10KG-LED单片机电子称课程设计
单片机电子秤设计报告
基于单片机的电子秤单片机电子秤设计报告秤是一种在实际工作和生活中经常用到的测量器具。
随着计量技术和电子技术的发展，传统纯机械结构的杆秤、台秤、磅秤等称量装置逐步被淘汰，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。
和传统秤相比较，电子秤利用新型传感器、高精度AD转换器件、单片机设计实现，具有精度高、功能强等特点。
本课题设计的电子秤具有基本称重、键盘输入、计算价格、显示、超重报警功能。
该电子秤的测量范围为 0-10Kg，测量精度达到 5g，有高精度，低成本，易携带的特点。
电子秤采用液晶显示汉字和测量记过，比传统秤具有更高的准确性和直观性。
另外，该电子秤电路简单，使用寿命长，应用范围广，可以应用于商场、超市、家庭等场所，成为人们日常生活中不可少的必需品。
一、功能描述1、采用高精度电阻应变式压力传感器，测量量程 0-10kg ，测量精度可达 5g 。
2、采用电子秤专用模拟 / 数字（ A/D）转换器芯片 hx711 对传感器信号进行调理转换， HX711 采用了海芯科技集成电路专利技术，是一款专为高精度电子秤而设计的 24 位 A/D 转换器芯片3、采用 STC89C52单片机作为主控芯片，实现称重、计算价格等主控功4、采用 128*64 汉字液晶屏显示称重重量、单价、总价等信息。
5、采用 4*4 矩阵键盘进行人机交互，键盘容量大，操作便捷。
6、具有超量程报警功能，可以通过蜂鸣器和 LED灯报警。
7、系统通过 USB电源供电，单片机程序也可通过 USB线串行下载。
二、硬件设计1、硬件方案单片机电子秤硬件方案如图 1 所示：图 1 单片机电子秤硬件方案称重传感器感应被测重力，输出微弱的毫伏级电压信号。
该电压信号经过电子秤专用模拟 /数字(A/D)转换器芯片hx711 对传感器信号进行调理转换。
HX711 采用了海芯科技集成电路专利技术，是一款专为高精度电子秤而设计的 24 位 A/D 转换器芯片，内置增益控制，精度高，性能稳定。
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。
基于单片机的实用电子秤设计
基于单片机的实用电子秤设计一、硬件设计1、传感器选择电子秤的核心部件之一是称重传感器。
常见的称重传感器有电阻应变式、电容式等。
在本设计中，我们选用电阻应变式传感器，其原理是当物体的重量作用在传感器上时，传感器内部的电阻应变片会发生形变，从而导致电阻值的变化。
通过测量电阻值的变化，就可以计算出物体的重量。
2、信号放大与调理传感器输出的信号通常比较微弱，需要经过放大和调理才能被单片机处理。
我们使用高精度的仪表放大器对传感器输出的信号进行放大，并通过滤波电路去除噪声干扰，以提高测量的准确性。
3、单片机选型单片机是整个电子秤系统的控制核心。
考虑到性能、成本和开发难度等因素，我们选用 STM32 系列单片机。
STM32 系列单片机具有丰富的外设资源、较高的运算速度和良好的稳定性，能够满足电子秤的设计需求。
4、显示模块为了直观地显示测量结果，我们选用液晶显示屏（LCD）作为显示模块。
LCD 显示屏具有功耗低、显示清晰、视角广等优点。
通过单片机的控制，可以在 LCD 显示屏上实时显示物体的重量、单位等信息。
5、按键模块为了实现电子秤的功能设置，如单位切换、去皮、清零等，我们设计了按键模块。
按键模块通过与单片机的连接，将用户的操作指令传递给单片机进行处理。
6、电源模块电源模块为整个电子秤系统提供稳定的电源。
我们使用线性稳压器将输入的电源电压转换为适合各个模块工作的电压，以确保系统的正常运行。
二、软件算法1、重量计算算法根据传感器的特性和放大调理电路的参数，我们可以建立重量与传感器输出信号之间的数学模型。
通过对传感器输出信号的采集和处理，利用数学模型计算出物体的实际重量。
2、滤波算法为了消除测量过程中的噪声干扰，提高测量的稳定性和准确性，我们采用数字滤波算法对采集到的信号进行处理。
常见的数字滤波算法有中值滤波、均值滤波等。
在本设计中，我们选用中值滤波算法，其原理是对连续采集的若干个数据进行排序，取中间值作为滤波后的结果。
单片机电子秤毕业设计
单片机电子秤毕业设计单片机电子秤毕业设计随着科技的不断发展，单片机在各个领域的应用也越来越广泛。
