基于单片机的智能电子秤设计范本

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HUAIHAI INSTITUTE OF TECHNOLOGY
本科毕业设计
基于单片机的智能电子秤设计
Desig n of in tellige nt electro nic scale based
on
MCU b5E2RGbCAP
学院：电子工程学院
专业班级：电子信息工程DZ电子091班
学生姓名：孙昕学号：2011140603
2013 年 6 月
基于单片机的是能电子秤设计
摘要：伴随着广泛应用的微电子技术，人们对电子秤的要求越来越高。

本电路的控制核心为AT89S52单片机，和称重电路，显示电路，键盘电路一起构成的智能称重系统，自动称重系统，以实现各种不同的控制功能。

这个系统是为了电子称的称重、计算价格还有数据处理进行钻研的。

为了
详细说明如何用单片机对采样的数据进行处理，本实验研究了对数据采集、转换、计算等问题。

并且讨论了单片机系统中最重要的计算问题，讨论的结果表明用本系统用软件设计的话将会是系统更加完美。

本文给出了智能电子硬件设计，详细的分析了基础上已知软件的电子控制方法。

可以说，本设计完成的电子秤在最大程度上满足了应用的需求。

本设计中的电子秤有很多特点，如功耗低、性价格比高、简单方便的系统设计、速度快、测量的数据准确等特点。

因为单片机控制的电子称不仅构造一目了然，而且制造的资金也很少，因此大部分的人们都很喜爱，本文将对于这些进行详细讨论。

关键词:AT89S52,压力传感器，单片机，A/D转换
Design of intelligent electronic scale based on MCU
Abstract: With the exte nsive applicatio n of microelectro nics tech no logy, people have become increasingly demanding electronic scales. The core of the control circuit for the AT89S52 microcontroller, and weighing circuit, display circuit, keyboard circuit together constitute the intelligent weighing system, automatic weighi ng system, in order to achieve a variety of con trol functions.
This system is known for electronic weighing, calculating prices have to delve into the data processing. For detailed instructions on how to use microcontroller sampled data process ing, this experime ntal study on data acquisiti on, conv ersi on, calculation and other issues. SCM system and discusses the most important calculation discussed results show the system used with the software design, then the system will be more perfect. In this paper, intelligent electronic hardware design, based on a detailed analysis of the electronic control method known software. It can be said, the design is completed electronic scales to the maximum exte nt to meet the applicati on requireme nts. The desig n of the electro nic scale has many characteristics, such as low power consumption, sexual price is high, the system desig n is simple and convenien t, fast, and accurate measureme nt data characteristics. Because microprocessor con trolled electr oni cs, said not only con struct a gla nee, and made very little mon ey, so most of the people were like, this article will discuss these in detail.
Keywords: AT89S52； pressure sensqr microcontroller ；A/D conversion
目录
1.绪论 ............................ 5 p1EanqFDPw
1.1 电子秤的发展现状和发展趋势............................. 5DXDiTa9E3d
1.2 项目研究的意义................................................................ 6..RTCrpUDGi T
1.3 可行性分析................................................................ 6..5PCzVD7Hx A
2.系统方案论证与选型 ...................... 6jLBHrnAILg
2.1 设计要求............................................... xH6AQX74J0X
2.2 整体功能................................................................ 7..L.DAYtRyKf E
2.3 电子秤的工作原理....................................... 7..Zzz6ZB2Ltk
2.4 总体设计方案........................................... 8..dvzfvkwMI1
3. 系统硬件设计......................... 8rqyn14ZNXI
3.1 单片机概述............................................. Em8xvxOtOco
3.2 AT89S52 单片机简介 .................................... 8..SixE2yXPq5
3.3 最小系统电路.......................................... 1..16ewMyirQFL
3.4 键盘电路............................................................... 1..2kavU42VRU s
3.5 时钟电路.............................................. 1..
4.
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3.6 液晶显示电路............................................................... 1..5M2ub6vSTn P
3.7 压力感应电路............................................................... 1..70YujCfmUC w
3.8 电源电路............................................................... 2..0eUts8ZQVR d
3.9 本章小结...............................................
2sQ0sAEJkW5T
4 系统软件设计 ........................ 20GMsIasNXkA
4.1 编程语言及开发工具的选择...............................
2T1IrRGchYzg
4.2 主程序设计............................................................... 2..17EqZcWLZN X
4.3 显示模块流程图及子程序的设计........................... 2. 2lzq7IGf02E
4.4 按键处理程序
2..3zvpgeqJ1hk
4.5 本章小结............................................... 2.
5.
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5 系统仿真及调试 ....................... 251nowfTG4KI
5.1 Proteus ISIS 简介[8] ................................................................................................................................................................................................................... 2..5fjnFLDa5Z o
5.2 keil 简介................................................................ 2..5tfnNhnE6e 5
5.3 出现的问题和解决方法..................................
2H6bmVN777sL
5.4 keil 与proteus 联合仿真及调试...........................
26V7l4jRB8Hs
5.5 本章小结.............................................. 2..9.
83lcPA59W9
致谢........................... 30 mZkklkzaaP
参考文献........................... 31AVktR43bpw
1. 绪论
1.1 电子秤的发展现状和发展趋势
1.1.1 电子秤的发展现状[1]
这几年来，我们的电子称重系统发展的很快。

