基于压力传感器的电子秤设计
一种基于STC89C52单片机的便携式电子秤设计
一种基于STC89C52单片机的便携式电子秤设计电子秤在日常生活中广泛应用，尤其在超市、货运、厨房等场景中起到了不可或缺的作用。
本文将介绍一种基于STC89C52单片机的便携式电子秤设计，以满足人们对便携、精确、易用的电子秤的需求。
1. 简介电子秤是一种利用传感器测量物体重量的设备。
传统的机械秤存在读数不准确、不易携带等问题，而基于单片机的电子秤则具备了更高的精确度和便携性。
2. 设计原理该电子秤的设计原理是利用压力传感器测量物体受力变化，然后将受力信号通过模拟电路转换为电压信号，再由单片机进行模拟数字转换（ADC）并进行计算，最终得出物体的重量。
3. 硬件设计3.1 单片机选择本设计采用STC89C52单片机作为主控芯片，其具备高性能、低功耗的优势，并且具备8位数据总线、32KB的闪存等特点，非常适用于小型应用。
3.2 传感器选择为了实现高精度的重量测量，我们选用了一款高精度的压力传感器。
该传感器具备良好的线性度和稳定性，能够准确地测量重量变化。
3.3 电路设计电路设计包括模拟电路和数字电路两部分。
模拟电路将传感器输出的模拟信号转换为电压信号，再经过条件放大后输入到单片机的模拟转换电路。
数字电路主要由单片机、LCD显示屏和按键等组成，实现数据处理和人机交互功能。
4. 软件设计4.1 硬件初始化在软件设计中，首先需要对硬件进行初始化设置。
通过配置单片机的GPIO口、中断、计时器等功能来实现对各个硬件模块的控制。
4.2 模拟转换和数据处理通过单片机提供的模拟数字转换（ADC）功能，将模拟电压信号转换为数字信号。
然后，通过数据处理算法对数字信号进行滤波和校准，得出准确的重量数据。
4.3 显示和人机交互使用LCD显示屏来展示测量结果，并增加按键功能，方便用户进行重量锁定、切换单位等操作。
同时，还可以通过串口通信将数据传输到其他设备。
5. 功能拓展在基本功能实现的基础上，可以对电子秤进行一些功能扩展。
例如，增加存储功能，记录每次测量的重量数据；增加串口通信功能，方便与其他设备进行数据交互；增加温湿度传感器等，实现多功能集成。
电子秤电路设计
电子秤电路设计电子秤是现代社会中广泛应用的一种衡量物品重量的设备，它具有高精度、稳定性强、易于读数等优点。
电子秤的核心部件是压电式传感器，传感器通过受力形变产生电信号，再经过信号处理器处理并转化为显示重量的数字。
因此，电子秤电路设计中压电式传感器与信号处理器是核心考虑因素。
一、压电式传感器的电路设计压电式传感器是通过物理变化产生电压信号，进而检测物体重量的设备。
根据工作原理，压电式传感器可分为电荷式和压力式两种。
电荷式传感器通过物理变化产生电荷，进而产生电压信号。
压力式传感器则是通过物理体积变化，产生电信号。
以下仅讨论压力式传感器的电路设计。
1.电路原理压力传感器主要由桥式电路、信号放大电路和滤波电路三部分组成。
（1）桥式电路：桥式电路分为有源桥式电路和无源桥式电路。
目前多采用无源桥式电路，因为它不需要外部电源，便于实现多点测量等多台组合共同测量。
（2）信号放大电路：传感器产生的电信号相当小，需通过信号放大器放大后才能有效的进行传输和处理。
（3）滤波电路：滤波器用于去除杂波、信号噪声等，保证电路稳定性和准确性。
常用的滤波器有低通滤波器和带通滤波器等。
2.电路参数（1）灵敏度：传感器允许工作范围内，重量变化所引起的电路输出变化量，常用的单位是mv/kg，kg/mv。
（2）非线性度：指传感器输出与实际值之间的误差，一般用±%来表示。
（3）零点漂移：指在重量不变的情况下，电路输出随时间漂移的程度，常用的单位是mV/h或%FS/h。
（4）灵敏度温漂：指在温度变化的情况下，灵敏度相对变化的情况，常用的单位是%RS/℃。
二、信号处理器的电路设计信号处理器是将传感器输出的电信号传输和处理的部分，主要问题是如何提高信号精度和稳定性。
1.放大电路设计放大电路是放大传感器输出信号的重要组成部分，合理的设计可以使信号精度和信噪比大大提高。
在放大电路中，需要考虑的几个问题：（1）增益大小：增益大小是决定信号放大倍数的关键因素，合理选择增益大小可以使信号精确到小数点后几位。
数字电子秤的设计与实现毕业设计
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论文作者签名：年月日河南工程学院毕业设计原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文，是本人在指导教师指导下，进行研究工作所取得的成果。
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对本论文所涉与的研究工作做出贡献的其他个人和集体，均已在文中以明确方式标明。
本学位论文原创性声明的法律责任由本人承担。
论文作者签名：年月日河南工程学院毕业设计任务书题目数字电子秤的设计与实现专业电气工程与其自动化学号 2 姓名李东盼主要内容：电子秤以单片机为信息处理核心，外围电路主要有电源模块、信号采集模块、信号放大积分模块、数据存储模块、电压报警模块等部分组成。
