显示模块。
其中数据采集模块包括称重传感器和A/D转换电路，最小系统由51单片机及其外围电路组成；键盘由矩阵键盘组成，可以控制显示物体的重量信息；显示部分采用LCD1602液晶显示。
软件部分由C语言编程，实现对各部分的控制。
本设计增加了一个超重报警提示。
电子秤是一种新型的称量工具。
它易于实现重量显示数字化，易于与计算机联网，实现生产过程自动化，提高劳动生产率。
其中数据采集模块由压力传感器、A/D转换部分组成。
转换后的数字信号送给控制器处理，由控制器完成对该数字量的处理，驱动显示模块完成人机间的信息交换。
此部分对软件的设计要求比较高，系统的大部分功能都需要软件来控制。
关键词：STC89C52；LCD1602；A/D转换电路；YZC传感器；键盘；目录1 绪论 (1)1.1 研究背景 (1)1.2 国内外研究现状 (1)1.3 研究目的与意义 (2)1.4 本章小结 (2)2 系统总体设计 (2)2.1 设计要求 (2)2.2 系统设计方案 (2)2.2.1控制模块 (3)2.2.2称重模块 (4)2.2.3 显示模块 (6)2.2.4按键模块 (8)2.2.5报警电路 (8)2.3本章总结 (8)3 系统的硬件设计 (9)3.1 硬件电路总体设计思路 (9)3.2外围电路设计 (9)3.2.1 称重转换芯片 (9)3.2.2 复位电路 (10)3.2.3 报警电路 (10)3.2.4 显示电路 (10)3.3本章小结 (11)4 软件部分的设计 (11)4.1 主程序 (11)4.2 称重部分子程序 (12)4.3 显示部分子程序 (13)4.4 报警部分子程序 (14)4.5本章小结 (14)5 联机与调试 (15)5.1硬件调试 (15)5.2软件调试 (15)5.3系统调试 (15)5.4本章小结 (18)附录A：系统原理图 (1)附录B：系统PCB图 (1)附录C：系统源程序 (1)1 绪论1.1研究背景随着微电子技术的应用，人们对称重系统的要求越来越高。
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。
基于单片机的电子称设计方案
电子称设计方案智能电子称是将检测与转换技术、计算机技术、信息处理、数字技术等技术综合一体的现代新型称重仪器。
它与我们日常生活紧密结合，成为一种方便、快捷、称量精确的工具，广泛应用于商业、工厂生厂、集贸市场、超市、大型商场、及零售业等公共场所的信息显示和重量计算。
智能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，再配以键盘、显示电路及强大软件来组成。
该电子称不但计量准确、快速方便，更重要的除自动称重、计价功能外，还可实现去皮、自动计算、数字显示等功能，受到广大用户欢迎。
智能电子称由于携带方便，使用简单，对人们生活的影响越来越大。
电子称性能及技术要求(1) 能用简易键盘设置单价，加重后能同时显示重量、金额和单价；（2）输入：压力传感器量程：0-10Kg；按键：在电子计价秤中，带有16个按键矩阵组设置，其中0—9数字键用于输入单价及商品代码，DEL用于单价清空，累计键用于费用累计，去皮键用于重量去皮，还设置了开关键。
(3) 输出：LED显示器（显示质量单价总金额）重量显示：单位为公斤，最大称重为10公斤，本设计采用ADC0809八位AD转换器，其精度为10Kg/256=39g重量误差不大于±0.04公斤；单价金额及总价金额显示：单价金额和总价金额的单位为元；(4) 具有清零功能去皮功能和总额累加计算功能方案一1.信号采集电路（1）要达到设计的性能要求，传感器的精度起着决定性作用。
本设计选用应用于称重系统90％以上的高精度电阻应变式传感器。
电阻应变传感器是将被测量的力通过它所产生的金属弹性变形转换成电阻变化的敏感元件。
题目要求称重范围 10Kg ，重量误差不大于±0.04Kg ，考虑到秤台自重、振动和冲击分量，还要避免超重损坏传感器，所以传感器量程必须大于额定称重即10KG。
本设计的测量电路采用最常见的桥式测量电路，用到的是电阻应变传感器半桥式测量电路。
它的两只应变片和两只电阻贴在弹性梁上，测量电阻随重力变化导致弹性梁应变而产生的变化。
基于单片机的电子称课程设计
基于单片机的电子称课程设计电子称是一种用来测量物体重量的精密仪器，具有高精度、高速度和高可靠性的特点。
在现代化的生产、工业等领域中，电子称扮演着必不可少的角色，成为了人们日常生活中必不可少的工具之一。
而作为电子技术的重要应用方向，基于单片机的电子称设计更是成为了自动化生产和质量控制中不可或缺的一环。
本文将探讨一下基于单片机的电子称课程设计的具体实现，以及它对学生的电子技术和物理知识的培养的重要性。