已经从最初的机电结合，发展至如今的数字和智能。

电子称重技术从静态到动态称重发展，从模拟到数字测量
发展，从单一到多参数测量发展。

现在在很多的发达国家在电子称重力这方面有了很大的提高。

他们不断有创新的品种和结构，不断扩大应用范围和技术功能。

在信息时代正在逼近的时候，数字化电子秤和数字称重系统在各个高端系统中的应用范围是越来越广泛了。

它作为一种称重计量方式，丰富的应用于各大中型市场、物流配置中心、工厂等，而且作为工组成了工业控制和商业管理系统的一个重要部分，它的作用有：缩短工作时间，改良操作的条件，减少能源和材料的消耗，加强和改善企业管理与经营管理等多个方面，称重设备已经应用到国民经济领域，并取得了明显的经济效益。

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1.1.2 电子秤的发展趋势[2] 台式的电子秤在买卖中的相当高的使用率，但是它只能应用
在特定的地点。

电子秤的应用程序性能的产品往往有更多的集成和组合性。

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(1) 小型化
新研制的电子秤的发展方向逐渐趋向于体积小、高度低、重量轻。

那些量程
比较小的电子秤，为了能提高了稳定性和可靠性并且减少投入资金。

应该采用薄
型或超薄型的圆形称重传感器[3]。

然而，对于那些对所称重量要求中等或者较大的
电子秤，开始采用方形或长方形闭合截面的薄型钢焊接而成的秤体，这种秤体结构的发展前途是很可观的。

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(2) 模块化
对于那些大型或超大型的载体结构，所采用的模块的标准结构有很多长度可供选择的。

先是分开然后再通过组合去产生一些新的产品规格。

这样的构成，不但是提高了产品的通用性、互换性和可靠性，而且也提升了产品的生产效率和产品质量[4]。

与此同时也减少了材料本身所需的成本，并且加强了企业的竞争力。

(3) 综合性uEh0U1Yfmh
电子称重技术的发展规律是不断的加强基础研究并扩大应用，扩展新技术领域，向相邻学科和行业渗透，综合各种技术去解决称重计量、自动控制、信息处理等问题[5]。

例如在统计流量这个专业，假如使用称重法，只要测量精准的重量和时间，测量大流量的问题自然而然就解开了。

现代商业系统还要求商用电子计价秤能提供各种销售信息，把称重与管理自动化紧密结合，实现管理自动化。

这就要求电子计价秤能与电子计一算机联网，把称重系统与计算机系统组成一个完
整的综合控制系统[2]。

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1.2 项目研究的意义
随着社会的不断发展和科技的不断进步，各式各样的电子新科技走进了我们的日常生活，让我们的生活变得越来越方便。

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以前出现的量具多是杆秤或盘秤，1970年代开始出现了电子秤。

之前的电子秤大部分都是用模拟电路去实现，现在电子技术日新月异, 古老的称重系统在功
能、精度、智能化、性价比等方面是很难达到人们的要求的。

数字芯片的成本也一年比一年少，模拟控制已渐渐地被数字控制替代，电子秤的模式也大多数都围绕着微处理器来设计，使精度和可靠性都有了明显的提高。

同时，也提高了仪器设备的可操作性和可维护性，使用价值也很高。

综上所述，有计划有目标地制定出一套电子秤系统并且让他能有实用的价值，尽量地克服系统的不对的地方，对于减少电子秤在系统应用中的缺点，具有现实意义。

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1.3 可行性分析
理论可行性：
理论上来讲，电子秤是有由以下部分组成: 称重传感器，放大器，显示器，键盘。

并且，每一部分都相对应有相关的元器件，而且，会有相关的技术去履行它，而且现在相关单片机的系统运用技术也已很成熟，在很多地方能用得到。

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经济可行性：
因为我们做的电子秤是个简易器件，所以不需要很多的金钱投放，而且有易实行，性价比高，能够方便日常生活。

技术可行性：
应用C语言开发计算器，可以得心应手，为用户提供非常友好、易实行的用户界面、具有完整和强大的数据操作能力。

BkeGuInkxI 社会可行性：
电子秤是在社会生活中的运用非常多，大家都不能缺少它。

2. 系统方案论证与选型
2.1 设计要求
本设计，需要用单片机作为内核，加上一定的外围电路和软件设计，实现智能电子秤系统的设计，本设计任务可以分为硬件设计和软件设计。

硬件部分包括：键盘模块、系统控制模块、显示模块等。

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设计技术要求：
（1）熟练的使用protues和keil软件；
（2）选择恰当的单片机并且配以外围电路设计。