电源电路为系统提供+5V直流稳压电源。
当被称重物体放于秤盘（压力传感器）上时，传感器产生与被测物体相对应的电压信号，信号经放大电路放大，积分电路初步数字化之后单片机接收，单片机再进行数字滤波、处理输出给LCD，显示被秤物体的质量，完成称重功能。
通过键盘可以输入单价，单片机可以根据重量自行运算出总金额。
基本要求：1．最大称重为10kg，精度为5g；2．具有清零、去皮重、过量程报警功能；3．能够显示价格、金额、质量。
主要参考资料：［1］许晓彤.基于单片机的电子秤设计[J].自动化计量仪器,2012(07):69-72.［2］张寅.一种基于单片机的电子秤模型实现[J].华中科技大学学报,2009(05):65-70.［3］杨青锋,王辉.影响称重传感器产品质量的关键环节[J].称重知识,2012(17):38-42.［4］钱刘宸.轻松学习单片机[J].西北工业大学学报,2013(02):86-87.完成期限：指导教师签名：专业负责人签名：年月日目录摘要 ......................................................................................................................................................................... ABSTRACT. (I)1 绪论 02 设计思路 (2)2.1 设计要求 (2)2.2设计方案的确定 (2)2.3电子秤的主要组成 (4)2.3.1 电子秤的基本结构 (5)2.3.2 电子秤的工作原理 (6)2.3.3 电子秤的参数指标 (6)3 元件选择与硬件电路的设计 (7)3.1元件选择 (7)3.1.1 单片机的选择 (7)3.1.2 传感器的选择 (8)3.1.3 A/D转换器的选择 (10)3.1.4 显示器的选择 (10)3.2硬件电路的设计 (11)3.2.1 电源电路 (11)3.2.2 主控电路 (12)3.2.3 显示电路 (14)3.2.4 超重报警电路 (15)3.2.5 按键输入电路 (15)3.2.6 HX711转换电路 (17)3.3硬件电路图与PCB板线路的绘制 (19)3.3.1 Protel99SE软件 (19)3.3.2 原理图与PCB板线路的绘制 (19)4 软件设计 (21)4.1软件编译环境 (21)4.2主程序流程图 (20)4.3按键模块流程图 (21)4.4显示模块流程图 (22)5 实物的焊接与调试 (23)5.1实物的焊接 (23)5.1.1 PCB板制作 (23)5.1.2 实物焊接 (24)5.2 实物的调试 (25)5.3实物效果图 (26)6 结束语 (27)致谢 (28)参考文献 (29)附录 (30)附录I 原理图 (31)附录II 主程序 (32)数字电子秤的设计与实现摘要单片机作为计算机发展的重要分支，信息处理速度不仅快而且处理能力特别强，是现代绝大多数电子产品最重要的核心部分。
传感器电子秤实训报告
一、实训背景随着科技的飞速发展，传感器技术在我国得到了广泛的应用。
电子秤作为一种重要的称重设备，在工业、商业、医疗等领域发挥着至关重要的作用。
本次实训旨在通过设计和制作一个基于传感器的电子秤，深入了解传感器的工作原理，掌握电子秤的设计与制作方法，提高动手实践能力。
二、实训目的1. 熟悉传感器的工作原理和性能指标；2. 掌握电子秤的设计与制作方法；3. 培养团队合作精神和动手实践能力；4. 提高电子秤的调试和维修能力。
三、实训内容1. 传感器选型与电路设计本实训选用压力传感器作为称重元件，其主要性能指标如下：- 测量范围：0-10kg- 灵敏度：2.0mV/V- 线性度：±0.5%- 零点漂移：±0.5mg根据传感器性能指标，设计电路如图1所示。
电路主要由压力传感器、放大电路、A/D转换器、微处理器、显示屏和按键组成。
2. 电路制作与调试（1）制作电路板：按照电路图焊接电路板，注意元器件的安装位置和焊接质量。
（2）调试电路：首先检查电路连接是否正确，然后进行以下调试：- 调试放大电路：调整放大电路的增益，使输出信号满足A/D转换器的输入范围。
- 调试A/D转换器：调整A/D转换器的参考电压，确保转换精度。
- 调试微处理器：编写程序，实现数据采集、处理和显示等功能。
3. 软件设计（1）编写程序：使用C语言编写程序，实现以下功能：- 数据采集：采集传感器输出的模拟信号，并转换为数字信号。
- 数据处理：对采集到的数据进行滤波、放大等处理。
- 显示：将处理后的数据显示在LCD屏上。
- 按键控制：实现按键功能，如清零、单位切换等。
（2）功能演示：通过按键控制，实现以下功能：- 显示重量：实时显示当前重量。
- 清零：清空当前重量数据。
- 单位切换：切换重量单位，如克、千克等。