一、电子称的组成和工作原理电子称主要由传感器、信号调理电路、计算机处理单元、显示及输出装置等四大部分组成。
其中传感器用来检测被测物体产生的微小形变，信号调理电路接收和整形传感器的信号，计算机处理单元将信号转换为数字，再进行相关运算，最后输出相应的重量值，同时，显示及输出装置将结果显示出来。
二、基于单片机的电子称设计基于单片机的电子称设计是一种新型的电子称设计方法，它采用高精度传感器和单片机进行数字信号采集、处理和显示。
具体设计流程如下：1.硬件设计硬件设计部分主要包括传感器电路、放大电路、模数转换电路、LCD显示器、按键等组成。
其中传感器电路用来转换被测物体的重量值为电信号，放大电路用来放大电信号，模数转换电路用来将模拟信号转换为数字信号，显示器用于显示重量结果，按键用于实现重量清零等控制功能。
2.软件设计软件设计主要包括单片机程序设计和控制算法设计两大部分。
单片机程序的设计是指根据硬件设计的具体要求，编写相应的程序来实现数码管、按键、模数转换等功能的控制。
控制算法设计是指设计一种基于物理原理的算法，为电子称实现高精度、高速度、可靠性等特性。
三、电子称课程设计对学生的意义基于单片机的电子称设计作为一种完整的电子方案，具有广泛的应用前景和重要的教育意义。
其帮助学生在实践中深入了解物理原理和信号处理技术，并掌握基本的单片机控制和算法设计方法。
1.培养学生的电子技术知识基于单片机的电子称设计能够帮助学生深入了解电子技术的基础知识和信号处理技术，包括传感器电路、放大电路、模数转换电路、LCD显示器、按键等。
基于51单片机的电子秤的设计
基于51单片机的电子秤的设计一、设计要求和总体方案（一）设计要求设计一款基于 51 单片机的电子秤，能够实现以下功能：1、测量范围：0 5kg。
2、测量精度：01g。
3、具备数码管显示功能，能够实时显示测量的重量值。
4、具有去皮功能，方便测量容器的重量。
（二）总体方案本电子秤主要由传感器、信号调理电路、A/D 转换电路、51 单片机、数码管显示电路和按键电路等组成。
传感器将物体的重量转换为电信号，经过信号调理电路进行放大和滤波处理后，送入 A/D 转换电路转换为数字信号。
51 单片机对数字信号进行处理和计算，得到物体的重量值，并通过数码管显示电路进行显示。
按键电路用于实现去皮等功能。
二、硬件设计（一）传感器选择选用电阻应变式传感器，它具有精度高、稳定性好、测量范围广等优点。
当物体放在传感器上时，传感器的电阻值会发生变化，通过测量电阻值的变化可以得到物体的重量。
（二）信号调理电路由于传感器输出的信号比较微弱，需要经过信号调理电路进行放大和滤波处理。
放大电路采用仪表放大器，它具有高共模抑制比、低噪声等优点。
滤波电路采用无源 RC 滤波器，去除信号中的高频噪声。
（三）A/D 转换电路选用 ADC0809 作为 A/D 转换芯片，它是 8 位逐次逼近型 A/D 转换器，具有转换速度快、精度高等优点。
（四）51 单片机选择AT89C51 单片机作为控制核心，它具有性能稳定、价格低廉、编程简单等优点。
（五）数码管显示电路采用共阳数码管进行显示，通过 74HC573 锁存器驱动数码管。
（六）按键电路使用独立按键实现去皮、清零等功能。
三、软件设计（一）主程序流程主程序首先进行系统初始化，包括初始化单片机的 I/O 口、A/D 转换芯片等。
然后进入循环，不断读取 A/D 转换的结果，并进行数据处理和计算，得到物体的重量值，最后将重量值发送到数码管显示。
（二）数据处理算法采用线性拟合的方法对 A/D 转换的结果进行处理，得到与重量值对应的数字量。
基于单片机的称重控制系统设计.doc
届毕业生毕业设计说明书题目: 基于单片机的称重控制系统设计院系名称：专业班级：学生姓名：学号：指导教师：教师职称：摘要由于称重器具在商业贸易中的重要作用，称重技术的发展一直都受到人们的关注。
本文设计实现了一种新型的多功能电子称重系统，该系统采用了最为常见的C51系列单片机STC89C52作为主控芯片，系统可以准确称量待测物的质量，使用者设置好单价后，系统还能自动地计算总价并可以把测量结果直观地显示在液晶屏幕上，同时本系统还具有超量程自动报警功能。
另外本系统还扩展了电子万年历和电子温度计的功能，使得系统更加实用。
本文论述了课题提出的背景，系统方案确定的依据以及系统具体硬件电路的设计方案和软件编程的基本思路，最后针对系统的测试结果进行了分析。