其中，电子秤作为一种常见的计量工具，也逐渐被单片机技术所取代。
本文将介绍一个基于单片机的电子秤毕业设计，探讨其原理、设计思路以及实现过程。
一、设计原理电子秤的基本原理是通过测量物体受力产生的应变，从而计算出物体的质量。
在传统的电子秤中，通常使用应变片作为测量传感器，通过电桥电路来测量应变片的变化。
而在单片机电子秤中，我们可以利用单片机的模拟输入引脚来直接测量应变片产生的电压信号，然后通过一系列的算法来计算物体的质量。
二、设计思路在设计单片机电子秤时，首先需要选择合适的传感器。
常用的传感器有压力传感器、应变片传感器等，根据实际需求选择适合的传感器。
接下来，需要根据传感器的特性和测量范围来确定单片机的模拟输入电压范围。
然后，设计模拟电路将传感器的电压信号转换为单片机可以接受的电压范围。
最后，编写单片机程序，通过采样和处理电压信号，计算出物体的质量，并在显示屏上显示出来。
三、实现过程1. 选择传感器：根据设计要求选择合适的传感器，比如压力传感器。
2. 设计模拟电路：根据传感器的输出信号范围和单片机的输入电压范围，设计合适的模拟电路。
通常使用运算放大器来放大传感器的电压信号，并通过电阻分压将电压范围转换为单片机可以接受的范围。
3. 编写单片机程序：根据设计要求，编写单片机程序来采样和处理传感器的电压信号。
可以使用模拟输入引脚采样电压信号，并通过ADC（模数转换器）将模拟信号转换为数字信号。
然后，根据一定的算法来计算物体的质量，并将结果显示在LCD显示屏上。
4. 调试和优化：在实际应用中，可能会出现一些误差和不准确性。
因此，需要对电子秤进行调试和优化，比如校准传感器的灵敏度、调整算法的精度等。
四、应用前景单片机电子秤具有体积小、成本低、精度高等优点，因此在工业生产、商业零售、家庭使用等领域有着广泛的应用前景。
比如，在工业生产中，可以用于称重原材料和成品；在商业零售中，可以用于称重商品和计价；在家庭使用中，可以用于称重食材和药品等。
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。
单片机电子秤毕业设计
单片机电子秤毕业设计毕业设计题目：基于单片机的电子秤设计与实现一、设计要求：1.设计并实现一款能够准确测量物体质量的电子秤，使用单片机进行控制与数据处理。
2.电子秤应具备高精度、高稳定性和可靠性等特点。
3.电子秤的测量范围应足够大，能够适用于不同质量的物体。
4.电子秤的设计应尽可能简洁、实用、易于操控和维护。
二、设计方案：1.传感器选择：使用称重传感器作为负载传感器，可选用应变片式传感器或压阻式传感器。
2.信号放大与转换：将传感器测得的微小变化信号通过专用放大电路进行放大，并转换为0-5V或0-3.3V的直流电压信号。
3.单片机控制与显示：使用适当的单片机进行控制与数据处理，可选用常见的51单片机或STM32系列单片机，并通过数码管、液晶显示屏或LED显示屏等显示当前测量的质量值。
4.按键与操作：通过按键实现归零、单位选择、累计等基本操作实现。
5.通信接口：可选用串口或IIC总线等通信模式，将测量结果实时传输到上位机或其他设备。
6.电源系统：使用稳压电源保证整个系统的稳定工作。
三、设计流程：1.硬件设计：a.选择合适的电子元件，包括称重传感器、单片机、显示器、按键、通信模块等。
b.设计传感器接口电路，包括信号放大与转换电路。
c.设计按键与控制电路，将按键输入与单片机相连接，实现操作控制功能。
d.设计显示电路，将单片机输出与显示设备相连接，实现结果显示功能。
e.设计电源电路，保证整个系统的稳定工作。
2.软件设计：a.编写初始化程序，对单片机进行初始化设置。
b.编写按键扫描程序，实现按键输入的检测和处理。
c.编写称重传感器读取程序，实时读取称重传感器输出的模拟电压信号。
d.编写质量计算程序，根据传感器输出的模拟电压信号进行质量计算，并实现单位选择功能。
e.编写显示程序，将计算得到的质量值进行显示。
f.编写通信程序，如果需要与上位机或其他设备进行通信，则需要编写相应的通信协议和数据传输程序。
四、测试与调试：1.对硬件进行连接并进行通电测试，确保电子秤的各个部分能够正常工作。
多功能电子秤课程设计
多功能电子秤课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解并掌握电子秤的基本原理与结构；2. 学生能了解电子秤在日常生活和科技领域的应用；3. 学生掌握电子秤的测量单位转换及精度相关知识。
