基于单片机的电子秤设计_课程设计说明书
基于STM32F1单片机的电子秤设计
基于STM32F1单片机的电子秤的设计1.本文概述随着技术的进步和电子技术的普及，电子秤已成为日常生活和工业生产中不可或缺的工具。
与传统的机械秤相比，电子秤具有更高的测量精度、更强的功能性和更广泛的应用范围。
本文旨在设计一种基于STM32F1单片机的电子秤。
该设计不仅专注于电子秤的称重和单位转换等基本功能，而且通过使用STM32F1微控制器，赋予电子秤更智能的功能，如数据存储、传输和用户界面交互。
文章首先介绍了STM32F1单片机的特点和适用性，然后详细阐述了电子秤的设计原理、硬件选择和软件实现。
本文还包括对系统的测试结果和分析，以验证设计的有效性和可靠性。
通过本文的研究和设计，有望为电子秤领域提供一种创新实用的解决方案。
2.系统设计原则在这种电子秤的设计中，STM32F1微控制器作为核心控制器，其重要性体现在以下几个方面：处理能力：STM32F1系列微控制器基于ARM CortexM3内核，具有强大的处理能力和高效的能耗比。
其最大工作频率可达72MHz，足以处理电子秤所需的复杂计算和数据传输任务。
集成：该系列微控制器集成了丰富的外围接口，如ADC（模数转换器）、UART（通用异步收发器）、I2C（集成电路总线）等。
这些接口对电子秤的设计至关重要。
稳定性和可靠性：STM32F1微控制器具有优异的抗干扰能力和稳定性，适用于工业应用，确保了电子秤在复杂环境中的准确性和可靠性。
电子秤的核心部件是传感器，用于将物体的重量转换为电信号。
在该设计中，选择了压力传感器作为主要测量元件。
传感器的工作原理是基于弹性变形。
当物体受到压力时，传感器内部的电阻应变计变形，从而改变电阻值并通过惠斯通电桥将其转换为电压信号。
信号放大和滤波：传感器输出的模拟信号通常较弱，需要通过信号放大器进行放大。
为了提高信号质量，设计了滤波电路来去除噪声，保证信号的准确性。
模数转换：通过STM32F1微控制器内置的ADC将放大后的模拟信号转换为数字信号，使微控制器易于处理和计算。
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。
基于单片机的电子秤的设计
四川信息职业技术学院毕业设计说明书(论文)设计(论文)题目:基于单片机的电子秤的设计专业: 应用电子技术班级: 应电12-3学号: 1111111姓名: 某某某指导教师: 某某某二〇一四年十一月二十五日四川信息职业技术学院毕业设计（论文）任务书目录摘要 (1)绪论 (2)第一章方案设计与论证 (3)1.1方案选择 (3)1.2方案论证 (4)第二章硬件设计与分析 (5)2.1单片机最小系统 (5)2.1.1 芯片介绍 (5)2.1.2 时钟电路设计 (8)2.1.3 复位电路设计 (9)2.2信号采集模块 (10)2.2.1 传感器的选择 (10)2.2.2 传感器的选择 (10)2.3数据转换电路 (11)2.3.1 A/D转换器的选择 (11)2.3.2 ADC0832的介绍 (11)2.3.3单片机对ADC0832的控制原理 (12)2.4声光报警电路 (13)2.5显示电路 (13)2.6整机电路 (14)第三章软件设计 (15)3.1主程序流程图 (15)3.2模数转换子程序 (16)3.3报警子程序设计 (17)3.3报警子程序设计 (18)第四章系统仿真与调试 (20)4.1常用调试工具 (20)4.2P ROTEUS电子秤的工作过程 (20)结论 (23)参考文献 (24)附录1 整机电路图 (25)附录2 程序清单 (23)附录3 元器件清单表 (31)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。
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、人性化用在了电子称重的控制系统中。
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AT89C51单片机为主控芯片、辅以传感器采集模块、声光报警电路、电源供电模块、显示电路模块、数据转换模块等构成智能称重系统，从而实现自动称重系统的称重功能、声光报警功能。
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。
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。
单片机智能电子秤设计说明书
单片机电子秤说明书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。
HX711芯片通过2线串行方式与单片机通信。
单片机智能电子秤设计说明书
单片机电子秤说明书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。
