简易电子秤电路设计精编版
电子称电路的设计和分析 ppt课件
电阻应变式称重传感器
电阻应变式称重传感器包括两个主要部分， 一个是弹性敏感元件，利用它可以将测得的 重量转换为弹性体的应变值；另一个是电阻 应变计，它作为传感元件将弹性体的应变， 同步地转换为电阻值的变化。
•在电阻应变式称重传感器中，通过桥式电路 将电阻的变化转换为电压变化。电阻应变式 称重传感器的工作原理框图
如图所示:
• 电阻应变式称重传感器的 桥式测量电路
• R1、R2、R3、 如图所示: R4为4个应 变片电阻，
组成了桥式
测量电路， Rm为温度补 偿电阻，e 为激励电压， V为输出电 压。
• 当传感器不受载荷时，弹性敏感元件不产 生应变，粘贴在其上的应变片将不发生变
形，阻值不变，电桥平衡，输出电压为零； 当传感器受力时，即弹性敏感元件受载荷P 时，应变片就会发生变形，阻值发生变化，
去皮：在称重显示状态下，按[去皮]键， 则显示零值并去皮指示灯亮；在去皮状态下， 拿掉皮重物时按[去皮]键，可以清除皮重值。
• 标定功能：为保证仪器预定精度的可靠性 和合法性，仪器必须定期校准，为用户提供
电子秤的组成
1．电子秤的基本结构
电子秤是利用物体的重力作用来确定物体 质量（重量）的测量仪器，也可用来确定与质 量相关器也称磁弹性传感器，它 是一种力—电转换的无源传感器。它的工作 原理是利用压磁效应，将被称重量的变化转 换成传感器导磁体的导磁率变化并输出电信 号。
压磁传感器具有输出信号大，抗干扰性能 好，承载能力强，不均匀载荷对测量准确度 的影响小，能在恶劣的环境中工作，结构简
谐振式
• 谐振式称重传感器也称频率式传感器，它 是利用机械振子的固有频率或石英晶体的 谐振特性，随着被称物体重量的变化产生 频率变化现象而形成信号的一种传感器。 谐振式传感器可分为振弦式、振梁式、振 膜式、振筒式、振管式和晶体谐振式等多 种类型。
简易电子秤电路设计
摘要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、磅秤等装置逐步被淘汰。
而电子秤是将传感器技术、信息处理、电子技术等技术综合一体的现代新型称重仪器。
电子秤计量准确、快速方便，并且能实现自动称重和数字显示。
本作品主要以STC89C52单片机为控制核心，针对电子秤的自动称重、单价设置、金额计算与累加和去皮功能进行设计。
电子秤由六个功能模块组成，传感器模块、信号调理模块、单片机控制模块、报警模块、显示模块和按键模块。
本设计由电阻应变片桥式传感器进行数据采集，所得差模信号经HX711型芯片的放大和转换，再由单片机的控制和处理，最后在显示屏上显示重量、单价和金额等。
该设计很好的完成了设计要求，效率高，误差较小。
关键词：电子秤；STC89C52单片机；电阻应变片桥式传感器；HX711目录1 方案论证与比较......................................................................................................................1.1传感器模块方案....................................................................................................................1.2信号调理模块方案................................................................................................................1.3单片机控制模块方案............................................................................................................1.4显示模块方案........................................................................................................................1.5按键模块方案........................................................................................................................1.6报警模块方案........................................................................................................................ 