四、实训结果与分析1. 实训结果经过设计和制作，成功实现了一个基于传感器的电子秤，其性能指标如下：- 测量范围：0-10kg- 精度：±0.5%- 显示分辨率：0.1kg2. 结果分析（1）电路设计合理，元器件选型合适，电路性能稳定。
压力传感器的基本特性测量及电子秤的设计
压力传感器的基本特性测量及电子秤的设计一、实验目的1．了解金属箔式应变片的应变效应和性能，单臂单桥的工作原理和工作情况。
2．测量应变式传感器的压力特性，计算其灵敏度。
3．测量应变式传感器的电压特性，作出输出电压与工作电压的关系特性图。
4．根据应变式传感器的压力特性设计一个电子秤。
三、实验仪器YJ-WLT-I物理综合实验平台、压力传感器实验装置、电桥模块与差动放大器（含调零模块）一起提供线路板、万用表、标准砝码等。
四、实验原理金属导体的电阻随其所受机械形变（伸长或缩短）的大小而发生变化，其原因是导体的电阻与材料的电阻率以及它的几何尺寸（长度和截面）有关。
由于导体在承受机械形变过程中，其电阻率、长度和截面积都要发生变化，从而导致其电阻发生变化，因此电阻应变片能将机械构件上应力的变化转换为电阻的变化。
电阻丝在外力作用下发生机械变形时，其电阻值发生变化，这就是电阻应变效应，描述电阻应变效应的关系式为：△R／R=Kε（1）式中△R／R为电阻丝电阻相对变化，K为应变灵敏系数，ε=△ L／L为电阻丝长度相对变化，金属箔式应变片就是通过光刻、腐蚀等工艺制成的应变敏感元件，通过它转换被测部位受力状态变化，电桥的作用完成电阻到电压的比例变化，电桥的输出电压反映了相应的受力状态。
要由双孔平衡梁和粘贴在梁上的电阻应变片R1—R4组成，电阻应变片一般由敏感栅、基底、粘合剂、引线、盖片等组成。
应变片的规格一般以使用面积和电阻值来表示，如“3×10mm2，350Ω”。
敏感栅由直径约0.01mm--0.05mm高电阻系数的细丝弯曲成栅状，它实际上是一个电阻元件，是电阻应变片感受构件应变的敏感部分。
敏感栅用粘合剂将其固定在基片上.基底应保证将构件上的应变准确地传送到敏感栅上去，故基底必须做得很薄（一般为0.03mm--0.06mm），使它能与试件及敏感栅牢固和玻璃纤维布等。
引出线的作用是将敏感栅电阻元件与测量电路相连接，一般由0.1mm--0.2mm 低阻镀锡铜丝制成，并与敏感栅两端输出端相焊接，盖片起保护作用。
毕业设计-基于压力传感器的可计算价格电子秤
2016-年小学期单片机设计实验报告
题目：基于压力传感器的可计算价格电子秤
班级：
班内序号：
实验组号：
学生姓名：
指导教师：
期中检查
教师评语
指导教师签字：
年月日
基于压力传感器的可计算价格电子秤
实验摘要
本次我们制作的基于压力传感器的可计算价格电子秤具有如下功能：1.显示物体的质量；2.输入物品的单价；3.根据输入的单价及质量计算总价格。在器件的选择上，微控制器采用了Microchip公司的PIC16F877A，核心器件采用压力传感器。在具体实现过程中，重物的压力使压力传感器产生模拟电信号，将模拟电信号通过PORTA0端口输入给PIC16F877A,并进行数模转换；用PORTA1-PORTA3作为数字输出端口控制显示屏的使能；用PORTB作为数字输入端口，连接4*4键盘输入重物的单价；PORTC作为数字输出端口连接液晶屏，显示重物的种类，单价和总价。D显示屏显示重物的重量、单价、以及计算后的总价。显示屏的输出不仅要用8条地址线传输输出输入内容，还要利用其RS、RW、E三个端口控制其输入输出。因为传输的内容有可能是数据也有可能是指令，所以先要用RS来设定传输的内容；LCD液晶屏之间是双向传输的，所以要用RW来决定LCD的输入输出；最后的E相当于使能端，决定何时传输内容。在此程序中，LCD屏只用来输出，所以可以将RW直接接地，而RS、E要连接对应的端口。
传感器在电子秤中的设计和应用
传感器在电子秤中的设计和应用摘要：在我们的生产生活中，电子秤的应用范围相当广泛。
一个物体被称量，其重量通过压力传感器的转换和处理，变为电压信号。
将这种微弱的电压信号利用信号放大电路放大，再由A/D转换器转换为相应的数字信号送入主控电路，最后呈现在显示屏上，显示被称量物体的重量。
在电子秤的设计中，传感器起到了至关重要的作用。
关键词：传感器；电子秤；设计；应用引言在我国各项经济获得平稳增长的今天，家庭和个人对各种便携式小型秤的需求越来越大。
早期电子秤一般是通过模拟电路来实现的，随着电子技术的发展和数字芯片价格的逐渐降低，模拟控制已经慢慢被数字控制替代，而电子秤设计的模式也大多转变为以处理器为核心的模式，其精度与可靠性也都有明显的提高。
1传感器对电子秤的重要性电子秤系统分为五个部分，分别是测量、控制、键盘、数据显示和电路电源。
测量部分就是利用压力传感器和放大电路进行数据采集。
控制部分是利用单片机来进行数据处理。
传感器在设计中的作用，就是将物体的重量转化为能被识别和传递的电信号。
传感器对电子秤而言，就像是人类的感觉器官，感受其所承受的物体之重。
2利用传感器测量并采集数据2.1电阻应变式传感器的测量电路应变片是用粘结剂粘贴到被测件上的，这就要求粘结剂形成的胶层必须准确迅速地将被测件的应变传递到敏感栅上。
