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。

电子秤的工作原理以电子元件：称重传感器，放大电路，AD转换电路，单

片机电路，显示电路，键盘电路，通讯接口电路，稳压电源电路等电路组成。

2. 设计要求

此次的课程设计要求设计并制作一款基于单片机的电子秤重系统。本课题的主要设计任务如下所述：

（1）系统可实现电子称基本的称重功能（称重范围为0〜2Kg,重量误差不大于土O.OOIKg）【师要求的是9.99Kg的，但是由于ADC0809芯片只有8 位即255个数字显示，所以该做量程为2Kg的。】

（2））系统超出最大测量范围2Kg时应有报警指示功能（LED红灯闪烁报警提示、LCD会显示超重的提示标语）

二、课题分析与方案选择

2.1课题分析：设计课题是制作以单片机为控制系统的电子称，该设计

系统由应变式电阻传感器采集数据、经由A/D对数据做出模数转换、转换后

的数字量传送给单片机、然后单片机对数据进行处理、最后用LCD液晶显示

出来物体的重量。

2.2方案选择：

2.2.1 方案一：

该设计方案的结构原理图如下所示：

如上图所示电路，传感器采集数据后经由A/D转换后再传给单片机最后给LCD液晶显示。

2.2.1 方案二：

结构原理图如下图所示：

传感器采 集数据

㈡

放大电路

|=>

A/D 转换 数据

单片机处理 数据

该设计方案中的放大电路目的是将传感器采集的数据线性放大，

然后再传送给 A/D 芯片进行模数。这样设计的优势是使传感器采集的 数据经由放大器将数据放大到合适

A/D 芯片的分辨率。还有，本系统

的设计还有一个超重报警提示系统， 提示用户所测重量过大， 这样可

以避免传感器因过重而毁坏。 综合上面两个方案，最后选择方案二。

三、单元电路分析与设计

3.1该设计系统是以单片机STC89C52为控制芯片的电路，由七部分组成： 电阻应

变式传感器、信号放大系统、 A/D 转换系统、CPU 控制系统、超重提醒系 统、LCD 显示系统。其结构原理如下图所示：

3.2单元电路分析与设计

3.2.1单片机控制电路的设计

单片机正常工作是需要一定的条件的， 如单电源5V 直流电压、晶振电路 等。本次的的设计中，CPU 控制系统的设计如下图所示：

该电路包含复位电路、震荡电路、P0 口作为LCD 的数据端口，P1 口作为AD 转换后的信号输入端口、 P2 口作为超重提示和LCD 的控制端口、P3 口作为AD 的控制端口。

3.3 A/D 的转换模块

根据ADC0809芯片提供的时序图我很设计电路的要求，

设计如下图所示

:

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芯片工作频率的计算:

单片机的ALE 管脚输出的6分频;

D 触发器是2分频;

故:

该电路的时钟信号是由单片机的 ALE 口输出的是大单片机晶振的 6分频

输入到74HC74的3管脚，经过74HC74的后再4分频，最后输入到 ADC0809 芯片的

10管脚的时钟输入端口，该时钟频率为

460KHz 。ADC0809芯片的数

据输出端与单片机的 P1 口连接。

A/D 芯片的分辨率：

S=(5-0)/255=19.6mV

3.4信号放大电路设计如下图所示:

AD

T1

厂 ||，GND

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由于该芯片的输入频率最搞可以达到

650KHZ ；

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