技能目标：1. 学生能够正确操作多功能电子秤，完成各种测量任务；2. 学生能够通过实践，学会分析电子秤测量数据，解决实际问题；3. 学生能够运用已学知识，设计简单的电子秤使用场景。
情感态度价值观目标：1. 学生培养对电子秤及物理量的兴趣，增强学习动力；2. 学生在小组合作中，学会分享与交流，培养团队协作精神；3. 学生认识到科技与生活的紧密联系，增强科技创新意识。
课程性质：本课程为实践性、应用性强的课程，旨在通过多功能电子秤的学习，让学生将理论知识与实际应用相结合。
学生特点：针对中学生好奇心强、动手能力逐渐提高的特点，课程设计注重实践操作，激发学生兴趣。
教学要求：教师应引导学生主动参与实践，关注学生个体差异，鼓励学生提出问题，培养学生解决问题的能力。
通过课程学习，将目标分解为具体的学习成果，以便后续的教学设计和评估。
二、教学内容1. 电子秤原理与结构- 电子秤的工作原理- 电子秤的主要组成部分及功能2. 电子秤的应用- 电子秤在生活中的应用实例- 电子秤在科技领域的应用3. 电子秤的使用与操作- 多功能电子秤的操作步骤- 电子秤的测量单位转换及精度处理4. 实践操作与数据分析- 设计实践任务，让学生动手操作电子秤- 对测量数据进行整理、分析，解决实际问题5. 电子秤与创新设计- 鼓励学生思考电子秤的改进与创新- 学生设计电子秤使用场景，展示创意教学内容安排与进度：第一课时：电子秤原理与结构，电子秤的应用第二课时：电子秤的使用与操作，实践操作与数据分析第三课时：电子秤与创新设计，学生作品展示与评价教材章节及内容：第一章：电子技术基础- 第三节：传感器及其应用（电子秤原理与结构）第二章：电子测量技术- 第四节：电子秤及其应用（电子秤的使用与操作）第三章：实践与创新- 第二节：电子秤创新设计（电子秤与创新设计）三、教学方法本课程采用以下教学方法，旨在激发学生的学习兴趣，提高学生的主动性和实践能力：1. 讲授法：- 通过生动的语言和形象的比喻，讲解电子秤的基本原理与结构，使抽象的理论知识变得具体易懂；- 结合多媒体课件，展示电子秤的内部构造和实际应用，增强学生的学习兴趣。
单片机电子秤设计报告
基于单片机的电子秤单片机电子秤设计报告秤是一种在实际工作和生活中经常用到的测量器具。
随着计量技术和电子技术的发展，传统纯机械结构的杆秤、台秤、磅秤等称量装置逐步被淘汰，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。
和传统秤相比较，电子秤利用新型传感器、高精度AD转换器件、单片机设计实现，具有精度高、功能强等特点。
本课题设计的电子秤具有基本称重、键盘输入、计算价格、显示、超重报警功能。
该电子秤的测量范围为0-10Kg，测量精度达到5g，有高精度，低成本，易携带的特点。
电子秤采用液晶显示汉字和测量记过，比传统秤具有更高的准确性和直观性。
另外，该电子秤电路简单，使用寿命长，应用范围广，可以应用于商场、超市、家庭等场所，成为人们日常生活中不可少的必需品。
一、功能描述1、采用高精度电阻应变式压力传感器，测量量程0-10kg，测量精度可达5g。
2、采用电子秤专用模拟/数字（A/D）转换器芯片hx711对传感器信号进行调理转换，HX711 采用了海芯科技集成电路专利技术，是一款专为高精度电子秤而设计的24 位A/D 转换器芯片。
3、采用STC89C52单片机作为主控芯片，实现称重、计算价格等主控功能。
4、采用128*64汉字液晶屏显示称重重量、单价、总价等信息。
5、采用4*4矩阵键盘进行人机交互，键盘容量大，操作便捷。
6、具有超量程报警功能，可以通过蜂鸣器和LED灯报警。
7、系统通过USB电源供电，单片机程序也可通过USB线串行下载。
二、硬件设计1、硬件方案单片机电子秤硬件方案如图1所示：图1 单片机电子秤硬件方案称重传感器感应被测重力，输出微弱的毫伏级电压信号。
该电压信号经过电子秤专用模拟/数字（A/D）转换器芯片hx711对传感器信号进行调理转换。
HX711 采用了海芯科技集成电路专利技术，是一款专为高精度电子秤而设计的24 位A/D 转换器芯片，内置增益控制，精度高，性能稳定。
课程设计电子秤
课程设计电子秤一、课程目标知识目标：1. 理解电子秤的基本工作原理，掌握电子秤的组成部分及功能。
2. 学习电子秤的测量原理，理解其测量精度和误差分析。