选择粘结剂时必须考虑应变片和被测件的材料性能，要求粘接力强，粘接后机械性能可靠，电绝缘性良好等。
常用的粘结剂类型有硝化纤维素型，氰基丙烯酸型，聚酯树脂型等。
综合考虑经济性和目标的硬性要求，我们采用了聚酯树脂型。
金属丝的原始长度L，半径r，受力F作用后长度为L+ΔL，半径为r-Δr，根据金属丝的电阻计算公式：R=ρL/S，由R的全微分得到R的相对变化，表达式：式中：ΔL/L为长度的相对变化，即应变ε；ΔS/S是截面积的相对变化；Δρ/ρ是电阻率的相对变化。
对于金属丝的变形，有：式中：μ为泊松比，它反映了金属丝变形后长度的相对变化ΔL/L和半径的相对变化Δr/r之间的比例关系。
测控电路课程设计之电子称设计
测控电路课程设计之电子秤的设计一、设计任务1、题目：电子秤的设计1．确定结构电子秤由传感器、传感器专用电源、信号放大系统、模数转换系统及显示器等五部分组成，其原理框图如指导书图4所示。
2．设计技术指标如下：1）量程为0～1.999Kg ，2）传感器可采用悬臂梁式的称重传感器（悬臂梁上贴有应变片）。
3） 显示电路采用213为A/D 转换电路、共阴级数码管。
2、设计任务1）选择传感器2）设计传感器测量电路：通常用电桥测量电路。
3）放大电路设计由于传感器测量范围是0～2Kg ，假定选择的某款传感器的灵敏度为1mV/V 、工作电压为10V ，那么其输出信号只有0-10mV 左右；而A/D 转换的输入应为0-1.999Kg ，当量为1mV/g ，因此要求放大倍数约为200倍，一般采用两级放大器。
另外，在电路设计过程，应考虑电路抗干扰环节、稳定性。
选择低失调电压、低漂移、高稳定、经济性的芯片。
最后，电路中还应有调零和调增益的环节，才能保证电子秤没有称重时显示零读数，称重时读数正确反映被秤重量。
4）模数转换及显示系统A/D 转换器可选择MC14433，也可另选。
4）供电电源：设计一个可满足本设计需求的电源。
二、设计方案1、电子秤的主要组成电子秤由传感器、传感器专用电源、信号放大系统、模数转换系统及显示器等五部分组成，其原理框图如图4所示。
图4电子秤组成框图传感器将被测物体的重量转换成电压信号输出，放大系统把来自传感器的微弱信号放大，放大后的信号经过模数转换把模拟数字量，数字量通过数字显示器显示重量。
2、方案的选用方案一：采用应变式电阻称重传感器，将被测物体的重量转换成电压信号输出，然后采用AD620差动电路放大器把来自传感器的微弱信号放大，然后将放大后的信号经过MC14433模数转换器转换成数字量，最后经过动态扫描将数字量通过数码管显示出来，显示出来的数字就是被测物体的重量。
方案二：设计以51系列单片机AT89S52为控制核心，实现电子秤的基本控制功能。
基于压力传感器的电子秤设计
传感器及测试技术课程设计课题名称：基于压力传感器的电子秤设计小组成员：姓名：学号：班级：指导教师：说明：为满足实用电子称的设计要求，进行了各单元电路方案的比较论证及确定统以AT89S52控制核心，选用了压力传感器，该传感器灵敏度高、线性度和复性好；对于关键的ADC，经过充分比较、论证，最终选用了高分辨率信号调理ADC--AD7714，该芯片内集成了缓冲器、时钟发生器、可编程增益放大器、数字滤波器、∑-Δ调制器以及电荷平衡式Ａ/Ｄ转换器等电路，由于ＡＤ7714采用了∑-Δ技术实现Ａ/Ｄ转换，具有线性度好、功耗低、增益可编程，无须前端信号调理等优点；系统选用DS12C887作为日历时钟芯片，并存储标定系数，8279作为键盘管理芯片，采用内藏显示控制器T6963C的点阵图形式显示器MGLS-240128T，接口简单，编程容易，美观大方。
最后的实验表明，系统完全达到了设计要求，不但完成了基本要求，发挥部分的要求，还增加了标定、时钟和过载提示三个创新功能。
1 设计方案包括基本要求，发挥部分及其它创新部分1.1 基本要求（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）重量显示：单位为公斤；最大称重为9.999公斤，重量误差不大于±0.005公斤；（3）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，最大金额数值为9999.99元，总价金额误差不大于0.01元；（4）具有去皮功能和总额累加计算功能。
1.2 发挥部分能显示购物清单，自拟10种商品名称或代号，清单内容包括：商品名称，数量，单价，金额，本次购物总金额。
（1）清单内容的商品名称等可使用代号显示；（2）清单内容增加购货日期和收银员编号；（3）清单内容在（2）的基础上增加售货单位名称，且全部内容采用中文显示。
1.3 创新部分在完成基本要求和题目所提出的发挥部分要求的情况下，考虑到电子称实际应用的需要，又增加了标定和时钟功能，另外由于实际当中，称可以有一定量的过载，但不能超出要求的范围，为此我们还设计了过载提示功能。
《传感器技术》课程设计电子秤报告
