无线电子秤设计报告

无线电子体重计制作

摘要

本文设计一种利用采用NRF24L01无线收发器和应变式压力传感器和STC-51单片机等器件制作的无线电子计价秤。该秤可以对15Kg量程范围内的物体进行称量，能实现称重、数码显示、计价等功能。同时该多功能电子计价秤具有调用清单、预存商品信息、掉电数据保护、SD卡存储、温度显示等功能。在精度方面采用非线性的补偿技术及数字滤波技术,提高了电子计价秤测量的稳定性和动态测量跟随性。系统运行良好,达到了较高的性能指标。

关键字：无线；NRF24L01无线收发器；应变式压力传感器；STC-51单片机

目录

第一章前言 (3)

1.1基本要求 (3)

1.2发挥部分 (4)

第二章设计思路 (4)

2.1方案选择 (4)

2.1.1系统方案 (4)

2.1.2显示器方案选择 (6)

2.1.3无线收发芯片选择 (6)

2.1.4温度传感器方案选择 (7)

2.1.5压力传感器方案选择 (7)

第三章硬件设计 (8)

3.1电阻应变式传感器电路 (8)

3.2低通滤波电路 (9)

3.3放大器电路 (9)

3.4A/D转换器 (10)

3.5按键模块 (11)

3.6温度显示模块 (11)

3.7液晶显示模块 (12)

3.8直流电源模块 (15)

3.9单片机最小系统模块 (15)

第四章软件设计 (17)

第五章总结 (18)

第一章前言

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。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。称重装置的应用已遍及到国民经济各领域，取得了显著的经济效益。因此，称重技术的研究和衡器工业的发展各国都非常重视。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。现今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。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。而本设计无线体重计正是当下比较适用的一款“智能”称重设备。1.1基本要求

（1）体重测量范围40kg～80kg，误差<0.5kg；

（2）显示位数3位，分辨率0.1kg；

（3）测温点到接收点距离>2米；

（4）可设置体重上限报警；

（5）接收点显示测重点数据及声光上限报警信号；

1.2发挥部分

（1）遥测距离>5米；

（2）误差<0.2kg；

（3）具有特色与创新；

（4）测量体重传输时间小于5秒；

（5）可存储5个人的体重信息并实现查询

第二章设计思路

本设计要制作一台无线电子体重计。要实现电子体重计的所要求的功能，我们需要选择合适的传感器，此传感器是将压力信号转化为电信号，传感器精度越高，转换的模拟电压稳定性越高，在此需要用低通滤波电路模块，对电信号进行整流滤波，再由放大器放大成满足A/D转换的电压条件，将转换后的数字量传至单片机中控制液晶显示，然后数据信号经无线电或红外线形式发送出去；接收器，接收到信号后，解调出原始信号并存储和显示体重值。

2.1.1系统方案

方案一：采用STC89C52单片机作为系统主控制器。STC89C52单片机是一种

低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8KB 的内存空间。具有8K 在系统可编程Flash 存储器。在单芯片上，拥有灵巧的8位CPU 和系统可编程Flash ，使得STC89C52单片机为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、超有效的解决方案。具有40个引脚，其中有32个I/O 引脚。具有以下标准功能：8KB 字节Flash 、512字节RAM 、32位I/O 口线内置4KB EEPROM MAX810复位电路等等。通过把通用的8位CPU 与可在线下载的Flash 集成在一个芯片上，STC89C52单片机便成为一个高效的微型计算机。系统原理图如下图所示：

方案二：采用ATmega16单片机作为系统主控制器。Atmel 公司的ATmega16单片机具有先进的RISC(精简指令集计算机)结构、非易失性程序和数据存储器，16 kB 可编程Flash 存储器、512 B 的EEPROM

和1 kB 片内SRAM ，具有丰富的外设接口，其USART(通用同步和异步接收器和转发器)是一个高度灵活的串行通信设备，SPI(串行外设接口)允许ATmega16与外设或其他AVR 器件进行高速的同步数据传输。内部集成高精度10位A/D 转换器。系统原理框图如下图所示：

方案一中STC89C52单片机的应用范围广，可用于解决复杂的控制问题，且成本较低，性价比高。由于其内部没有集成A/D 器，因此它需要外接A/D 转换电路，相对比较复杂，但是成本低，性价比高。方案二中ATmega16单片机作为主