3. 了解电子秤在生活中的应用，认识到电子秤在现代科技领域的重要性。
技能目标：1. 能够运用所学知识，正确操作电子秤，进行物体的质量测量。
2. 学会分析电子秤的测量数据，进行简单的误差判断和校正。
3. 培养动手实践能力，通过小组合作完成电子秤的制作或模拟实验。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对电子秤及物理学科的兴趣，激发他们探索科学的精神。
2. 增强学生的团队合作意识，培养他们在合作中相互尊重、共同进步的品质。
3. 提高学生的环保意识，让他们认识到电子秤在资源节约和环境保护方面的重要性。
分析课程性质、学生特点和教学要求：1. 课程性质：本课程属于物理学科，涉及电子技术和实际操作，注重理论联系实际。
2. 学生特点：学生为六年级学生，具备一定的物理知识和动手能力，对新鲜事物充满好奇。
3. 教学要求：结合学生特点，采用启发式教学，引导学生主动探索，注重培养实践操作能力和团队合作精神。
二、教学内容1. 电子秤的基本原理：介绍电子秤的工作原理，包括传感器、A/D转换器、显示屏等组成部分及功能。
- 教材章节：第五章“传感器”第二节“电子秤传感器”2. 电子秤的测量精度与误差分析：讲解电子秤的测量原理，分析测量误差产生的原因及解决办法。
- 教材章节：第六章“测量误差”第一节“误差分析”3. 电子秤的实际操作与应用：介绍电子秤的使用方法，进行实际操作练习，了解电子秤在生活中的应用。
- 教材章节：第七章“电子秤的应用”第一节“电子秤的使用与维护”4. 电子秤制作或模拟实验：分组进行电子秤的制作或模拟实验，培养学生的动手实践能力和团队合作精神。
- 教材章节：第八章“实践与拓展”第二节“电子秤的制作”教学进度安排：第一课时：电子秤的基本原理及其组成部分第二课时：电子秤的测量精度与误差分析第三课时：电子秤的实际操作与应用第四课时：分组制作或模拟电子秤实验，总结与展示教学内容确保科学性和系统性，结合课程目标，注重理论与实践相结合，培养学生的实际操作能力和科学思维。
课程设计数字电子秤设计
课程设计数字电子秤设计一、课程目标知识目标：1. 理解数字电子秤的基本原理，掌握其组成部分及功能。
2. 学会运用所学知识分析数字电子秤的电路图，并理解其中的电子元件作用。
3. 掌握数字电子秤的测量原理，能够进行简单的单位转换。
技能目标：1. 能够运用所学知识，设计简单的数字电子秤电路图。
2. 培养学生动手实践能力，能够对数字电子秤进行组装和调试。
3. 提高学生的问题解决能力，能够针对数字电子秤使用过程中出现的问题进行分析和解决。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对电子技术的兴趣，激发他们探索未知、创新实践的欲望。
2. 培养学生的团队协作精神，使他们学会在团队中共同解决问题，相互学习，共同进步。
3. 增强学生的环保意识，让他们在使用电子设备时注重节能环保，养成良好的使用习惯。
本课程针对高年级学生，结合学科特点和教学要求，将课程目标分解为具体的学习成果。
在教学过程中，注重理论与实践相结合，提高学生的实际操作能力，培养他们运用所学知识解决实际问题的能力。
同时，关注学生的情感态度价值观培养，使他们在掌握知识技能的同时，形成积极向上的心态和价值观。
二、教学内容1. 数字电子秤基本原理：介绍电子秤的测量原理，包括传感器的工作原理、信号处理、显示技术等，对应教材第3章第1节。
2. 电子元件功能及电路图分析：学习电子元件如电阻、电容、二极管、三极管等在数字电子秤中的应用，分析电路图，理解各部分功能，对应教材第3章第2节。
3. 数字电子秤电路设计：根据基本原理，运用所学知识设计简单的数字电子秤电路图，包括传感器、信号放大、A/D转换、显示等部分，对应教材第3章第3节。
4. 数字电子秤的组装与调试：学习如何将设计好的电路图转化为实际电路，进行组装、调试和优化，培养动手实践能力，对应教材第4章第1节。
5. 故障分析与问题解决：针对数字电子秤使用过程中可能出现的故障，教授分析方法，引导学生运用所学知识解决问题，对应教材第4章第2节。
单片机课程设计电子秤
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······”。
电子秤的设计(单片机课程设计)