测控技术与仪器专业《传感器技术》课程设计任务书课题：电阻应变式电子秤班级学生姓名学号指导教师目录1.1 概述1.2 系统方案框图2.1 检测原理2.2 传感器选择2.3 测量电路介绍2.4 误差分析与修正(1)系统误差(2)随机误差3.1 软件设计方法3.2 测试系统流程图3.3 系统软件附录：1、参考资料 2、元器件表基于电阻式应变片式传感器的电子秤设计电子秤作为现代生活中不可或缺的一部分，在各行各业显现出其测量准确，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秤，成为测量领域的主流产品。
本文设计的电子秤以单片机为核心控制部件，用C 语言作为编程语言来进行软件设计，以全桥压力传感器作为压力感受部件,制作出一套测量范围在0～1.999kg ，最小分度值为0.001kg 的电子秤。
压力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。
本高精度电子秤系统可分为单片机控制电路、A/D 转换电路、复位电路、传感器、时钟电路、LCD 显示、滤波电路等几部分，其系统组成如图1所示。
图1 系统组成框图电子秤的测量过程是把重量这种非电参数转换电参数即电压，并通过信号调节电路进行放大，把微弱的电压信号，mV 级的转换成V 级的电压信号，再通过A/D 转换器将电信号转换成数字信号送给单片机处理，单片机实现软件清零，软件调整，软件控制等功能，对A/D 转换器发送的信息进行处理，送入LCD 显示电路，由显示电路输出测量结果。
整个系统实现了用单片机来控制输出，在线性度的确定过程中，需要对程序进行反复的修改，最终实现设计的要求。
2.工作原理电阻式应变片传感器是通过电阻的应变效应进行测量。
系统通过传感器将压力这种物理量转化为电信号，即传感器内部的电阻应变片感应到压力后，电阻发生微小变化，通过全桥测量电路将电阻的微小变化转化成电压的微小变化，ADC0832将信号调整到A/D 能采集的范围，然后由A/D 进行采集转换，接着把采集到的8位高低电平通过DOUT 送到单片机进行处理，单片机处理后，把数字信号输送到显示电路中，由显示电路输出测量结果。
智能压电传感器电子称设计-毕业论文
黑龙江八一农垦大学 1 题目智能电子秤设计姓名宏专业电子信息工程班级电子一班学号时间 2016年4月10日黑龙江八一农垦大学第一章功能说明本设计系统以单片机AT89S52为控制核心，实现电子秤的基本控制功能。
在设计系统时，为了更好地采用模块化设计法，分步设计了各个单元功能模块。
系统的硬件部分包括最小系统部分、数据采集部分、人机交互界面和系统电源四大部分。
最小系统部分主要包括AT89S52和扩展的外部数据存储器；数据采集部分由称重传感器，信号的前期处理和A/D转换部分组成，包括运算放大器AD620和A/D转换器ICL7135；人机界面部分为键盘输入，四位LED数码显示器，可以直观的显示重量的具体数字以与方便的输入数据，使用方便；系统电源以LM317和LM337为核心设计电路以提供系统正常工作电源。
系统的软件部分应用单片机C语言进行编程，实现了该设计的全部控制功能。
该电子秤可以实现基本的称重功能（称重围为0～9.999Kg，重量误差不大于±0.005Kg）,并发挥部分的显示购物清单的功能，可以设置日期和设定十种商品的单价，还具有超量程和欠量程的报警功能。
本系统设计结构简单，使用方便，功能齐全，精度高，具有一定的开发价值。
称重传感器原理即由非电量（质量或重量）转换成电量的转换元件，它是把支承力变换成电的或其它形式的适合于计量求值的信号所用的一种辅助手段。
按照称重传感器的结构型式不同，可以分直接位移传感器（电容式、电感式、电位计式、振弦式、空腔谐振器式等）和应变传感器（电阻应变式、声表面谐振式）或是利用磁弹性、压电和压阻等物理效应的传感器。
对称重传感器的基本要：输出电量与输入重量保持单值对应，并有良好的线性关系；有较高的灵敏度；对被称物体的状态的影响要小；能在较差的工作条件下工作；有较好的频响特性；稳定可靠。
传感器下的定义是：“能感受规定的被测量并按照一定的规律转换成可用信号的器件或装置，通常由敏感元件和转换元件组成”。
《传感器原理及应用》基于压力传感器的电子秤设计实验报告
《传感器原理及应用》基于压力传感器的电子秤
设计实验报告
1.实验功能要求
压力传感器把压力信号转换为电信号，经放大器处理，通过HX711在数码管显示压力数据在数码管。
2.实验所用传感器原理
原理：
上下表面各有一个应变片，每个应变片内有两个压力电阻，四个电阻组成全桥式电路（提高测量精度）。
将应变片粘贴到受力的力敏型弹性元件上，当弹性元件受力产生变形时，应变片产生相应的应变，转化成电阻变化。
如右图所示电桥电路，力引起的电阻变化将转换为测量电路的电压变化，通过测量输出电压的数值，再通过换算即可得到所测量物体的重量。
3.实验电路
4.实验过程
将电子秤大致能划分为三大部分，数据采集模块、控制器模块和人机交互界面模块。
其中数据采集模块由压力传感器、信号的前级处理和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。
此外添加了一个过载、欠量报警提示的特殊功能。
5.