关键词：电子称重系统；单片机；称重传感器；A/D转换；时间和温度；人机交互Title Design of weighing control System Based On MCUABSTRACTDue to the important role of weighing apparatus in the trade, development of weighing technology has been paid close attention to by people. This paper presents a new type of multifunctional electronic weighing system .This design is based on the most common C51 series microcontroller STC89C52 as a control core, it realized the basic functions of electronic scales. This design can acquisition quality accurately, display test data intuitively, set the price for diffident things and automatic alarm when it is over range. At the same time, the system also extends the function of electronic calendar and the thermometer, making the system more intelligent and practical. This paper discusses the background of the subject,how the system scheme is determined, design of the hardware circuit system and software programming. At the end of the paper, the system test results were analyzed.Key Words Electronic scale; single chip microcomputer; sensor; A/D conversion; human-computer interaction; time and temperature目录摘要 (II)ABSTRACT (III)第1章前言 (1)1.1选择课题的背景和意义 (1)1.2电子秤的现状及未来的发展趋势 (1)1.3设计的主要任务 (2)第2章系统方案设计 (3)2.1系统总体构想及其工作原理 (3)2.2系统方案的确定 (4)2.3各个模块选型的分析 (5)第3章系统硬件电路的设计 (16)3.1MCU的最小系统电路设计 (16)3.2称重传感器和A/D转换芯片HX711的电路设计 (16)3.3数据输入模块的电路设计 (17)3.4液晶显示模块的电路设计 (17)3.5报警模块的电路设计 (18)3.6时钟模块和温度模块的电路设计 (18)第4章系统软件部分的设计 (19)4.1编程语言和开发工具的选择 (19)4.1.1编程语言的选择 (19)4.1.2软件开发环境的选择 (19)4.2程序设计的总体思路 (19)4.3各个模块程序设计说明 (21)4.3.1键盘扫描程序 (21)4.3.2 A/D转换程序设计 (21)4.3.3LCD显示程序设计 (22)4.3.4报警模块程序设计 (23)4.3.5时钟模块程序设计 (23)4.3.6温度模块程序设计 (23)4.4小结 (24)第5章系统整体校调 (25)5.1调试方法和步骤 (25)5.2调试过程中出现的问题及其解决方法 (26)5.3调试结果 (26)第6章讨论与展望 (28)6.1结论 (28)6.2系统需改进的地方 (28)致谢 (29)参考文献 (30)附录（部分源程序） (29)第1章前言1.1 选择课题的背景和意义称重技术自古历来都受到人们的特别重视。
单片机自动称重系统设计
摘要本文设计的单片机称重系以单片机为主要部件，用汇编语言进行软件设计，硬件则以传感器、放大系统、A/D转换系统、CPU控制系统、LED显示系统、报警系统及键盘控制系统七个部分组成。
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称重系统，在此基础上增加了LED显示、键盘控制及阈值报警功能，随时可改变上限阈值，显示总重量的功能，使本产品智能化，符合现代社会电子信息化的要求。