HX711芯片通过2线串行方式与单片机通信。
基于单片机的便携式电子秤设计
基于单片机的便携式电子秤设计便携式电子秤在现代生活中广泛应用，它的小巧方便以及准确计量的功能使其成为我们日常生活中必备的工具之一。
本文将基于单片机设计一个便携式电子秤，旨在提供一个解决方案来满足用户的需求，并确保设计能够准确计量。
一、设计方案概述本设计方案将基于单片机来实现便携式电子秤的功能。
其主要包括硬件设计和软件设计两个方面。
硬件设计方面，我们将使用压力传感器来测量被称物体的重量，将采样数据通过单片机进行处理和显示。
此外，为了提升用户体验，我们还将配备LCD屏幕，用于直观地显示称量结果。
软件设计方面，我们将利用单片机的计算能力，通过编程来实现对采样数据的处理和显示。
同时，为了提高准确性，我们还将采用校正算法来对传感器进行校准，以确保测量结果的精确性。
二、硬件设计1. 压力传感器为了测量被称物体的重量，我们将选择一种合适的压力传感器。
常用的压力传感器包括压阻式传感器和压电式传感器。
我们需要根据实际需求选择合适的传感器类型，并根据传感器的参数来确定电路连接方式。
2. 单片机选择在设计便携式电子秤时，我们需要选择一款合适的单片机作为控制核心。
主要考虑因素包括计算能力、IO口数量和功耗等。
常用的单片机型号有PIC、STC等，我们需要根据设计需求来选择合适的型号。
3. 其他外围元件为了完善电子秤的功能和用户体验，我们还需要添加一些外围元件，如LCD屏幕、按键、蜂鸣器等。
这些元件可以通过单片机的GPIO口进行控制，来实现显示结果、按键输入和提示音等功能。
三、软件设计1. 采样和处理通过压力传感器获取物体的重量数据后，需要通过单片机进行采样和处理。
我们可以采用定时中断的方式来进行数据采样，然后通过一定的算法对采样数据进行处理，最终得到一个准确的重量值。
2. 显示结果为了让用户直观地了解称量结果，我们需要将计算得到的重量值显示在LCD屏幕上。
通过控制单片机的GPIO口，将处理后的结果传输到LCD屏幕上，用户可以清晰地看到当前重量值。
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基于单片机的家用电子称的设计摘要本系统采纳单片机 AT89S52 为操纵核心，实现电子秤的差不多操纵功能。
系统的硬件部分包括单片机操纵部分，数据采集部分，和人机界面部分，数据采集部分由称重传感器，信号的前级处理和 A/D 转换部分组成。
人机界面部分为键盘输入，四位LED数码显示器，能够直观的显示重量的具体数字，使用方便。
本文要紧研究了家用电子称所涉及的硬件方面的问题及对单片机，测量电路，A/D转换器的选择和工作性能分析和对系统显现的误差和电路设计中显现的问题进行分析和讨论。
关键词：单片机，数据采集，人机界面目录第一章家用电子称的概述1.1 问题的提出和研究背景1.2电子称的进展现状及趋势第二章设计方案的选择和确定2.1传感器的选择2.2放大器及放大电路的选择2.3A/D转换器的选择2.4单片机的选择第三章系统硬件设计3.1系统硬件的总体设计3.2系统硬件的总体框图3.3系统硬件模块图及各模块功能小结第一章家用电子称的概述1.1问题的提出和研究背景科技的进展推动着社会的进步，日新月异的科技产品让人类的生活变的越来越舒服越来越便利，测控系统在当今社会起着专门重要的作用，，随着生活水平的提高，商品的种类和样式越来越来多，我们出门买东西不管是在超市依旧在市场都经常会用到电子称，电子称在我们的日常生活中差不多成为必不可少的工具，家用电子秤具有称重精确度高，简单有用，成本低，制作简单，测量准确，辨论率高，不易损坏和价格廉价等优点受到人们的喜爱，是家庭购物使用的首选，为了能更深入了解电子称的结构和工作原理，我把研究基于单片机的家用电子称做为我的课程设计的题目，该电子称的要紧功能有通过LED数码管能够显示重量的具体数值，通过按键能够实现电子称的开关，1.2电子称的进展现状和趋势一、电子称的进展现状50年代中期电子技术的渗入推动了衡器制造业的进展。
60年代初期显现机电结合式电子衡器以来，通过40多年的不断改进与完善，我国电子衡器从最初的机电结合型进展到现在的全电子型和数字智能型。
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。
基于单片机的体重秤设计(电子称的设计)
毕 业 设 计 说 明 书
基于 SN8P19 系列单片机 Auto-Run 功能体重秤的设计
The Design of Weighing Scale Based on SN8P19 Series MCU Auto-Run Features
学生姓名： 学 院： 专 业：
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.