目录第一节绪论 (3)1.1本设计的任务和主要内容 (3)第二节硬件电路设计 (4)2.1传感器的选择 (4)2.1.1应变式电阻传感器的测量原理 (4)2.1.2传感器的分类和选择 (4)2.2放大电路的设计 (5)2.3采集电路的设计 (5)2.3.1数据采集系统的组成 (5)2.3.2数据采样保持器 (6)2.3.3 A/D转换器 (6)2.4显示电路的设计 (7)2.5键盘电路的设计 (8)2.6报警电路的设计 (9)第三节软件的设计 (9)3.1监控程序的设计 (9)3.2数据处理子程序的设计 (9)3. 2.1数制转换 (9)3.3数据采集子程序的设计 (10)3.4数据显示子程序的设计 (11)3.5键盘扫描子程序的设计 (12)3.6报警子程序的设计 (13)第四节设计总结 (15)参考书籍 (16)程序附图 (17)第一节绪论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。
做为重量测量仪器，智能电子秤在各行各业开始显现其测量准确，测量速度快，易于实时测量和监控的巨大优点，并开始逐渐取代传统型的机械杠杆测量称，成为测量领域的主流产品。
本文设计的电子秤以单片机为主要部件，用汇编语言进行软件设计，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，并达到阈值报警的功能。
称重传感器输出的电量是模拟量，数值比较小达不到A/D转换接收的电压范围。
所以送A/D转换之前要对其进行前端放大、整形滤波等处理。
然后，A/D转换的结果才能送单片机进行数据处理并显示。
其数据显示部分采用LCD显示，成本低且能很好地实现所要求的功能。
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\。
电子称课程设计
电子称课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解电子称的工作原理，掌握电子称的使用方法。
2. 学生能够运用电子称进行物体质量的测量，并准确读取数值。
3. 学生了解电子称在日常生活和科技领域中的应用。
技能目标：1. 学生能够正确操作电子称，进行简单的质量测量实验。
2. 学生通过实践，培养观察、分析、解决问题的能力。
3. 学生能够运用电子称测量数据，进行基本的计算和数据处理。
情感态度价值观目标：1. 学生培养对电子称及测量工具的尊重和爱护，养成科学、严谨的态度。
2. 学生通过合作完成实验，培养团队协作精神，增强沟通与交流能力。
3. 学生了解电子称在生活中的应用，提高对科学的兴趣，激发创新精神。
课程性质：本课程为科学实验课程，以实践操作为主，结合理论知识的讲解。
学生特点：六年级学生具备一定的科学知识基础，好奇心强，动手能力强，但注意力集中时间有限。
教学要求：结合学生特点，注重启发式教学，引导学生主动探究，提高学生的实践操作能力。
在教学过程中，关注学生的个体差异，鼓励学生积极参与，确保每位学生都能掌握电子称的使用方法。
通过课程学习，培养学生的科学素养和创新精神。
二、教学内容1. 电子称的工作原理：介绍电子称的基本结构，包括传感器、显示屏、按键等组成部分，以及工作原理。
- 教材章节：第五章第二节《测量的科学》2. 电子称的使用方法：详细讲解电子称的操作步骤，包括开关机、清零、单位转换、物体放置等。
- 教材章节：第五章第三节《电子称的使用》3. 实践操作：组织学生进行分组实验，运用电子称测量不同物体的质量，并记录数据。
- 教材章节：第五章实验《电子称的使用与测量》4. 数据处理：引导学生学会分析测量数据，进行基本的数据处理，如计算平均值、比较大小等。
- 教材章节：第五章第四节《数据处理》5. 电子称在生活中的应用：介绍电子称在日常生活、科技领域等方面的应用，激发学生对科学的兴趣。
- 教材章节：第五章第五节《测量工具的应用》6. 安全教育与实验总结：强调实验过程中的安全注意事项，组织学生总结实验成果，分享学习心得。
基于单片机的电子秤设计
基于单片机的电子秤设计一、引言二、设计要求与整体方案（一）设计要求1、测量范围：能够满足常见物品的质量测量，通常为 0 10kg 或更大。
2、精度要求：达到一定的测量精度，如 01g 或更高。
3、显示功能：清晰显示测量结果，包括质量数值和单位。
4、稳定性：在不同环境条件下保持测量结果的稳定性和可靠性。