最终能仿真实现。

其他要求：
能实现计算、显示和调整数值等多种功能，具有准确度高、实时性好等特点。

2.2整体功能
（1）采用高精度电阻应变式压力传感器，测量量程0-100kg，测量准确度可达5g。

（2）采用电子秤专用A/D转换器芯片对传感器信号进行调整和转换。

（3）采用ATC89S52单片机作为控制核心，实现称重、计算价格等主控功能。

（4）采用LCD液晶屏去显示称重重量、单价、总价等信息。

（5）采用计算器键盘进行人机交互，计算器的键盘容量大，而且运用很方便。

2.3电子秤的工作原理
如果要进行对电子秤的探讨，就必须要从它的工作原理说起。

电子秤中的压力传感器的作用是非常重要的，通常情况下压力传感器常采用电阻应变式，这时候，传感器有点像是中间人的感觉，即当把要称的东西摆放在秤台的那一刻，它的重量就会传达到压力传感器中，传感器随后便会使这个物件有多重就都会转成电信号。

放大电路将该信号进行放大，滤波后由A/D转换器开始转变，然后将数字信号传送到微处器的CP处理，CP它就会不停地检测键盘，然后辨别和分析被打入键盘里的内容，由其软件部分来控制各种运算⑹。

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根据本设计对功能的要求，系统由5个部分组成：时钟电路，复位电路，键盘电路，液晶显示电路，称重电路。

本系统的设计框图如图2-1所示。

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图2-1电子秤结构框图
2.4 总体设计方案
本设计中，处理前端信号的时候，选用的措施有放大、A/D 转换等，尤其在液晶显示这块采用LCD显示器。

这几点紧紧抓住了这个设计的重中之重，也能够显示那个被称东西的重量及价格。

LCD显示器的使用大大节省了I/O 口的使用。

目前单片机技术已经比较成熟，功能也更强大，测得的信号被放大转入单片机，由单片机根据相应的数据关系，处理测量信号显示被测物体的重量。

单片机适用的控制系统它实现的功能一定不能很复杂。

它优点有有很多。

但它也有缺点，就是外面的电路不简单，而且，编写的程序比较繁琐。

结果就是，如果使用这一个方案就会给自己的设计添加难度。

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3. 系统硬件设计
3.1 单片机概述
单片机又称单片为控制机器。

它是计算机技术的在不断发展过程中的一个重要的标志，它标志着计算机正式发展为通用计算机系统和嵌入式计算机系统两大分支。

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3.1.1 单片机的发展状况[7]
单片机有着简短精湛的历史，它的产生与发展基本上和微处理器同步。

它具
有轻质量、小体积、成本低等优点，这也为它的发展做了铺垫。

并且，通过研究单片机有利于学习计算机原理与结构，它最早是被用在工业控制领域。

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3.1.2 单片机的发展趋势
（1）低功耗CMOS化。

CMOS电路有着非常多的优点，如极宽的工作范围、
极佳的本质低功耗及功耗管理特性等，形成了嵌入式系统独特的低功耗及管理应用技术。

随着对单片机功耗要求越来越低，单片机逐渐都要采用CMOS。

bR9C6TJscw （ 2 ）主流与多品种共同存在。

在特定的一段时期内，某一种单片机的垄断局面将会不在存在，而是走向相互补充相互依靠、相互促进、共同发展之路。

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（3）基于串行方式的外围设备扩展。

（4）微型单片机。

现在的产品要求占地方少、拿起来不费力的现象有很多，这就要求MCU 除了强大的功能和消耗少以外，也要求其占地方少。

单片机构造的系统正逐步向小型化、微型化的方向发展[7]。

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3.2 AT89S52 单片机简介
AT89S52单片机是ATMEL公司推出的高档、增强型产品。

它是一个消耗低性能却很高的CMOS位微控制器，其片内含有通用8位CPU和ISP Flash存储单元，8k Bytes ISP(In-system programmable是可反复擦写1000 次的Flash 只读程序存储器，片上Flash 允许程序存储器在系统可参与编程，它也适用于常规编程器。

ATMEL公司的高密度、非易失性内存技术被用在制造器件上，兼容标准MCS-51 指令系统及80C51 引脚结构，在单个芯片上，拥有灵巧的8 位CPU 和在系统可编程Flash，使得AT89S52为许多嵌入式控制应用系统提供高灵活、具有高成本效益的解决方案[8]。

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3.2.1 主要特性
兼容MCS-51指令系统
3个16位可编程定时/计数器式
2个全双工UARTI行中断通道
2 个外部中断源中断唤醒掉电模式
灵活的ISP 字节和分页编程
它工作的电压基本上是 4.5-5.5V
时钟频率O-24MHz
256x8BIT 内部RAM 低功耗
空闲和掉电模式三级加密程
序存储器电源关闭标识
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