2理论分析与计算.......................................................................................................................2.1电阻应变片传感器................................................................................................................2.2 HX711信号处理模块 ............................................................................................................2.3 STC89C52单片机控制模块...................................................................................................2.4 LCD1602显示 ........................................................................................................................2.5 4矩阵键盘........................................................................................................................3系统硬件设计...........................................................................................................................3.1 电阻应变片电桥电路...........................................................................................................3.2 HX711信号调理电路 ............................................................................................................3.3 单片机控制系统电路...........................................................................................................3.4显示电路与单片机接口电路................................................................................................3.5 按键电路与单片机接口电路...............................................................................................3.6蜂鸣器超重报警系统电路.................................................................................................... 4系统软件设计........................................................................................................................... 5系统调试...................................................................................................................................5.1测试方法与仪器....................................................................................................................5.1.1测试方法...........................................................................................................................5.1.2测试仪器...........................................................................................................................5.2数据测试与分析.................................................................................................................... 6总结........................................................................................................................................... 参考文献......................................................................................................................................1 方案论证与比较1.1传感器模块方案采用电阻应变片桥式传感器。
手提电子秤电路设计
手提电子秤电路设计摘要：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。
关键词：电子秤测量显示目录1 绪论............................... 错误！未定义书签。
2系统总工作电路.. (3)3单元电路的具体设计 (4)3.1测量电路 (4)3.2差动放大电路： (9)3.3 A/D转换 (10)3.4显示电路设计 (13)4系统所需元件列表: .................. 错误！未定义书签。
5心得............................... 错误！未定义书签。
参考文献 (18)附录 (19)1 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。
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，特别是对快速称重和动态称重的研究与应用。
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；其应用性能趋向于综合性和组合性。
电子秤电路设计与制作
电子秤电路设计与制作实验报告姓名：学号：指导老师：通信与信息工程学院电子秤电路设计指导书一、实验目的：本实验要求学生设计并制作一个电子秤电路，要求能测量重量在0～200g 间的物体，输出为电压信号，通过调节电路使电压值为对应的重量值，电压量纲mv改为重量纲g即成为一台原始电子秤。
二、基本原理：基本思路总体设计思路如图1所示，所测重量经过转换元件转换为电阻变化，再经过测量电路转化为电压变化，经过放大电路放大调节后输出显示得到所需信号。
图1 基本设计思路电阻应变式传感器本设计主要通过电阻应变式传感器实现。
电阻应变式传感器是利用电阻应变片将应变转换为电阻的变化，实现电测非电量的传感器。
传感器由在不同的弹性敏感元件上粘贴电阻应变片构成，当被测物理量作用在弹性敏感元件上时，弹性敏感元件产生变形，并使附着其上的电阻应变片一起变形，电阻应变片再将变形转换为电阻值的变化。
应变式电阻传感器是目前在测量力、力矩、压力、加速度、重量等参数中应用最广泛的传感器之一。
1、弹性敏感元件物体在外力作用下而改变原来尺寸或形状的现象称为变形，而当外力去掉后物体又能完全恢复其原来的尺寸和形状，这种变形称为弹性变形。
具有弹性变形特性的物体称为弹性元件。
弹性敏感元件是指元件在感受到力、压力、力矩、振动等被测参量时，能将其转换成应变量或位移量，弹性敏感元件可以把被测参数由一种物理状态转换为另一种所需要的物理状态。
2、电阻应变片对于一段长为L，截面积为S，电阻率为ρ的导体，未受力时电阻为 R = ρ，在外力的作用下，电阻丝将会被拉伸或压缩，导体的长度L、截面积S以及电阻率ρ等均将发生变化，从而导致其电阻值发生变化，这种现象称为“电阻应变效应”。
利用金属或半导体材料电阻丝的应变电阻效应，可以制成测量试件表面应变的敏感元件。
为在较小的尺寸范围内感受应变，并产生较大的电阻变化，通常把应变丝制成栅状的应变敏感元件，即电阻应变片，通常由敏感栅、基底、盖片、引线和黏结剂等组成。
便携式电子秤设计
电子电路实验4 综合设计总结报告题目：便携式电子秤的设计班级：学号：姓名：成绩：日期：一、摘要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。
而且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，本文设计了一种新型便携式电子秤，论述了仪器的工作原理，介绍了仪器的电路设计与软件流程，探讨了仪器的工程设计技术。
本系统以以称重电路、显示电路、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。
提出了便携式电子秤的硬件设计方案，详细分析了各单元的硬件电路，给出了仪器电路设计，及相关电路原理图、流程图，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。
本系统主要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、体积小、操作简单、性能价格比高、功耗低、系统设计简单、速度快、测量准确、自动化程度高等特点。