（二）整体方案本设计采用单片机作为核心控制单元，结合称重传感器、信号调理电路、A/D 转换电路、显示模块和电源模块等组成电子秤系统。
称重传感器将物体的质量转换为电信号，经过信号调理电路进行放大、滤波等处理后，由 A/D 转换电路将模拟信号转换为数字信号，单片机对数字信号进行处理和计算，最终将测量结果通过显示模块显示出来。
三、硬件设计（一）称重传感器选择合适的称重传感器是电子秤设计的关键。
常见的称重传感器有电阻应变式、电容式等。
电阻应变式传感器具有精度高、稳定性好等优点，被广泛应用于电子秤中。
其工作原理是当物体加载在传感器上时，弹性体发生形变，粘贴在弹性体上的电阻应变片也随之产生电阻变化，通过测量电阻变化即可得到物体的质量。
（二）信号调理电路由于称重传感器输出的信号较弱且存在干扰，需要经过信号调理电路进行处理。
信号调理电路通常包括放大器、滤波器等。
放大器用于将传感器输出的微弱信号放大到适合 A/D 转换的范围；滤波器用于去除信号中的噪声和干扰，提高信号的质量。
（三）A/D 转换电路A/D 转换电路将模拟信号转换为数字信号，以便单片机进行处理。
选择 A/D 转换器时需要考虑其分辨率、转换速度、精度等参数。
常见的 A/D 转换器有 ADC0809、ADS1115 等。
（四）单片机单片机作为电子秤的控制核心，负责处理和计算测量数据，并控制整个系统的工作。
选择单片机时需要考虑其性能、资源、成本等因素。
常见的单片机有 STM32、51 单片机等。
（五）显示模块显示模块用于显示测量结果，常见的有液晶显示屏（LCD）和数码管。
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
摘要：
本文旨在设计基于单片机的智能电子秤，即将可编程片和热拉斯传感器与微处理器相结合的电子秤。
首先，介绍了电子秤的结构原理和工作流程；其次，介绍了基于单片机实现智能电子秤实现的关键技术，包括模拟电路、能量管理、系统硬件和软件设计等；最后，给出了一个实际的电子秤设计案例，并对系统的性能进行了分析讨论。
关键词：电子秤；单片机；微处理器；模拟电路；能量管理
1. Introduction
近年来，电子秤的发展推动了称重行业的发展，它在物流、生产和其他行业中都得到了广泛的应用，并取得了很好的成绩。
传统的电子秤只能简单地提供物体重量，但是基于单片机的智能电子秤可以提供更为丰富的应用，比如计算重量，检测物品的尺寸，以及收集现场监控数据等。
本文旨在探讨基于单片机的智能电子秤的设计，实现其功能特性，并给出一个实际的示例案例。
首先，本文将介绍电子秤的一般结构原理和工作流程；其次，介绍基于单片机实现智能电子秤的关键技术，包括模拟电路、能量管理、系统硬件和软件设计等；最后，给出一个实际的电子秤设计案例，并对系统的性能进行了分析讨论。
- 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)。
目录一、绪论 (1)1.0引言 (1)1.1问题的提出 (1)1.2任务和分析 (1)二、总体方案设计 (2)2.1设计任务 (2)2.2 系统设计框图 (3)三、系统硬件设计 (3)3.1 5V直流电源设计模块 (3)3.2 传感器数据采集模块 (5)3.3信号电路放大模块 (8)3.4 A/DC0832数模转换模块 (9)3.5 AT89C51单片机控制模块 (11)3.6 LED显示模块 (13)四、系统软件设计 (14)4.1 C语言在单片机中的用 (14)4.2电子称的软件设计和实现 (15)4.3主程序流程图 (15)4.4 子程序设计 (16)4.4.1 A/DC0832采样程序 (16)4.4.2 LED显示程序 (16)五、Protues仿真调试 (17)5.1 仿真调试结果 (17)设计总结 (19)参考文献 (20)附录A程序清单 (20)附录B 原理图 (26)附录C PCB图 (27)一、绪论1.0引言在我们生活中经常都需要测量物体的重量，于是就用到秤，但是随着社会的进步、科学的发展，我们对其要求操作方便、易于识别。
随着计量技术和电子技术的发展，传统纯机械结构的杆秤、台秤、磅秤等称量装置逐步被淘汰，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。
