电子秤设计与制作(1)介绍

2
C5 470UF
C10 104
C12 104
4007*4
3
蓄电池接口 6V4AH
U4 HT7550-1 1 R1 2K D3 ACLED Vin
G ND
变压器 输出11VAC
低压差稳压管
Vout 3
VCC
100UF
2
电源部分
C4
交流指示灯
C11 104
C6 100UF
C13 104
电子秤设计与制作
是否超载 报警
新值与上一次稳定值比较
表示是上升 过程
N
是否接近稳定 Y 表示是上升(或下 降)A/D值变化不大 累加次数n增加提高精度
是否有皮重
显示皮重标记
显示毛重
显示净重
重量送显示
返回
返回
总结或结论？
人有了知识，就会具备各种分析能力， 明辨是非的能力。 所以我们要勤恳读书，广泛阅读， 古人说“书中自有黄金屋。 ”通过阅读科技书籍，我们能丰富知识， 培养逻辑思维能力； 通过阅读文学作品，我们能提高文学鉴赏水平， 培养文学情趣； 通过阅读报刊，我们能增长见识，扩大自己的知识面。 有许多书籍还能培养我们的道德情操， 给我们巨大的精神力量， 鼓舞我们前进。
R1 R4 V e R 1 R 2 R 3 R 4
当：R1 = R2 = R3 = R4 = R R+△R1、R+△R2、R+△R3、R+△R4 R R1 R R4 V e R R 1 R R 2 R R 3 R R 4
显示电路 键盘电路
电子秤设计与制作
第二部分：实现案例
2、硬件设计与制作 2．A/D转换部分
AD部分 CS1180
VCC C14 20P C15 20P 1 Y1 2 4.9152M VCC
1
CS1180 DGND MCLK XTAL DGND REFP REFN AIN0 AIN1 DVDD DRDY SCLK SDO SDI CS AVDD AGND 16 15 14 13 12 11 10 9
V
e R1 R2 R3 R 4 4 R R R R
在力的作用下，R1、R3被拉伸，阻值增大，△R1、△R3正值，
R2、R4被压缩，阻值减小，△R2、△R4为负值。
根据应变片的灵敏度计算信号输出？
电子秤设计与制作
放大环节
根据电桥输出及A/D转换计算放大倍数？
写周期寄存器
A/D采样
是否有键按下
写电压增益寄存器
A/D数据处理
行列扫描读键码
读状态寄存器
零位跟踪
返回
清状态寄存器
重量显示
按键扫描流程图
按键扫描 执行按键功能
启动转换
返回
A/D数据处理(采用数组平均值法)
产生新的A/D值
重量显示流程
与上一次值累加
累加次数到n否 Y 取平均值递推放入数组中
N
A/D值乘以标定系数计算 出实际重量
第二部分：实现案例
电子秤设计 1、任务要求 设计一种小型、简便、精确度高的电子平台秤，量程20Kg， 分度值为5g，它用一个显示窗口来显示所称物体的重量。可 扩展功能是它具有置零、去皮、标定功能。 置零：在开机或称重过程中，仪表显示偏离零点且在称重范 围内，则可按[置零]键，显示零值并零点指示灯亮。 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，为用户提供一种方便的自动校准方式。
现代磅秤
传统磅秤
电子秤设计与制作
（二）电子秤的组成
1．电子秤的基本结构
(1)承重、传力复位系统
(2)称重传感器 (3)测量显示和数据输出的载荷测量装置
电子秤设计与制作
（二）电子秤的组成
2．电子秤的工作原理 • 被称物体放置在秤体的秤台上，其重量便通过秤体传递到称 重传感器 • 传感器产生力－电效应，将物体的重量转换成与被称物体重 量成一定函数关系的电信号 • 由放大电路进行放大、滤波 • 再由模/数（A/D）器进行转换 • 数字信号再送到微处器的CPU处理 • CPU根据键盘输入内容和各种功能开关的状态进行必要的 判断、分析、各种运算 • 运算结果送到内存贮器，需要显示时，CPU发出指令，从 内存贮器中读出送到显示器显示，或送打印机打印
第二部分：实现案例
2、硬件设计与制作 2．A/D转换部分
单片机最小系统设计由MCS—51系列的89C52和外 围的时钟电路和复位电路组成。 显示电路设计采用5位数码管动态显示，
这两部分内容与第一讲类似，再此不作重新设计。
电子秤设计与制作
第二部分：实现案例
3、软件设计与调试