二、设计任务2.1 设计选题选题四便携式电子秤设计2.2 设计任务要求1）秤重范围为20g~2kg；（2）检定分度值：IV级（检定分度值在一百到一千之间）；（3）显示分辨力：1g；（4）采用电阻应变式传感器检测物体重量，（5）采用模拟数字电路构建系统，完成主要电路设计，包括了传感器电路，差动放大电路，A/D转换电路以及显示电路等；（6）显示电路采用LED数码管进行显示；三、方案设计与论证方案一：系统设计思路称重传感器根据压力的变化提供相应的线性变化的电信号，该电信号经过高精度差动放大器放大。
输入给双积分型模数转换器。
转化为数字信号，数字信号可直接由单片机以串行方式读入。
单片机选用STC89C51型单片机，P0口定义为输出口，其中P0.0~P0.6输出要显示数据的段码。
P1口中的P1.0~P1.3也定义为输出，显示输出数据的位码。
简易数字电子称系统设计
目录1简易数字电子称系统设计概述 (1)2简易数字电子称 (2)2.1传感器电路的设计 (2)2.1.1传感器原理 (2)2.1.2设计内容 (3)2.2运算放大器的设计 (5)2.3 模拟/数字（A/D）转换电路的设计 (8)2.3.1双积分型A/D转换器 (8)2.3.2 ICL7107A/D转换器简介 (8)2.3.3 CL7107的A/D转换器的工作过程 (11)2.4数字显示电路的设计 (13)2.5电源部分的设计 (15)2.5.1 电源电路的结构及各部分作用 (15)2.5.2 参数计算 (16)2.6 电路校验 (18)3设计总电路图 (20)4设计的PCB板图 (21)5方案仿真 (22)6元件清单 (23)参考文献 (25)致谢 (26)摘要以前人们用手工称来计量物体的轻重，而如今是数字时代，数字器件的便捷逐渐取代了古老的手工称。
数字电子称根据其量程可用于许多场合，能方便地读出物体的质量，还能进行千克、市斤的转换，复位清零操作等，很多数字电子称还能直接读出物体的价格。
将压力传感器、放大电路、A/D转换器及显示电路组合起来，便能制成体积小、精度高、经久耐用的简易数字电子称。
此外，该电路稍加改造，还可演变出很多电路，如数显电流表、数字温度计等。
关键词：AD521；ICL7107；传感器；电子称AbstractBefore long, people weighted the objects with the manual name. But the present is the Digital Age, and the digital device convenience has gradually substituted for the ancient manual name. The digital electronic name acts according to its measuring range to be possible to use in many situations, and we can not only conveniently read out the object’s weight but also can carry on a kilogram in transformation, clear zero and so on. Many digital electronic name also can directly read out the object’s price. The resistance pressure transmitter, combining with the amplifying circuit, Analog to Digital converter and the digital display device then can make up a slightly volume, high precision digital electronic name. By changing the circuit a little, it can also use in many electric devices, like digital ampere meter, the digital thermometer and so on.Key words: AD521; ICL7107; resistance pressure transmitter; digital electronic name1简易数字电子称系统设计概述简易数字电子称系统是由压力传感器（电阻应变式称重传感器）、运算放大器、3位半模拟/数字（A/D）转换器、数字显示器等主要部分组成。
电子秤电路设计与制作
电子秤电路设计与制作实验报告姓名：学号：指导老师：通信与信息工程学院电子秤电路设计指导书一、实验目的：本实验要求学生设计并制作一个电子秤电路，要求能测量重量在0～200g 间的物体，输出为电压信号，通过调节电路使电压值为对应的重量值，电压量纲mv改为重量纲g即成为一台原始电子秤。
二、基本原理：基本思路总体设计思路如图1所示，所测重量经过转换元件转换为电阻变化，再经过测量电路转化为电压变化，经过放大电路放大调节后输出显示得到所需信号。
图1 基本设计思路电阻应变式传感器本设计主要通过电阻应变式传感器实现。