1.1 引言.............................................................................................................................. 1 1.2 称重技术和衡器的现状和发展趋势.......................................................................... 1 1.3 体重秤的研究现状和发展趋势.................................................................................. 2 1.4 课题提出的背景和意义.............................................................................................. 3 1.5 课题的主要工作及论文结构安排.............................................................................. 3 2 体重秤功能与操作方法........................................................................................................ 5 2.1 体重秤的功能.............................................................................................................. 5
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。
单片机电子秤重量检测与显示设计说明
T6963C的QFP封装共有67个引脚(见图三)，各引脚说明如下：
(1) D0--D7：T6963C与MPU接口的数据总线，三态；
(2) /RD， /WR：读、写选通信号，低电平有效，输入信号；
(3) /CE：T6963C的片选信号，低电平有效；
(4) C/D：通道选择信号，1为指令通道，0为数据通道；
2.2 课程设计的要求
1.利用现有的硬件电路，构成单片机称重检测，处理与显示系统。
2.编写程序，实现称量和计价显示的功能。
3.设计出原理图，说明工作原理，画出程序流程图。
第三章 总体设计方案
3.1设计思想
实验需要设计一个系统可以对5种以上不同的商品进行键盘参数设置，称量，计价和显示。可以把系统分为以下几个模块，分别进行编写程序，调试。
4.2.3ADC0809的功能简介
ADC0809是8位逐次逼近式单片A/D转换芯片，可对8路0～5V的输入模拟电压信号分时进行转换。它部包括8路模拟开关，以及地址锁存译码器，有三条地址输入线。该芯片还有便于和微机数据总线相连的三台输出锁存器。
ADC0809的部结构为：ADC0809是CMOS单片型逐次逼近式A/D转换器，它由8路模拟开关、地址锁存译码器、比较器、8位开关树型A/D转换器、逐次
(15)/ce0，/ce1：输出，DUAL = 1时的存储器片选信号；
(16)T1，T2，CH，CH2：用来检测T6963C工作使用情况，T1，T2作为测试信号输入端，CH，CH2作为输出端；
(17)HOD，HSCP，ED，LP，CDATA，FR为T6963C驱动部信号
连线
AD0809接线:
1.把A/D区0809的0通道IN0用插针接至W1的中心抽头V01插孔(0-5V)。2.0809的CLK插孔与分频输出端T4相连。
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。
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课程设计说明书基于单片机的电子秤设计摘要本系统针对电子称的自动称重、数据处理等进行了设计和制作。
为了阐明用单片机是如何对采样数据进行处理，对数据的采集和转换、计算问题进行了研究，讨论了单片机控制系统中关键的计算问题。
本文在给出智能电子称硬件设计的基础上，详细分析了电子称的软件控制方法。
单片机控制的电子称结构简单，成本低廉，深受人们的喜爱，本文将对此进行详细讨论。