关键词：单片机，传感器，A/D转换，LED显示，阈值报警目录第1章概述 (3)第2章工作原理 (4)2.1系统介绍 (4)2.2 设计要求 (4)2.3 系统组成框图 (4)2.4 系统原理 (4)第3章硬件电路 (6)3.1 单片机 (6)3.2 应变电阻式称重荷重传感器 (6)3.3运算放大器 (8)3.4 A/D转换电路 (10)3.5 键盘 (12)3.6 静态显示 (12)3.7 声光报警 (13)3.8 硬件电路图设计 (15)第4章系统软件设计 (16)4.1 查询子程序流程图 (16)4.2 系统总流程图 (17)4.3 系统程序设计 (17)4.4 声光报警： (22)第5章设计结果与展望 (23)5.1 结果 (23)5.2 展望 (23)第6章结束语 (24)第7章致谢 (25)参考文献 (26)第1章概述随着城市现代化建设的不断发展，以往那种自行称重配料的方式由于其用人工调整重量。
这样，一方面效率十分低下，称量结果精度不高，另一方面，用手工在现场调节增加了工人的劳动强度，而其生产环境十分恶劣，粉尘大。
因而必将为自动控制的称重系统所取代，此称重系统中运用稳定可靠、小而廉的单片机，且单片机体积小，重量轻，抗干扰能力强，环境要求不高，价格低廉，可靠性高，灵活性好，开发较容易。
本文提出的装置就是基于MCS-51单片机及其外围电路所实现的。
第2章工作原理2.1系统介绍为保障物料称重系统的安全运行，获得准确的重量，必须对其运行状态进行实时监控。
基于单片机的电子秤设计课程设计
传感课程设计报告基于单片机的电子秤设计目录摘要 (1)关键字：电子秤、电子应变片、A/D转换器，显示电路 (1)一、系统整体描述 (1)二、系统模块设计 (2)2.1 电阻应变式传感器的组成以及原理 (2)2.2 直流差动电桥检测电路 (3)2.3放大电路 (5)2.4 A/D转换 (7)2.5单片机系统 (7)三、数据处理及程序的设计 (9)3.1数据处理及程序的设计 (9)3.2参数整定 (10)3.2.1测量数据及误差分析 (10)3.2.2曲线拟合及参数整定 (10)3.3显示子程序的设计 (13)总结 (13)参考文献 (14)附录1程序 (15)摘要本文设计的电子秤以单片机为主要部件，用C语言进行软件设计，硬件则以半桥传感器为主,测量0～500g电子秤，随时可改变上限阈值，本课程设计的电子秤以单片机为主要部件，利用差动半桥测量原理，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最多的一种。
芯片HX711-BF的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。
关键字：电子秤、应变片、A/D转换器，显示电路一、系统整体描述系统由敏感元件、电桥测量电路、放大电路、模数转换电路、单片机最小系统、显示电路构成。
敏感元件产生物理量变化，由测量电路将信号转换为电信号，并放大输出。
通过模数转换后将信号输入单片机中，经过处理后由显示电路显示。
二、系统模块设计2.1 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。
基于单片机的体重秤设计(电子称的设计)
学 号：
指导教师： 职称： 职称：
２０＊＊年 １２ 月 ５ 日
本科毕业设计（论文）
摘 要
现代社会随着人们生活水平的提高，人们对自己的身体健康越来越关注，而体重又 是衡量身体健康与否的一个重要标准，因此用一台体重计定期测量自己的体重是很必要 的。传统的体重秤是仪表形式的，不仅测量的误差比较大，而且读数很不方便，体积上 会占用更多的空间。因此一款便携，易操作，测量精度高的体重秤就很能满足人们的需 求。
The design is divided into two parts, hardware design and software design. The part of hardware design is divided into: LCD display part, the pressure signal acquisition and change, EEPROM, low voltage detection module and some buttons. As the pressure sensor output signal is nonlinear, so if the linear approach will cause error. The method used piecewise linear to complete the part of AD conversion part and the design of amplifier circuit. At first,software part complete the bottom driver of each module, and then complete the design of application layer, eventually the system to achieve the desired results.