电阻应变式传感器是利用电阻应变片将应变转换为电阻的变化，实现电测非电量的传感器。
传感器由在不同的弹性敏感元件上粘贴电阻应变片构成，当被测物理量作用在弹性敏感元件上时，弹性敏感元件产生变形，并使附着其上的电阻应变片一起变形，电阻应变片再将变形转换为电阻值的变化。
应变式电阻传感器是目前在测量力、力矩、压力、加速度、重量等参数中应用最广泛的传感器之一。
1、弹性敏感元件物体在外力作用下而改变原来尺寸或形状的现象称为变形，而当外力去掉后物体又能完全恢复其原来的尺寸和形状，这种变形称为弹性变形。
具有弹性变形特性的物体称为弹性元件。
弹性敏感元件是指元件在感受到力、压力、力矩、振动等被测参量时，能将其转换成应变量或位移量，弹性敏感元件可以把被测参数由一种物理状态转换为另一种所需要的物理状态。
2、电阻应变片对于一段长为L，截面积为S，电阻率为ρ的导体，未受力时电阻为 R = ρ，在外力的作用下，电阻丝将会被拉伸或压缩，导体的长度L、截面积S以及电阻率ρ等均将发生变化，从而导致其电阻值发生变化，这种现象称为“电阻应变效应”。
利用金属或半导体材料电阻丝的应变电阻效应，可以制成测量试件表面应变的敏感元件。
为在较小的尺寸范围内感受应变，并产生较大的电阻变化，通常把应变丝制成栅状的应变敏感元件，即电阻应变片，通常由敏感栅、基底、盖片、引线和黏结剂等组成。
最新：简易电子秤设计说明书(内含电路图)
目录第一章设计任务 (2)1.1简述电子称国内外发展现状和发展趋势1.2电子称的优势第二章总体设计与方案选定 (4)2.1理论基础2.2基本原理第三章电路调试与实验 (5)3.1设计方案3.2方案介绍及选定3.2.1方案介绍3.2.2方案选定3.3系统各部分的设计3.3.1传感器的设计3.3.2传感器的选择3.3.3测试电路设计3.3.4主要芯片介绍3.3.5方案分析3.4调试方法和实验分析3.4.1调试方法3.4.2实验结果误差分析3.4.3设计中产生错误的分析第四章设计总结体会 (16)4.1设计总计体会附录 (17)附录1 电路附录2 PCB图第一章设计任务1.1简述电子称国内外发展现状和发展趋势国内发展50年代中期电子技术的渗入推动了衡器制造业的发展。
60年代初期出现机电结合式电子衡器以来，经过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发展到现在的全电子型和数字智能型。
电子衡器制造技术及应用得到了新发展。
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，特别是对快速称重和动态称重的研究与应用。
电子称重技术基本达到国际上20世纪90年代中期的水平,少数产品的技术已处于国际领先水平。
国内的电子秤市场中,1009左右量程的电子秤精度一般为0.019即10mg。
在研究方法上,电子称重系统的工作原理一般是将作用在承载器上的质量或力的大小,通过压力传感器转换为电信号,并通过控制电路来处理该电信号。
但就总体而言，我国电子衡器产品的数量和质量与工业发达国家相比还有较大差距，其主要差距是技术与工艺不够先进、工艺装备与测试仪表老化、开发能力不足、产品的品种规格较少、功能不全、稳定性和可靠性较差等。
国外发展在国际上,一些发达国家在电子称重力一面已经达到了较高的水平。
特别是在准确度和可靠性等方面有了很大的提高。
在称重传感器方面,国外电子秤产品的品种和结构又有创新,技术功能和应用范围不断扩大,1)美国Revere公司研制出PUS型具有大气压力补偿功能的拉压两用的称重传感器,用于高准确度检验平台,称重平台,准确度可达5000d。
电子秤电路设计(8051单片机控制)
毕业论文继续教育学院 08 级应用电子专业题目：基于单片机的电子秤设计学生姓名： .指导教师: .2012年5月目录一论文摘要 (3)二绪论 (4)1.1称重技术和衡器的发展 (4)1.2电子秤的组成 (4)2.1控制器部分 (8)2.2数据采集部分 (9)2.3显示部分电路的选择 (15)2.4超量程报警部分选择 (16)系统软件设计 (17)3.1、主程序设计 (17)3.2、子程序设计 (18)3.3数据采集部分电路设计 (23)3.4显示电路与AT89S052单片机接口电路设计 (28)3.5键盘电路与AT89S52单片机接口电路设计 (29)3.6报警电路的设计 (30)设计方案论证 (31)结论 (33)致谢 (34)参考文献 (35)附录1 系统总图 (36)附录2程序设计 (37)论文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】AT89S52，称重传感器，A/D转换器，LCD显示器。
绪论1.1 称重技术和衡器的发展称重技术自古以来就被人们所重视，作为一种计量手段，广泛应用于工农业、科研、交通、内外贸易等各个领域，与人民的生活紧密相连。
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。
简易电子秤的设计
简易电子秤的设计一、简易智能电子秤系统结构与原理称重传感器：当被称物体放置在秤盘上时，压力传感器产生力电效应，将物体的压力转换成与被称物体压力成一定函数关系的电信号。