关键词：电子称，AT89S52单片机，称重传感器目录1绪论 (4)1.1选题背景与意义 (4)1.2基本工作原理及框图 (4)2系统方案论证与选型 (4)2.1控制器部分 (5)2.2数据采集部分 (5)2.2.1传感器的选择 (5)2.2.2放大电路的选择方案 (6)2.2.3 A/D转换器的选择 (6)2.3键盘处理部分方案论证 (8)2.4显示器部分的选择 (8)2.5超量程报警部分选择 (8)3硬件电路设计 (8)3.1AT89S52介绍 (9)3.1.1 单片机管脚说明 (10)3.1.2 AT89S52的最小系统电路构成 (12)3.2A/D转换器与AT89S52单片机接口电路设计 (13)3.3显示电路与AT89S52单片机的接口电路设计 (15)3.4键盘电路与AT89S52单片机接口电路设计 (17)3.5报警电路的设计 (18)4系统软件设计 (19)4.1主程序设计 (19)4.2子程序设计 (20)4.2.1 A/D转换启动及数据读取程序设计 (20)4.2.2显示子程序设计 (20)4.2.3 键盘输入控制程序的设计 (21)4.2.4报警子程序设计 (21)总结 (23)致谢 (23)参考文献 (24)附录1 程序清单 (25)附录2 系统总图 (31)1绪论1.1选题背景与意义电子秤是日常生活中常用的电子衡器，广泛应用于超市、大中型商场、物流配送中心。
电子秤在结构和原理上取代了以杠杆平衡为原理的传统机械式称量工具。
相比传统的机械式称量工具，电子秤具有称量精度高、装机体积小、应用范围广、易于操作使用等优点，在外形布局、工作原理、结构和材料上都是全新的计量衡器。
电子秤的设计首先是通过称重传感器采集到被测物体的重量并将其转换成电压信号。
输出电压信号通常很小，需要通过高精度高增益AD芯片HX711的信号放大与AD转换，转换成数字量被送入到主控电路的单片机中处理，再经过单片机控制显示器，从而显示出被测物体的重量。
1.2 基本工作原理及框图电子秤的工作原理如下：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）。
图1 系统工作原理框图2系统方案论证与选型2.1控制器部分本设计由于要求必须使用单片机作为系统的主控制器，在这里选用ATMENL生产的AT89SXX系列单片机。
AT89SXX系列与MCS-51相比有两大优势：第一，片内存储器采用闪速存储器，使程序写入更加方便；第二，提供了更小尺寸的芯片，使整个硬件电路体积更小。
此外价格低廉、性能比较稳定的MCPU，具有8K×8ROM、256×8RAM、2个16位定时计数器、4个8位I/O 接口。
这些配置能够很好地实现本仪器的测量和控制要求。
最后我们最终选择了AT89S52这个比较常用的单片机来实现系统的功能要求。
AT89S52内部带有8KB的程序存储器，基本上已经能够满足我们的需要。
2.2数据采集部分电子秤的数据采集部分主要包括称重传感器、信号放大电路和A/D转换电路，因此对于这部分的论证主要分三方面。
2.2.1传感器的选择在本设计中，传感器是个十分重要的元件，因此对传感器的选择也显得十分重要。
不仅要注意其量程和参数，还要考虑与其相配置的各种电路的设计的难易程度和设计性价比等等。
综合考虑,本设计采用SP20C-G501电阻应变式传感器,其最大量程为7.5 Kg.称重传感器由组合式S型梁结构及金属箔式应变计构成，具有过载保护装置。
其工作原理如图2所示。
图2传感器工作原理图其工作原理：用应变片测量时，将其粘贴在弹性体上。
当弹性体受力变形时，应变片的的敏感栅也随之变形，其阻值发生相应的变化，通过转换电路转换为电压或电流的变化。
由于内部线路采用惠更斯电桥，当弹性体承受载荷产生变形时，输出信号电压可由下式2-2给出。
E i n R4R4R3R3R2R2R1R1)42(42E ⨯⎪⎭⎫ ⎝⎛+++⨯+⨯=△△△△R R R R out 2.2.2放大电路的选择方案称重传感器输出电压振幅范围0～2mV 。
而A/D 转换的输入电压要求为0～2V ，因此放大环节要有1000倍左右的增益。
对放大环节的要求是增益可调的（700～1500倍），根据本设计的实际情况增益设为1000倍即可，零点和增益的温度漂移和时间漂移极小。
按照输入电压2mV ，分辨率20000码的情况，漂移要小于1µV 。
由于其具有极低的失调电压的温漂和时漂（±1µV ），从而保证了放大环节对零点漂移的要求。
残余的一点漂移依靠软件的自动零点跟踪来彻底解决。
稳定的增益量可以保证其负反馈回路的稳定性，并且最好选用高阻值的电阻和多圈电位器。
主要由高精度低漂移运算放大器构成差动放大器，而构成的前级处理电路差动放大器具有高输入阻抗，增益高的特点，可以利用普通运放做成一个差动放大器。
其设计电路如图3所示。
图3 利用普通运放设计的差动放大器电路图2.2.3 A/D 转换器的选择A/D 转换部分是整个设计的关键，这一部分处理不好，会使得整个设计毫无意义。