6.如图2-1（上图为本系统的设计图）
为了方便程序调试和提高可靠性，程序设计采用自上而下、模块化、结构化的程序设计方法，把总的编程过程逐步细分，分解成一个个功能模块，每个功能模块相互独立，每个模块都能完成一个明确的任务，实现某
个具体的功能。
本设计按任务模块划分的程序主要有初始化程序、主程序，A/D转换子程序、显示子程序、键盘处理子程序。
电子秤设计报告范文
电子秤设计报告范文一、简介电子秤是通过电子传感器测量物体质量的一种设备。
随着科技的发展，电子秤取代了传统的机械秤，具有精确、方便、智能等特点。
本次设计旨在研究电子秤的工作原理、设计思路以及实际应用。
二、工作原理电子秤的工作原理主要是利用电子传感器测量物体受力的变化。
当物体放置在电子秤上时，物体的重力作用在电子传感器上产生变化，传感器输出的电信号经过放大、滤波等处理后转化为数字信号，根据这些信号计算出物体的质量，并在显示屏上显示出来。
三、设计思路1.电子传感器选择：我们采用了压力传感器作为电子秤的重要组成部分。
压力传感器能够准确地感知物体施加在其上面的力，是一种较为常见的传感器。
2. 单片机选择：我们选用了Atmega328P单片机作为主控芯片。
Atmega328P具有较强的处理能力和广泛的应用范围，能够满足电子秤的计算和控制需求。
3.显示模块：我们选择了数码管显示模块作为电子秤的显示装置。
数码管显示简单明了，便于用户观察。
4.电源电路：电子秤需要稳定的电源供电。
我们设计了一个直流稳压电源电路，保证电子秤的正常运行。
五、设计步骤1.搭建电子秤平台：设计一个结构稳定的平台，并安装压力传感器在其下方。
2.连接电路：将压力传感器与单片机连接，并接入电源电路和数码管显示模块。
3.编写程序：利用C语言编写单片机的程序，实现电子秤的各项功能，如AD转换、数据处理、结果显示等。
六、实际应用七、结论本次设计成功实现了一个简单的电子秤，通过压力传感器、单片机和数码管的协作，能够准确测量物体的质量。
电子秤的设计思路和步骤简单明了，且应用广泛，有良好的实际应用前景。
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。
电子秤设计方案
电子秤设计方案电子秤是一种能够快速准确测量物体重量的设备，它具有数字显示、高精度、高稳定性等特点。
本文将设计一款基于压阻式传感器的电子秤，采用模拟前端电路和数字信号处理的方式实现物体重量的测量。
首先，我们选择压阻式传感器作为重量测量的传感器。
压阻式传感器是一种可以根据物体对其施加的压力大小改变阻值的传感器，它具有灵敏度高、价格低廉等优点。
我们将传感器固定在秤盘下方，当物体放在秤盘上时，物体的重力会导致传感器受到压力，进而改变其阻值。
接下来，我们设计模拟电路来将传感器传回的模拟信号转换成数字信号。
我们选择一款高精度运算放大器作为信号处理的核心部件，该放大器可以将输入信号放大至合适的范围。
此外，我们还需要使用一个低通滤波器来滤除环境干扰和高频噪声。
然后，我们设计数字信号处理模块对模拟信号进行采样和转换。
我们选择一款高精度ADC芯片对模拟信号进行采样，然后使用微控制器或FPGA进行数字信号处理。
微控制器或FPGA将采样到的数据进行滤波、去噪和算法运算，最终得到物体的重量。
最后，我们设计显示模块来显示测量到的物体重量。
我们可以选择液晶显示屏或数码管显示器作为显示设备。
显示模块通过与数字信号处理模块的通信，将测量到的物体重量显示在显示屏上。
除了基本功能，我们还可以添加一些附加功能来提升电子秤的实用性。
例如，可以添加重量单位转换功能，支持不同重量单位的切换。
还可以添加自动关机功能，当秤盘上没有物体时自动关闭电源，节省能源。
综上所述，这是一款基于压阻式传感器的电子秤设计方案。
通过模拟前端和数字信号处理的方式，可以快速准确地测量物体的重量，并通过显示模块显示出来。
此外，还可以添加附加功能来增强电子秤的实用性。
电子秤工作原理
电子秤工作原理电子秤是一种用于测量物体分量的设备，它采用电子技术来实现分量的测量。
电子秤的工作原理基于压力传感器和电子信号处理技术。
1. 压力传感器电子秤的核心部件是压力传感器，也称为负荷细胞。
压力传感器通常由一个弹性元件和电阻应变片组成。
当物体放在电子秤上时，物体的重力会作用在弹性元件上，导致弹性元件发生弱小的形变。
电阻应变片会随着弹性元件的形变而发生弱小的电阻变化。
这个电阻变化被称为应变，它是分量的直接测量指标。
2. 电桥电路为了测量电阻应变片的弱小电阻变化，电子秤通常采用电桥电路。