信号处理电路：该电信号先通过前端信号处理电路进行初步处理，以增强信号的稳定性和准确性。
AD转换器：经过信号处理的模拟电信号需要通过AD转换器（如H711芯片）将其转换成数字信号，以便于微控制器进行处理。
H711是一款专为高精度电子秤设计的24位AD转换器芯片，具有集成度高、响应速度快、抗干扰性强等优点。
微控制器（MCU）：数字信号送入微控制器后，MCU通过扫描键盘和各种功能开关，根据输入内容和开关状态进行判断、分析和控制，完成各种运算和显示功能。
显示模块：微控制器将计算结果输出到显示模块，如数码管或液晶显示屏，以显示被称物体的重量、价格等信息。
通过以上结构与原理，简易智能电子秤能够实现物体的准确称重，并通过微控制器的处理和控制，提供更多的智能化功能。
二、硬件设计在简易电子秤的设计中，硬件部分是实现秤重功能的基础。
本节将详细介绍电子秤的硬件设计，包括传感器选择、信号处理电路、显示模块和电源管理。
传感器是电子秤的核心部件，负责将物体的重量转换为电信号。
在本设计中，我们选用应变式称重传感器。
这种传感器基于金属电阻应变片的原理，当物体施加压力时，应变片会产生电阻变化，通过惠斯通电桥转换为电压信号输出。
这种传感器具有灵敏度高、稳定性好、抗干扰能力强等特点。
传感器输出的电压信号非常微弱，需要通过信号处理电路进行放大、滤波和线性化处理。
信号处理电路主要包括放大器、滤波器和AD转换器。
放大器：使用运算放大器对传感器信号进行放大，以满足后续电路的处理需求。
显示模块用于直观地显示秤重结果。
本设计采用LCD显示屏，可以清晰地显示数字和字符。
微处理器将处理后的重量数据发送给LCD 显示屏进行显示。
电源管理是确保电子秤稳定运行的关键。
本设计采用内置电池供电，通过电源管理模块进行电压稳定和电池电量监测。
电子称测量电路的设计
电子称测量电路的设计
要求用电阻应变式传感器并采用全桥测量电路 设计一款电子称重测量电路，电路由全桥测量电桥、 放大电路和A/D转换电路组成。
2022年3月29日
（一）应变式称重传感 器的选择
1.自制式：浙江黄 岩测试仪器厂的电阻应 变片BHF120-1AA 5元 （高精密），BX1201AA 1.2元（精密）。 应变梁用开孔钢梁。
2022年3月29日
2、称重传感器
LSM -1K-B型高精度超 薄型压向力称重传感器
日本美蓓亚（NMB）集 团公司生产
N466 （深圳鸿瑞传感仪器有限公司） 额定称重量500g，误差0.05%FS。
2022年3月29日
2022年3月29日
2022年3月29日
LSM-1K-B技术参数：
量程：4.903N～980.7N；零点输出：±0.2 mV/V 额定输出：1.3mV/V±0.7 mV/V；非线性：1%R.O滞 后：1%R.O. 重复性：1%R.O.；满程温漂：2%LOAD/10℃ 零点温漂：2% R.O./10℃；温度范围：-10℃～60℃ 安全载荷：150% 温度补偿范围：0℃～60℃ 最大负载：150%；输入阻抗：350Ω±10Ω 输出阻抗：350Ω±10Ω；绝缘阻抗：＞1000MΩ （50V DC） 激励电压：≤5V DC/VC ；最大激励：8 V DC/VC 导线长度：3m；导线颜色：红（+E）黑（-E）绿 （+S）白（-S） 防护等级：IP60
由于ICL7135对高频干扰不敏感，所以滤 波电路主要针对工频及其低次谐波引入的干扰。 因为压力信号变化十分缓慢，所以滤波电路可 以把频率做得很低。
2、模数转换电路
2022年3月29日
外接1V基准源： ICL7135还需要外接基准电源，这是因为芯片内部 的基准源一般容易受到温度的影响，而基准电源的 变化会直接影响转换精度。所以当精度要求较高时， 应采用外接基准源。一般接其典型值1V。
简易数字电子秤设计.doc
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。
单片机电子秤硬件电路设计方案
基于单片机电子秤硬件电路设计根据设计要求与设计思路，此电路由一块AT89S52、按键输入电路、时钟电路、复位电路、LCD显示段码驱动电路、LCD显示位码驱动电路、12位LCD显示器电路、蜂鸣器电路。
图3.1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。
由于称重传感器一般的输出范围为0～20mV，对A/D转换或单片机的工作参数来说不能使A/D转换和单片机正常工作，所以需要对输出的信号进行放大。
由于传感器输出的为模拟信号，所以需要对其进行A/D转换为数字信号以便单片机接收。
单片机根据称重传感器输出的电信号和速度传感器输出的速度信号计算出物体的重量。
在本系统中，硬件电路的构成主要有以下几部分： AT89C52的最小系统构成、电源电路、数据采集、人-机交换电路等。
3.1 AT89S52的最小系统电路3.1.1单片机芯片AT89S52介绍单片机采用MCS-51系列单片机。
由ATMEL公司生产的AT89S52是一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8K 在系统可编程Flash 存储器。
使用Atmel 公司高密度非易失性存储器技术制造，与工业80C51产品指令和引脚完全兼容。