目前，世界上有多种类型的ADC ，有传统的并行、逐次逼近型、积分型ADC，也有近年来新发展起来的∑-Δ型和流水线型ADC，多种类型的ADC各有其优缺点并能满足不同的具体应用要求。
目前，ADC集成电路主要有以下几种类型。
1、并行比较A/D转换器：如ADC0808、ADC0809等。
并行比较ADC是现今速度最快的模/数转换器，采样速率在1GSPS以上，通常称为“闪烁式”ADC。
它由电阻分压器、比较器、缓冲器及编码器四种分组成。
这种结构的ADC所有位的转换同时完成，其转换时间主取决于比较器的开关速度、编码器的传输时间延迟等。
缺点是：并行比较式A/D转换的抗干扰能力差，由于工艺限制，其分辨率一般不高于8位，因此并行比较式A/D只适合于数字示波器等转换速度较快的仪器中，不适合本系统。
2、逐次逼近型A/D转换器：如：ADS7805、ADS7804等。
逐次逼近型ADC 是应用非常广泛的模/数转换方法，这一类型ADC的优点：高速，采样速率可达1MSPS；与其它ADC相比，功耗相当低；在分辨率低于12位时，价格较低。
缺点：在高于14位分辨率情况下，价格较高；传感器产生的信号在进行模/数转换之前需要进行调理，包括增益级和滤波，这样会明显增加成本。
3、积分型A/D转换器：如：ICL7135、ICL7109、ICL1549、MC14433等。
积分型ADC又称为双斜率或多斜率ADC，是应用比较广泛的一类转换器。
它的基本原理是通过两次积分将输入的模拟电压转换成与其平均值成正比的时间间隔。
与此同时，在此时间间隔内利用计数器对时钟脉冲进行计数，从而实现A/D 转换。
积分型ADC两次积分的时间都是利用同一个时钟发生器和计数器来确定，因此所得到的表达式与时钟频率无关，其转换精度只取决于参考电压VR。
此外，由于输入端采用了积分器，所以对交流噪声的干扰有很强的抑制能力。
若把积分器定时积分的时间取为工频信号的整数倍，可把由工频噪声引起的误差减小到最小，从而有效地抑制电网的工频干扰。
这类ADC主要应用于低速、精密测量等领域，如数字电压表。
其优点是：分辨率高，可达22位；功耗低、成本低。
缺点是：转换速率低，转换速率在12位时为100～300SPS。
4、压频变换型ADC：其优点是：精度高、价格较低、功耗较低。
缺点是：类似于积分型ADC，其转换速率受到限制，12位时为100～300SPS。
考虑到本系统中对物体重量的测量和使用的场合，精度要求不是很苛刻，转换速率要求也不高，根据系统的精度要求以及综合的分析，本设计采用了12位逐次逼近型A/D转换器AD574。
2.3键盘处理部分方案论证由于电子秤需要设置单价（十个数字键），还具有确认、删除等功能，总共需设置17个键（包括一个复位键）。
键盘的扩展有使用以下方案：采用矩阵式键盘：矩阵式键盘的特点是把检测线分成两组，一组为行线，一组列线，按键放在行线和列线的交叉点上。
图2-4给出了一个4×4的矩阵键盘结构的键盘接口电路，图中的每一个按键都通过不同的行线和列线与主机相连这。
4×4矩阵式键盘共可以安装16个键，但只需要8条测试线。
当键盘的数量大于8时，一般都采用矩阵式键盘。
结合本设计的实际要求，16个按键使用4×4矩阵式键盘，另外一个复位键使用独立式按键实现。
2.4显示器部分的选择显示器是人机交换的主要部分，他可以将测量电路测得的数据经过cpu处理后直观的显示出来。
数据显示有两种方案：LED数码显示和LCD液晶显示。
LCD 液晶显示器是一种极低功耗显示器，从电子表到计算器，从袖珍仪表到便携式微型计算机以及一些文字处理机都用到了液晶显示器。
考虑到液晶显示器的直观方便，这次设计选择了LCD液晶显示器。
2.5超量程报警部分选择智能仪器一般都具有报警和通讯功能，报警主要用于系统运行出错、当测量的数据超过仪表量程或者是超过用户设置的上下限时为提醒用户而设置。
在本系统中，设置报警的目的就是在超出电子秤测量范围时，发出声光报警信号，提示用户，防止损坏仪器。
超限报警电路是由单片机的I/O口来控制的，当称重物体重量超过系统设计所允许的重量时，通过程序使单片机的I/O值为高电平，从而三极管导通，使蜂鸣器SPEAKER发出报警声，同时使报警灯D1发光。
3硬件电路设计根据设计要求与设计思路，此电路由一块AT89S52单片机、复位电路、时钟电路、12864LCD显示器、蜂鸣器及LED灯报警电路、CZAF-602压力传感电路。
在本系统中，硬件电路的构成主要有以下几部分：AT89S52的最小系统构成、数据采集、人-机交换电路等。
硬件设计框图如下。
图4 硬件电路设计框图在本系统中用于称量的主要器件是称重传感器（一次变换元件），称重传感器在受到压力或拉力时会产生电信号，受到不同压力或拉力是产生的电信号也随着变化，而且力与电信号的关系一般为线性关系。