通过分析近年来电子衡器产品的发展情况及国内外市场的需求，电子衡器总的发展趋势是小型化、模块化、集成化、智能化；其技术性能趋向是速率高、准确度高、稳定性高、可靠性高；其功能趋向是称重计量的控制信息和非控制信息并重的“智能化”功能；其使用性能趋向于综合性和组合性。
1.1问题的提出电子秤是电子衡器中的一种，衡器是国家法定计量器具，是国计民生、国防建设、科学研究、内外贸易不可缺少的计量设备，衡器产品技术水平的高低，将直接影响各行各业的现代化水平和社会经济效益的提高。
称重装置不仅是提供重量数据的单体仪表，而且作为工业控制系统和商业管理系统的一个组成部分，推进了工业生产的自动化和管理的现代化，它起到了缩短作业时间、改善操作条件、降低能源和材料的消耗、提高产品质量以及加强企业管理、改善经营管理等多方面的作用。
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和仪器带来了巨大的冲击和革命性的影响。
经现今电子衡器制造技术及使用得到了新发展：电子称重技术从静态称重向动态称重发展；计量方法从模拟测量向数字测量发展；测量特点从单参数测量向多参数测量发展。
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，使得科学实验和使用工程的自动化程度得以显著提高。
1.2任务和分析本设计基于单片机技术原理，以单片机芯片AT89C51作为核心控制器，通过控制外部AD0832芯片来检测滑动变阻器模拟物体质量。
并且通过LED数码管显示。
首先在protus软件环境中进行硬件电路图的设计，再运用keil软件编程，然后在Proteus软件环境中运行仿真。
该系统具有简单清晰的操作界面，可随时进行物体质量测量观察。
系统还具有功耗小、成本低的特点，具有很强的实用性。
本设计的系统主要由:AT89C51为中央处理芯片，用于数据处理，初值设定。
传感器模块进行物体质量测量，将传感器采集到的数据经A/D转换送入单片机，再由单片机处理后由LED显示。
本设计方案主要有六大模块：1、5V直流电源设计模块2、传感器数据采集模块3、信号电路三放大模块4、A/DC0832数模转换模块5、AT89C51单片机控制模块6、LED显示模块二、总体方案设计2.1设计任务设计要求掌握电子秤的基本原理；掌握电子秤硬件电路的设计；掌握电子秤软件程序设计，掌握仿真软件的使用。
1、采用MCS-51系列单片机为中央处理器2、实现10公斤称重，称量精度：克3、采用LED显示器显示4、要求设计出电路原理图、印制板图5、要求写出程序清单6、Protus仿真程序2.2 系统总体设计框图其工作原理为：前端信号处理时，选用放大、信号转换等措施，在显示方面采用具有字符图文显示功能的LED 显示器。
这种方案不仅加强了人机交换的能力，而且满足设计要求。
电子秤的总体方框图如图2.2所示。
图 2.2 系统总体方框图 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。
三、 系统硬件设计3.1 5V 直流电源设计模块需要多种电源，单片机需要＋5V 电源，运放需要±5V ，传感器需要＋5V 以上的线性电源。
稳压电源的设计，是根据稳压电源的输出电压U o 、输出电流I o 、输出纹波电压ΔU op-p 等性能指标要求，正确地确定出变压器、集成稳压器、整流二极管和滤波电路中所用元器件的性能参数，从而合理的选择这些器件。
如图3.1所示电路为输出电压+5V 、输出电流1.5A 的稳压电源。
它由电源变压器B ，桥式整流电路D1～D4，滤波电容C1、C3，防止自激电容C2、C3和一只固定式三端稳压器(7805)极为简捷方便地搭成的 。
220V 交流市电通过电源变压器变换成交流低压，再经过桥式整流电路D1～D4和滤波电容C1的整流和滤波，在固定式三端稳压器LM7805的Vin 和GND 两端形成一个并不十分稳定的直流电压(该电压常常会因为市电电压的波动或负载的变化等原因而发生变化)。
此直流电压经过LM7805的稳压和C3的滤波便在稳压电源的输出端产生了精度高、稳定度好的直流输出电压。
本稳压电源可作为TTL 电路或单片机电路的电源。
三端稳压器是一种标准化、系列化的通用线性稳压电源集成电路，以其体积小、成本低、性 压力传感器 信号放大传输A/D 数模转换 AT89C51单片机 LED 数码管显示能好、工作可靠性高、使用简捷方便等特点，成为目前稳压电源中使用最为广泛的一种单片式集成稳压器件。