软件设计需要有一个细致全面的过程，一般须先清楚的列出电子秤各部分 电路与软件设计的有关特点，并进行定义说明，以作为软件设计的根据。 在此基础上画出软件的功能流程图，程序流程图，再根据程序流程图用汇 编语言或高级语言写出。 电子秤要求有及时数据采集、处理、存结果、送显示的运行过程。根据这一 要求，电子秤的信息测量与处理分三个阶段： （1）在微处理器的控制下，经传感器转换的电压信号通过输入电路送A/D 转换器处理，变为相应的数字量，存入到数据存储器中。 （2）微处理器对采集的测量数据进行必要的数据处理，如特性补偿、数字 滤波、标度变换等。 （3）显示处理结果，把数据信号处理为显示及记录所要求的信号格式，通 过输出接口电路输出并显示与记录。
104 C17 VCC P1.0 P1.1 P1.2 P1.3
3 4 5
SENSOR 4 2 S+ R19 51 SR20 51 C25 0.1UF
3
C16 104 C24 0.1UF C26 0.1UF
6 7 8
VCC C18 104
传感器
传感器接口
滤波
ADC
电子秤设计与制作
第二部分：实现案例
2、硬件设计与制作 3．电源部分
电子秤设计与制作
一、基础知识学习 （一）电子秤概述 （二）电子秤的组成 （三）电子秤主要部件 二、案例 电子秤设计 1、任务要求 2、硬件设计与制作 软件流程图及程序设计 （一） 初始化程序设计 （二）主程序设计 （三）信号采样与A/D转换子程序的设计 （四）键盘/显示子程序设计
电子秤设计与制作
（一）电子秤概述
电子秤设计与制作
（三）电子秤主要部件
称重传感器 1．常用各种称重传感器: 电阻应变式、电容式、压磁式、压电式、谐振式等 2．电阻应变式称重传感器:电阻应变式称重传感器是把电阻应变计粘贴在弹性敏感 元件上，然后以适当方式组成电桥的一种将力（重量）转换成电信号的传感器。
电子秤设计与制作
若不考虑Rm，在应变片电阻变化以前，电桥 的输出电压为：
电子秤设计与制作
在实际的测量和控制系统中检测到的常是时间、数值都连续变化的物理量，这种连 续变化的物理量称之为模拟量，与此对应的电信号是模拟电信号。模拟量要输入到 单片机中进行处理，首先要经过模拟量到数字量的转换，单片机才能接收、处理。 实现模/数转换的部件称A/D转换器或ADC。
电子秤设计与制作
DRAWN BY JIMOOM
桥式整流
1
1
U2 LM7808 Vin
G ND
稳压管
Vout 3
D2
限流电阻
R2 2.2 2W 1
U3 LM7805 Vin
G ND
稳压管
Vout 3
VDD
T1 220V AC 4
D1 2
4007
BAT
2
C1 2200UF
C8 104
C2 470UF
C9 104
2 1
C3 470UF
1．电子秤的发展 （1）电子技术渗入衡器制造业 （2）电子秤步入社会 2．电子衡器的分类
一类是杠杆式：采用码盘、光栅、电磁平衡力矩器、同步感应器、陀螺传感器等。 另一类称重传感器：传感器式电子衡器，本题就是此类电子衡器。
3．电子衡器的发展动态 小型化：体积小、高度低、重量轻，即小薄轻。 模块化：采用模块式一体组合或分体组合。 智能化：与电子计算机组合 集成化：称重传感器与称重显示控制器一体化。 综合性：渗透到一些学科和工业自动控制领域。 组合性：测量范围任意设定；硬件修改和扩展；通信。
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第二部分：实现案例
3、软件设计与调试
输入接口数据采集 运算处理 输出接口 （ 驱动显示）
数据存储 格式化处理
特性补尝处理
记录显示用数据
开始 单片机初始化 A/D芯片初始化 从24C01读参数
主程序流程图
CS1180 A/D芯片初始化流程图
发串口同步
显示版本号
Leabharlann Baidu
写配置寄存器
笔画检测 (主循环程序)
电子秤设计与制作
第二部分：实现案例
2、硬件设计与制作 1．总体方案设计 按照电子秤设计要求，可确定电子秤电路由以下几部分组成。 电阻应变式称重传感器、CS1180A/D转换器、单片机最小系 统，数码管显示电路、键盘电路、电源电路。
其框图如下：
称 重 传 感 器
CS1180
A/D 转 换 器
单 片 机 最 小 系 统
电子秤设计与制作
（二）电子秤的组成
3．电子秤的计量性能 （1）量程： （2）分度值： （3）分度数： （4）准确度等级:
标志及等级 特种准确度 高准确度 中准确度 普通准确度 电子秤种类 基准衡器 精密衡器 商业衡器 粗衡器 分度数范围 n > 100 000 10 000 < n ≤100 000 1 000 < n ≤10 000 100 < n ≤1 000