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
课程设计报告项目名称：基于单片机制作的起重量限制器所属课程：智能仪器设计设计日期：班级学号姓名指导教师成绩课程设计报告说明一、写报告前，请认真阅读《课程设计报告说明》。
二、打印装订要求1、一律用A4纸，双面打印，并左侧装订，一式1份，并同时上交电子版（电子版上传邮箱123244441@）。
《课程设计报告说明》页也打印。
2、课程设计概述部分占一页；课程设计内容长度根据实际需要填写；结论和指导教师评语及成绩单独占一页。
保证打印格式工整。
三、报告内容要求1、课程设计目的结合实际自己写，不要雷同2、课程设计要求按下发的设计题目写3、课程设计原理简要说明所完成课程设计项目所涉及的理论知识4、课程设计内容这是课程设计报告极其重要的内容。
概括整个课程设计过程。
（最好在上述内容基础上画出相应的流程图、设计思路和设计方法，再配以相应的文字进行说明。
）一、课程设计概述1、课程设计目的用所学知识结合实际基于单片机制作起重量限制器，核心处理器是C8051F340单片机，传感器采用拉力传感器。
系统只需要外界220V电源，实现了最大量程20T和运行、密码、检测、零点、标定、额重、超载的设定、报警及控制等功能。
2、课程设计要求1) 按键：功能之间的切换、数码管间切换、调节增加、调节减小。
2) 数码管：4位数码管所有数据都保留小数点后一位。
3) 量程：安全量程是最大量程的90%，预警量程是最大量程的100%，超载量程是最大量程的105%；最大量程20T。
4) 功能：运行、密码、检测、零点、标定、额重、超载。
5) 界面：（1）运行界面：正常运行。
（2）输入密码。
（3）进行AD采样。
（4）显示所测重量。
（5）判断是否有预警 /超重6) 灯：运行、预警、继电器的控制。
7) 喇叭：报警频率不一样。
3、课程设计原理（1）单片机的管脚与对应外部电路的连接，利用单片机处理输入输出数据。
（2）拉力传感器的使用，通过处理电路将信号转换成单片机可以处理的信号。
（3）数码管位选驱动使用的是4个PNP型8550三极管进行控制；驱动数码段选的是ULN2803芯片（4）调解部分是通过按键进行参数的调节。
（5）显示部分使用的是0.4寸四位共阴数码管型号为SR420501。
（6）程序的设计，理清控制先后顺序和逻辑，利用C51语言进行设计，绘制流程图。
（7）电源的转换，首先是利用变压器将220V的交流电变压成6V的交流电，然后通过桥式整流送到LM7805进行变压成5V。
因为CPU供电是3.3V，所以在此必须做一个5V变成3.3V的电源。
（8）功率驱动环节采用继电器驱动。
二、课程设计内容一、硬件设计1，原理设计1.1系统基本原理图1-1 起重量限制器系统构成系统组成如图1-1所示，整个系统是在系统软件控制下工作的。
仪表通电后，在称重过程中由货物重量经荷重传感器的信号转换，输出相应的毫伏电压，这个微弱信号通过运算放大器放大和标度变换转送A/D转换器。
本系统的A/D转换器采用了V/F型积分转换器，它将输入的模拟信号转换成相应的以脉冲序列方式的频率输出。
单片机C8051F340严格控制每一次采样时间，保持每一次计数的闸门时间间隔的一致性。
单片机通过应用程序,把当次的采样频率f进行标度转换形成显示器可使用的串行代码数据。
在测量荷重期间，系统可随时接受人机对话请求。
人机对话仅通过键盘接受校正值。