电桥电路由四个电阻组成，其中两个电阻是固定的，此外两个电阻是电阻应变片。
当物体放在电子秤上时，电阻应变片的电阻发生弱小变化，导致电桥电路中的电压差发生变化。
这个电压差被称为电桥输出信号。
3. A/D转换器电子秤的电桥输出信号是摹拟信号，需要经过A/D转换器转换为数字信号才干被电子秤的处理器处理。
A/D转换器将摹拟信号分成多个离散的电平，并将每一个电平对应的数字值存储在内存中。
这样就得到了物体的分量值。
4. 电子处理器电子处理器是电子秤的控制中心，它负责接收A/D转换器转换的数字信号，并进行处理和显示。
电子处理器通常会进行一些校准和修正操作，以确保测量结果的准确性。
它还可以提供一些额外的功能，如单位转换、分量累计等。
5. 显示器电子秤的显示器用于显示物体的分量值。
显示器可以采用液晶显示屏、LED显示屏等不同的技术。
它可以显示数字、符号等信息，以满足用户的需求。
总结：电子秤的工作原理是基于压力传感器和电子信号处理技术。
通过压力传感器测量物体的分量，然后通过电桥电路、A/D转换器和电子处理器将摹拟信号转换为数字信号，并进行处理和显示。
电子秤具有高精度、稳定性好、易于使用等优点，广泛应用于商业、工业、家庭等领域。
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传感器及测试技术
课程设计
课题名称：基于压力传感器的电子秤设计小组成员：
姓名：
学号：
班级：
指导教师：
说明：为满足实用电子称的设计要求，进行了各单元电路方案的比较论证及确定
统以AT89S52控制核心，选用了压力传感器，该传感器灵敏度高、线性度和复性好；
对于关键的ADC，经过充分比较、论证，最终选用了高分辨率信号调理ADC--AD7714，该芯片内集成了缓冲器、时钟发生器、可编程增益放大器、数字滤波器、∑-Δ调制
器以及电荷平衡式Ａ/Ｄ转换器等电路，由于ＡＤ7714采用了∑-Δ技术实现Ａ/Ｄ转换，具有线性度好、功耗低、增益可编程，无须前端信号调理等优点；系统选用DS12C887
作为日历时钟芯片，并存储标定系数，8279作为键盘管理芯片，采用内藏显示控制器
T6963C的点阵图形式显示器MGLS-240128T，接口简单，编程容易，美观大方。
最后
的实验表明，系统完全达到了设计要求，不但完成了基本要求，发挥部分的要求，还
增加了标定、时钟和过载提示三个创新功能。
1 设计方案包括基本要求，发挥部分及其它创新部分
1.1 基本要求
（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）重量显示：单位为公斤；最大称重为9.999公斤，重量误差不大于±0.005公斤；（3）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，最大金额数值为9999.99元，总价金额误差不大于0.01元；
（4）具有去皮功能和总额累加计算功能。
1.2 发挥部分
能显示购物清单，自拟10种商品名称或代号，清单内容包括：商品名称，数量，单价，金额，本次购物总金额。
（1）清单内容的商品名称等可使用代号显示；
（2）清单内容增加购货日期和收银员编号；
（3）清单内容在（2）的基础上增加售货单位名称，且全部内容采用中文显示。
1.3 创新部分
在完成基本要求和题目所提出的发挥部分要求的情况下，考虑到电子称实际应
用的需要，又增加了标定和时钟功能，另外由于实际当中，称可以有一定量的过载，
但不能超出要求的范围，为此我们还设计了过载提示功能。
2 单元电路的方案论证与电路参数计算
本系统要求设计并制作一个实用电子称，能称重、计价、汇总，并能显示购物清单、日期等。
根据上述设计要求画出的系统总体电路框图如图1所示。
图1 系统总体框图
2．1 A/D 转换器选择
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。
按设计要求：电子称最大称重为9.999公斤，重量误差不能大于±0.005公斤。
我们的理解是满刻度时，只能有±5g 的误差，精度要求较高，为0.05%。
A/D 转换器位数的选择：
传感器的灵敏度仅为1.8±0.08 mV/V ，在加上±5V 激励后，实测输出仅17mV 。
按上述精度要求，A/D 转换后，每位代表的重量不应高于：
λ＝99995＝2000
1，
所以至少需要N ＝11位ADC(其分辨率为2048
1
)，考虑前向通道中，传感器、信号