在单芯片上，拥有灵巧的8 位CPU 和在线系统可编程Flash，使得AT89S52为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、有效的解决方案。
AT89S52具有以下标准功能： 8k字节Flash，256字节RAM，32 位I/O 口线，看门狗定时器，2 个数据指针，三个16 位定时器/计数器，一个6向量2级中断结构，全双工串行口，片内晶振及时钟电路。
空闲模式下，CPU停止工作，允许RAM、定时器/计数器、串口、中断继续工作。
掉电保护方式下，RAM 内容被保存，振荡器被冻结，单片机一切工作停止，直到下一个中断或硬件复位为止。
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简易电子秤电路设计文件编码（008-TTIG-UTITD-GKBTT-PUUTI-WYTUI-8256）摘要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、磅秤等装置逐步被淘汰。
而电子秤是将传感器技术、信息处理、电子技术等技术综合一体的现代新型称重仪器。
电子秤计量准确、快速方便，并且能实现自动称重和数字显示。
本作品主要以STC89C52单片机为控制核心，针对电子秤的自动称重、单价设置、金额计算与累加和去皮功能进行设计。
电子秤由六个功能模块组成，传感器模块、信号调理模块、单片机控制模块、报警模块、显示模块和按键模块。
本设计由电阻应变片桥式传感器进行数据采集，所得差模信号经HX711型芯片的放大和转换，再由单片机的控制和处理，最后在显示屏上显示重量、单价和金额等。
该设计很好的完成了设计要求，效率高，误差较小。
关键词：电子秤；STC89C52单片机；电阻应变片桥式传感器；HX711目录1 方案论证与比较传感器模块方案采用电阻应变片桥式传感器。
它主要由弹性体和电阻应变片等组成，内部线路采用惠更斯电桥。
当弹性体承受载荷产生形变时，电阻应变片受到拉伸或压缩而产生变形后，它的阻值将发生变化（增大或减小），从而使电桥失去平衡，产生相应的差动信号，供后续电路测量和转换。
在制作传感器时，一般采用细砂纸对构件进行交叉打磨，如有条件可采用喷砂处理。
当贴片位置固定后，取适量胶液均匀涂刷在被粘处表面，将应变计表面准确粘贴在试件表面。
要判断粘贴层是否有气泡和杂质，敏感栅有无断栅和变形。
应变片粘贴前后的阻值变化，绝缘电阻等是否符合要求。
该方案测量精度高，较为稳定，可操作性强。
信号调理模块方案方案一：采用24位AD转换芯片HX711。
HX711内部不仅集成了信号放大模块，而且包含了一款高精度的24位A/D转换器。
同时，HX711内部还集成了完成放大和转换功能所需要的一些外围电路，例如电源电路和时钟振荡电路等。
它与单片机的接口电路简单，不需要对芯片内部的寄存器进行编程。
方案二：采用AD620仪用放大器和ADS1100型A/D转换器。
AD620通过外接电阻来设置放大倍数，增益范围可调，精度较高。
ADS1100是一款全差分输入、有自校准功能的16位模数转换器。
将这两个模块连接形成电路，可以完成设计指标。
综上：方案二电路连接复杂，元器件使用较多；方案一精确度高，成本低，抗干扰能力强且响应迅速。
故选择方案一。
单片机控制模块方案本设计采用STC89C52单片机作为核心控制中心。
STC89C52单片机是一种低功耗、高性能、抗干扰超强的CMOS 8位微控制器。
该器件与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚完全兼容，同时，与其他51系列单片机相比内部存储空间更大，指令执行速度更快。
显示模块方案方案一：采用LCD液晶显示。
液晶显示器利用液晶的物理特性，通过电压对显示区域进行控制，有电就显示。
其画质高且不会闪烁，和单片机的接口更加简单可靠，操作更加方便，耗电量低，可以显示字符。
方案二：采用LED数码管显示。
它是一种常用的显示器件，内部由8个发光二极管构成，其中7个组成字形“8”，另一个显示小数点。
使用时，只要引出它们的公共电极就可以。
综上：方案二显示的信息有限，容易闪烁，功耗高，数码管级联复杂且成本较高；方案一显示信息量大且质量较高，功耗低，使用周期长，人机交换界面美观。
故选择方案一。
按键模块方案方案一：采用4×4矩阵键盘。
它采用4条I/O线作为行线，4条I/O线作为列线组成键盘。
在行线和列线的每一个交叉点上设置按键，不能直接连通。
利用矩阵键盘可以显示0-9数字、小数点和5个功能键。
在需要的按键数量较多时，采用矩阵法连接键盘比较合理。
方案二：采用intel8279专用键盘处理芯片。
它含有键盘输入和显示器输出两种功能。
芯片本身能完成对按键的编码、扫描、消抖和重键等处理。
是一种通用的可编程键盘、显示接口器件。
综上：考虑到成本因素，方案二可能不是最佳选择。
方案一相对专用芯片可以节省成本，灵活性更强。
故选择方案一。
报警模块方案报警电路是由单片机的I/O口来控制的，当称重物体的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，使蜂鸣器发出报警声。