校正有两个内容，其一，“零点校正”，按“设置”键，将空负荷下的采样值记录下来存入EEPROM型号为24LC02B；其二，“斜率校正”，将标准重量（砝码）作为秤重对象放入托盘，按“校正”键，单片机将采样值记录下来并通过计算将新的斜率存入EEPROM型号为24LC02B。
1.2拉力传感器的基本原理拉力传感器又叫电阻应变片，其工作原理：金属电阻应变片的工作原理是吸附在基体材料上应变电阻随机械形变而产生阻值变化的现象，俗称为电阻应变效应。
金属导体的电阻值可用下式表示：R=ρL/S式中：ρ——金属导体的电阻率（Ω·cm2/m）S——导体的截面积（cm2）L——导体的长度（m）以金属丝应变电阻为例，当金属丝受外力作用时，其长度和截面积都会发生变化，从上式中可很容易看出，其电阻值即会发生改变，假如金属丝受外力作用而伸长时，其长度增加，而截面积减少，电阻值便会增大。
当金属丝受外力作用而压缩时，长度减小而截面增加，电阻值则会减小。
只要测出加在电阻的变化（通常是测量电阻两端的电压），即可获得应变金属丝的应变压力。
2，具体模块设计2.1CPUCPU选择使用Silicon Laboratories公司的C8051F340单片机，Silabs 公司的C8051F340 作为核心控制器,在搭配该公司的CP2200 以太网控制芯片可完成工业以太网产品开发。
结构如图2-1所示。
C8051F340 单片机主要特性：(1)MCU 为美国Silabs 公司C8051F340,64KB FLASH、(4096+256)B RAM、最高48MIPS 执行速度;(2)2 路10 位AD 输入,AIN1 到AIN2 输入信号量程0到+24.4V;图2-1 CPU2.2拉力传感器图2-2 传感器内部电路拉力传感器又叫电阻应变式传感器，隶属于称重传感器系列，是一种将物理信号转变为可测量的电信号输出的装置，它使用两个拉力传递部分传力，在其结构中含有力敏器件和两个拉力传递部分，在力敏器件中含有压电片、压电片垫片，后者含有基板部分和边缘传力部分。
弹性体（弹性元件，敏感梁）在外力作用下产生弹性变形，使粘贴在他表面的电阻应变片（转换元件）也随同产生变形，电阻应变片变形后，它的阻值将发生变化（增大或减小），再经相应的测量电路把这一电阻变化转换为电信号（电压或电流），从而完成了将外力变换为电信号的过程。
拉力传感器的优点是精度高，测量范围广,寿命长,结构简单，频响特性好，能在恶劣条件下工作，易于实现小型化、整体化和品种多样化等。
它的缺点是对于大应变有较大的非线性、输出信号较弱，但可采取一定的补偿措施。
因此它广泛应用于自动测试和控制技术中。
根据产品的外形还有安装、原理的因素，我选择CLF-L5拉力传感器。
用途与特点：典型板环式结构，精度高、动态效应好，安装方便,抗偏载能力强。
经过良好的防潮密封处理,适应各种起重吊装的恶劣工作环境。
参数指标额定载荷：2～50t ; 综合精度：0.05～0.1 ; 灵敏度：2.0 mV/V；蠕变：±0.05～±0.1％F·S/30min ; 零点输出：±1％F·S；零点温度影响：±0.05～±0.1％F·S/10℃；输出温度影响：±0.05～±0.1％F·S/10℃；工作温度：-20℃-＋65℃；输入阻抗：370±5Ω；输出阻抗：350±3Ω；绝缘电阻＞5000MΩ；安全过载：150％F·S；供桥电压：建议10VDC；材质：合金钢。
2.3显示部分显示部分使用的是0.4寸四位共阴数码管型号为SR420501。
数码管选用四位共阴数码管，位选由三极管控制，段选使用ULN2803达林顿管控制，这样可以增加数码管的亮度。