放大及调理电路等的精度损失，选用的AD 至少需要比计算高出2位以上，即至少需要14位的ADC ，因此，常用的12位逐次比较式的AD574A 、MAX197及4位半双积分式的TLC7135都不能满足要求。
方案：选用高分辨率信号调理ADC
经过多方比较、论证，最终，我们选择了美国AD 公司推出的一款24位分辨率的多路信号调理模数转换器件AD7714。
该芯片内集成了缓冲器、时钟发生器、可编程增益放大器、数字滤波器、∑-Δ调制器以及电荷平衡式Ａ/Ｄ转换器等电路，由于ＡＤ7714采用了∑-Δ技术实现Ａ/Ｄ转换，使它更加不受噪声环境的影响, 具有线性度好、功耗低、增益G=1~128可编程，无须前端信号调理、可编程低通滤波器截止频率等优良特性，非常适合于工业过程控制及便携式仪器应用中温度、压力等高精度测量。
ADC 与AT89S52的接口电路如图2所示，非常简单。
2．2 液晶显示电路
按题目要求，和实用的角度来说，显示部分最好是选用液晶显示器。
液晶显示器有段式、点阵字符式、点阵图形式等几种。
我们选择了平常训练时采用的点阵图形式显示器，型号为MGLS-240128T,内藏显示控制器T6963C。
虽不含字库，但接口简单，编程容易，美观大方。
当然，从实用的角度讲，应选择细长型的较好。
液晶显示器与MCU的接口如图3所示。
图2 AD7714与AT89S52的接口电路
图3 液晶显示器与MCU的接口
2．3 键盘电路
由于电子称需要设置单价（需一个设置键和十个数字键），还具有去皮、累计、标定、结算、确认、删除等功能，总共需设置18个键（包括一个复位键）。
考虑到单片机外围电路多，需要处理的任务多，为减轻单片机的负担，又使得键盘操作简单可靠，我们采用了键盘管理芯片8279，由于这是一种常用电路，它与单片机的接口电路不再赘述。
2．4 日历时钟电路
按发挥部分的要求，需要显示购货日期。
最简单的办法是在电路中增加了一颗日历时钟芯片。
既有串行接口的，如DS1302等，但他们往往需要外加电池，保证系统失电时保存数据，编程较麻烦；也有并行接口的，与RAM使用同一个插座，我们选用的是自带锂电池，解决了Y2K问题的DS12C887，它内部还具有114个RAM可供系统在调电后存储标定系数等数据。
与MCU的接口电路如图4所示。
芯片地址：0E000H-0E07FH 17
DB&AB
ALE
WR
RD
图4 DS12C887与MCU的接口电路
2．6 电源电路
系统需要＋5V电源，传感器需要±5V以上或＋10V以上的线性电源（不能用开关电源，否则称重数据不稳定）。
我们买了一块廉价的，具有＋5V，±12V输出的开关电源，＋5V直接作为数字电源，±5V 由±12V 通过LM7805和 LM7905进行DC/DC变换得到，效果非常好，物美又价廉。
3 软件设计
3．1 软件所实现的功能
①称重
②计价
③累计，去皮
④标定
⑤键盘、显示
⑥汇总
3．2 软件流程
系统的主程序流程框图如图5所示。
图7 系统的主程序流程框图
4测试方法与仪表
4．1 测试仪表
4位半数字万用表(MASTECH MY-65)，双踪示波器(YB4325)，从1g到1000g的砝码（两套），计算器
4．2 操作方法
◆把传感器放平，接通电源，显示主界面，预热30分钟内，零点有漂移属正常；
◆如果空称时显示不为零，可按去皮键清零；如需去除器皿皮重，先按去皮键，
再在器皿上放物件，则显示净重；
◆第一次使用或较长时间未用，则需用砝码标定；
◆如果物价重量超出测量范围，显示OVER!以示警告；
◆单价设置时，先按设置键，再用数字键输入单价，可使用删除键修改。
4．3 测试方法
◆电子称放平，预热30分钟以上；
◆把1g到10000g的砝码往称上放，读取显示重量；
◆设置单价，当物件重量变化时，读取相应的金额；
◆使用累计功能，读取总金额；
◆用1000g的砝码标称，标定功能；
◆使用汇总功能。
4．4 测试数据及测试结果分析
◆测试数据
按照操作方法，在实验室对1g到10000g的砝码进行测试,从小到大，然后从大到小，间隔一定时间，共测量10个来回，共20次；
◆测试结果及分析
表一：重量测试结果与误差分析
表二：单价金额计算误差分析(随机重量和单价)
5 结语
通过测试，系统完全达到了设计要求，不但完成了基本要求，发挥部分的要求，并增加了标定、时钟和过载提示三个创新功能。
我们自己也得到了很好的锻炼。
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单片机外围器件实用手册输入通道器件分册。
北京航空航天大学出
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