图3.1 5V直流电源设计原理3.2 传感器数据采集模块3.2.1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。
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。
电阻应变片也会有误差，产生的因素很多，所以测量时我们一定要注意，其中温度的影响最重要，环境温度影响电阻值变化的原因主要是：A.电阻丝温度系数引起的。
B.电阻丝和被测元件材料的线膨胀系数的不同引起的。
对于因温度变化对桥接零点和输出，灵敏度的影响，即使采用同一批应变片，也会因应变片之间稍有温度特性之差而引起误差，所以对要求精度较高的传感器，必须进行温度补偿，解决的方法是在被粘贴的基片上采用适当温度系数的自动补偿片，并从外部对它加以适当的补偿。
非线性误差是传感器特性中最重要的一点。
产生非线性误差的原因很多，一般来说主要是由结构设计决定，通过线性补偿，也可得到改善。
滞后和蠕变是关于应变片及粘合剂的误差。
由于粘合剂为高分子材料，其特性随温度变化较大，所以称重传感器必须在规定的温度范围内使用。
全桥测量电路中，将受力性质相同的两应变片接入电桥对边，当应变片初始阻值：R1＝R2＝R3＝R4，其变化值ΔR1＝ΔR2＝ΔR3＝ΔR4时，其桥路输出电压Uout＝KEε。
其输出灵敏度比半桥又提高了一倍，非线性误差和温度误差均得到改善。
安装示意图如图3.2.1所示图3.2.1应变式传感器安装示意图3.2.2 电阻应变式传感器的测量电路常规的电阻应变片K值很小，约为2，机械应变度约为0.000001—0.001，所以，电阻应变片的电阻变化范围为0.0005—0.1欧姆。
所以测量电路应当能精确测量出很小的电阻变化，在电阻应变传感器中做常用的是桥式测量电路。
桥式测量电路有四个电阻，其中任何一个都可以是电阻应变片电阻，电桥的一个对角线接入工作电压U，另一个对角线为输出电压Uo。
其特点是：当四个桥臂电阻达到相应的关系时，电桥输出为零，或则就有电压输出，可利用灵敏检流计来测量，所以电桥能够精确地测量微小的电阻变化。
测量电路是电子秤设计电路中是一个重要的环节，我们在制作的过程中应尽量选择好元件，调整好测量的范围的精确度，以避免减小测量数据的误差。
它由电阻应变片电阻R1、R2、R3、R4组成测量电桥，R1＝R2＝R3＝R4＝350Ω，加热丝阻值为50Ω左右，测量电桥的电源由稳压电源Uin供给。
传感器全桥测量电桥如图3.2.2所示：Rw1图3.2.2 全桥测量电桥图3.3信号电路放大模块本次课程设计中，需要一个放大电路，我们将采用三运放大电路，主要的元件就是三运放大器。
在许多需要用A/D转换和数字采集的单片机系统中，多数情况下，传感器输出的模拟信号都很微弱，必须通过一个模拟放大器对其进行一定倍数的放大，才能满足A/D转换器对输入信号电平的要求，在此情况下，就必须选择一种符合要求的放大器。
经由传感器或敏感元件转换后输出的信号一般电平较低；经由电桥等电路变换后的信号亦难以直接用来显示、记录、控制或进行信号转换。
为此，测量电路中常设有模拟放大环节。
这一环节目前主要依靠由集成运算放大器的基本元件构成具有各种特性的放大器来完成。
放大器的输入信号一般是由传感器输出的。
传感器的输出信号不仅电平低，内阻高，还常伴有较高的共模电压。
因此，一般对放大器有如下一些要求：1、输入阻抗应远大于信号源内阻。
放大器的负载效应会使所测电压造成偏差。
2、抗共模电压干扰能力强。
3、在预定的频带宽度内有稳定准确的增益、良好的线性，输入漂移和噪声应足够小以保证要求的信噪比。
从而保证放大器输出性能稳定。
4、能附加一些适应特定要求的电路。
如放大器增益的外接电阻调整、方便准确的量程切换、极性自动变换等.图为3.3 为AD620放大器 AD620引脚说明：1、8：外接增益电阻2：反向输入端3：同向输入端4：负电源5：基准电压6：共地信号输出图3.3 AD620 7：正电源3.4 A/DC0832数模转换模块3.4.1功能特点ADC0832是NS(National Semiconductor)公司生产的串行接口8位A/D转换器，通过三线接口和单片机连接，功耗低，性能价格比较高，适宜在袖珍式的智能仪器仪表中使用。
ADC0832 为8位分辨率A/D转换芯片，其最高分辨可达256级，可以适应一般的模拟量转换要求。