对于ULN2803的使用很简单，就是一个反相器，所以在使用的时候只要理解好反相器的使用。
电阻是限流的作用。
显示部分电路如图2-3所示：图2-3 显示部分2.4驱动部分2.4.1数码管显示段选驱动驱动数码段选的是ULN2803芯片，结构如图2-4-1所示。
高电压大电流达林顿晶体管ULN2803，采用AP=DIP18,AFW=SOL18封装方式。
八路NPN达林顿连接晶体管阵系列特别适用于低逻辑电平数字电路和较高的电流/电压要求之间的接口，广泛应用于计算机，工业用和消费类产品中的灯、继电器、打印锤或其它类似负载中。
所有器件具有集电极开路输出和续流箱位二极管，用于抑制跃变。
ULN2803的设计与标准TTL系列兼容，而ULN2804 最适于6至15伏高电平CMOS或PMOS。
电路连接如图2-3右下角所示。
参数指标封装类型:AP=DIP16,AFW=SOL16；输出击穿电压: 50(V)；输出电流: 500(mA)；输入电阻 :2.7k(Ω)；推荐输入电压:5(V)；温度范围:-40℃～+85℃。
图2-4-1 ULN28032.4.1数码管显示位选驱动位选使用的是4个PNP型8550三极管进行控制，它是一种低电压,大电流,小信号的PNP型硅三极管。
电路连接如图2-3左上角所示。
参数指标类型:开关型；极性:PNP；材料:硅；最大集电极电流(A):0.5 A；直流电增益:10 to 60；功耗:625 mW；最大集电极发射电压（VCEO）:25；频率:150MHz。
2.5按键调节部分按键调节部分是通过3个按键进行参数的调节，选用的是四角按键因为四脚比较稳定。
通过按键按下给单片机一个低电平，只要单片机接收到了一个低电平的信号单片机就会做出相应的动作。
机械式按键再按下或释放时，由于机械弹性作用的影响，通常伴随有一定时间的触点机械抖动，然后其触点才稳定下来。
其抖动过程如图2-5-1所示，抖动时间的长短与开关的机械特性有关，一般为5 10 ms。
图2-5-1 键操作和键抖动在触点抖动期间检测按键的通与断状态，可能导致判断出错，即按键一次按下或释放被错误地认为是多次操作，这种情况是不允许出现的。
为了克服按键触点机械抖动所致的检测误判，必须采取去抖动措施。
这一点可从硬件、软件两方面予以考虑。
在键数较少时，可采用硬件去抖，而当键数较多时，采用软件去抖。
1.硬件消抖：图2-5-2硬件消抖电路在硬件上可采用在键输出端加R-S触发器(双稳态触发器)或单稳态触发器构成去抖动电路。
图2-5-2是一种由R-S触发器构成的去抖动电路，当触发器一旦翻转，触点抖动不会对其产生任何影响。
软件上采取的措施是：在检测到有按键按下时，执行一个10 ms左右（具体时间应视所使用的按键进行调整）的延时程序后，再确认该键电平是否仍保持闭合状态电平，若仍保持闭合状态电平，则确认该键处于闭合状态。
同理，在检测到该键释放后，也应采用相同的步骤进行确认，从而可消除抖动的影响。
2.编制键盘程序：键盘控制程序具备以下功能：（1）检测有无按键按下，并采取硬件或软件措施，消除键盘按键机械触点抖动的影响。
（2）有可靠的逻辑处理办法。
每次只处理一个按键，其间对任何按键的操作对系统不产生影响，且无论一次按键时间有多长，系统仅执行一次按键功能程序。
（3）准确输出按键值（或键号），以满足跳转指令要求。
2.6电源部分图2-6电源模块电源首先是利用变压器将220V的交流电变压成6V的交流电，然后通过桥式整流送到LM7805进行变压成5V。