2理论分析与计算电阻应变片传感器电阻应变片把导体形变的物理信号转换成电阻变化的信号，但是由于变化的阻值一般都很小，直接测量得到的结果很不准确。
所以，一般采用直流供电的电阻电桥将其转换成电压的变化。
如图，R1、R2、R3、R4组成惠斯通电桥，将电阻应变片的阻值变化转化成输出电压。
图电阻桥（单桥）连接图流过电阻R1和R2的电流I1： I1=VVVV1+V2R2两端的电压V2： V2=I1×R2=VCC×R2R1+R2流过电阻R3和Rx的电流I2： I2=VVVV3+VVR3两端的电压V3： V3=I2 ×R3=VCC×R3R3+RxV2和V3的电压差：V=V2-V3=VCC×(V2V1+V2−V3V3+VV)由此可以看出：当R1=R2=R3=Rx时，V=0，即电桥处于平衡状态；而Rx发生变化时会导致V发生变化。
在本设计中，将R1、R2、R3、Rx全部换成电阻应变片（即采用全桥法），当其受外力作用而阻值改变时，将差分电压V通过放大和A/D采样转换成相应的电压值。
HX711信号处理模块HX711芯片功能非常强大，内部集成了信号放大与A/D转换模块。
当传感器的输出电压为毫伏级时，可通过选择芯片内部的增益倍数（32、64或128倍）使其放大，再通过模数转换送至单片机，作进一步的数据处理。
STC89C52单片机控制模块STC89C52单片机作为本设计的核心控制中心，在整个系统中主要负责数据的处理、控制和交换等作用。
此中心模块能够接受A/D转换后的传感器信号，同时也能接受扫描后的键盘的输入信号，计算价格后控制显示器的相应输出。
并且，这种控制芯片内存大、可靠性高、速度快且价格便宜，是一种优良的选择。
LCD1602显示在本设计中，选用LCD1602液晶显示，可显示两行字符（数字），通过单片机对它的程序设定，能够显示出重量、单价、金额等。
4×V矩阵键盘该按键电路主要用来手动输入物品的单价，实现人机交换的功能。
它包括数字键0-9、小数点、去皮键、清零键和累加键等。
3系统硬件设计系统硬件的总体设计框图如图所示。
图硬件电路总体框图电阻应变片电桥电路本设计在电桥中连入四枚电阻应变片（全桥法），提高了输出电压的灵敏，四个电阻的初始值R=R1=R2=R3=R4=1K，其变化值R=?R1=R2=R3=×VCC。
电位器RV2用来空载调零。
R4，输出电压V=ΔRR图电阻应变片全桥电路连接图HX711信号调理电路电阻应变片压力传感器输出的差模信号可直接送入HX711,利用HX711内部通道A可编程增益（128倍）对信号进行放大，再经由后半部分的A/D转换把采集到的24位高低电平通过DOUT送至单片机进行处理。
图 HX711电路连接图单片机控制系统电路STC89C52单片机最小系统包括电源电路、晶振电路和复位电路。
图 STC89C52单片机最小系统图显示电路与单片机接口电路根据设计的要求，如图所示，将LCD1602的数据端口D0-D7口与单片机P0口相连，RS端接，R/W端接，E端接，用来控制显示器的显示。
图 LCD1602电路连接图按键电路与单片机接口电路在键盘中按键数量较多时，为了减少I/O口的占用，通常将按键排列成矩阵形式。
图 4×4矩阵键盘电路连接图图多功能数字键盘图蜂鸣器超重报警系统电路如图所示。
图蜂鸣器报警电路4系统软件设计如图，程序开始执行后，首先对各个端口和功能键进行初始化；另一边启动HX711转换器，对信号进行放大和模数转换；然后在单片机内部进行数据判断，若超重则启动报警电路，若没有超重则继续扫描键盘；当按下功能键时，则执行相应指令，并用LCD1602显示重量、单价和总价。
一轮结束后，再进行第二次测量。
图主程序流程图5系统调试测试方法与仪器首先按照电路原理连接电路，然后在称盘中由小到大依次添加不同重量（）的砝码，并通过手动按下不同按键给单片机输入不同的指令，在显示屏上读出实测重量、单价、金额，同时，选择相应按键验证是否具有累加、去皮、清零等功能。
+5V电源、砝码、万用表数据测试与分析数据的测试如表1所示。
表1 数据测试表测试效果：1、砝码重量小于50g，误差小于；砝码重量在50g及以上时，误差小于1g。
2、可手动输入不同的单价（1-2位数），LCD显示屏上能显示单价与金额。
3、二次测量后，可实现金额累加。
4、去皮范围未超过100g。
5、当所添加物体超重时，可实现报警功能。
6总结本设计基于高精度专用电子秤A/D转换芯片HX711，通过单片机对自制传感器信号的核心控制和处理，设计并制作完成了对称重范围在的重量的检测。
当重量小于50g时，误差小于；当重量在50g及以上时，误差小于1g 。
并且，该简易电子秤可设置单价，可以计算金额，可以实现累加和去皮功能，且去皮范围小于100g 。
本作品电路整体结构完善，工作稳定，效率极高。
参考文献[1] 谭浩强着. C语言程序设计(第三版). 清华大学出版社,2005[2]康光华等.电子技术基础模拟部分（第五版）[M].北京：高等教育出版社,2006[3]黄争.数据转换器应用手册[M].北京：电子工业出版社，2010[4]马建明.数据采集与处理技术（第三版）[M].西安：西安交通大学出版社，2012[5]程林.超省电型电子秤的设计方案[J].福建：福建省计量科学技术研究所，2008。