电子秤的设计与实现

南阳理工学院本科生毕业设计（论文）学院：电子与电气工程学院专业：电气工程及其自动化学生：指导教师：完成日期2014年5月南阳理工学院本科生毕业设计（论文）电子秤的设计与实现DesignandImplementationofElectronicScales总计：25页表格：0个插图：17幅南阳理工学院本科毕业设计（论文）电子秤的设计与实现DesignandImplementationofElectronicScales学院：电子与电气工程学院专业：电气工程及其自动化学生姓名：学号：指导教师（职称）：评阅教师：完成日期：南阳理工学院NanyangInstituteofTechnology电子秤的设计与实现I电子秤的设计与实现［摘要］用单片机作为实现电子秤的中心控制单元，通过压力传感器对重力进行A/D转换单元，再加以键盘和显示电路以及软件来实现。电子秤不仅称量准确并且快速方便，最重要的是自动称重、数字显示对人们生活的影响越来越大，广受欢迎。本课题由单片机作为主控制系统，称量物体重量部分包括压力传感器、A/D转换器及显示单元，所以电子秤拥有了功能量多、性能价格比较高、功率损耗较低、控制系统方案简单、方便携带、运行速度很快、自动测量精准及自动化等特点。［关键词］重量；压力传感器；a/d转换器；数码管DesignandImplementationofElectronicScalesElectricalEngineeringandAutomationSpecialtyZHUYan-qingAbstract：MCUastheimplementationofelectronicscalescentralcontrolunitviaapressuresensorongravityfora/dconversionunit,coupledwithakeyboardanddisplaycircuitsandsoftware.Accurateelectronicscalesandweighingonlyquickandeasy,mostimportantly,automaticweighing,figuresshowtheimpactonpeople'slivesmoreandmore,themostpopular.Theissuebythemicrocontrollerasthemaincontrolsystem,weighingweightoftheobjectportionincludesapressuresensor,a/dconverteranddisplayunit,sotheamountofelectronicscaleshavemulti-function,highperformanceandlowcost,lowpowerconsumption,simplecontrolsystemsolutionseasytocarry,runfast,preciseautomaticmeasurementandautomationfeatures.Keywords:Weight;sensor;a/dconverter;digitron目录电子秤的设计与实现II1引言....................................................................11.1电子秤的研究背景....................................................11.2电子秤的国内外发展现状..............................................11.2.1电子秤国内外现状...............................................11.2.2电子秤的发展趋势...............................................11.3课题研究目的与意义..................................................22设计方案及元器件介绍....................................................32.1电子秤的基本工作原理................................................32.2电子秤设计要求......................................................32.3电子秤系统各模块的方案选型..........................................42.3.1A/D转换器.....................................................42.3.2传感器.........................................................42.3.3电子秤主控制系统核心...........................................42.3.4显示器.........................................................53硬件设计................................................................63.1电子秤硬件设计方案..................................................63.2单片机电子秤应用电路................................................63.3电子秤AD转换芯片HX711及其电路.....................................73.4称重传感器..........................................................83.5显示电路...........................................................103.6电源电路...........................................................124软件设计与结果.........................................................124.1软件流程...........................................................124.2Proteus仿真软件...................................................135硬件下载与调试.........................................................14结束语...................................................................17参考文献.................................................................18附录.....................................................................19致谢.....................................................................25电子秤的设计与实现11引言1.1电子秤的研究背景秤是一种在实际工作和生活中经常用到的测量器具。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。和传统秤相比较，电子秤利用新型传感器、高精度AD转换器件、单片机设计实现，具有精度高、功能强等特点。本课题设计的电子秤具有基本称重、键盘输入、计算价格、显示、超重报警功能。该电子秤的测量范围为0-5Kg，测量精度达到5g，有高精度，低成本，易携带的特点。电子秤采用数码管显示测量数据，比传统秤具有更高的准确性和直观性。另外，该电子秤电路简单，使用寿命长，应用范围广，可以应用于商场、超市、家庭等场所，成为人们日常生活中不可少的必需品。1.2电子秤的国内外发展现状1.2.1电子秤国内外现状目前，由于电子秤具有称量快、读数方便、能在恶劣条件下工作、便于与计算机技术相结合而实现称重技术和过程控制的自动化特点，已被广泛应用于工矿企业、能源交通、商业贸易和科学技术等各个部门、随着称重传感器技术以及超大规模集成电路和微处理器的进一步发展，电子称重技术及其应用范围将更进一步的发展，并被人们越来越重视。电子衡器产品量大面广、种类繁多，从通用的各种规格的电子秤到大型的电子称重系统，从单纯的称重、计价到生产过程检测系统的一个测量控制单元，其应用领域不断地扩大。根据近些年来电子称重技术和电子衡器的发展情况及电子衡器市场的需求，电子秤的发展动向为：小型化、模块化、智能化、集成化；其技术性能趋向于速率高、准确度高、可靠性高；其应用性趋向综合性、组合性。1.2.2电子秤的发展趋势电子秤的发展过程与其它事物一样，也经历了由简单到复杂，由粗糙到精密、由机械到机电结合再到全电子化、由单一功能到多功能的过程。特别是近30年以来，工艺流程中的现场称重、配料定量称重、以及产品质量的监测等工作，都离不开能输出电信号的电子衡器。这是由于电子衡器不仅能给出质量或重量信号，而且也能作为总系统中的一个单元承担着控制和检验功能，从而推进工业生产和贸易交往的自动化和合理化[1]。(1)小型化新研制的电子平台秤结构充分体现了体积小、高度低、重量轻(即小、薄、轻)的发电子秤的设计与实现2展方向。对于低容量的电子平台秤和电子轮轴秤，可采用薄型或超薄型的圆形称重传感器,这样不但降低了成本，而且提高了稳定性和可靠性。(2)模块化对于大型或超大型的承载器结构如大型静动态电子汽车衡等，己开始采用几种长度的标准结构的模块经过分体组合，而产生新的品种和规格。这种结构不仅提高了产品的通用性、互换性和可靠性，而且也大大地提高了生产效率和产品质量。同时还降低了成本,增强了企业的市场竞争力。(3)集成化小型电子平台秤、专用秤、便携式静动态电子轮轴秤、静动态电子轨道衡等，都可以实现秤体与称重传感器，钢轨与称重传感器，轨道衡秤体与铁路线路一体化。(4)智能化电子秤的称重显示控制器与电子计算机组合，利用电子计算机的智能来增加称重显示控制器的功能。使电子秤在原有功能的基础上，增加推理、判断、自诊断、自适应、自组织等功能，这就是当今市场上采用微机化称重显示控制器的电子秤与采用智能化称重显示控制器的电子秤的根本区别。(5)综合性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。例如在流量计量专业，如果采用称重法即质量流量法，只要将重量和时间测量准确大流量的测量问题就迎刃而解了。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。(6)组合性在工业称重计量过程或工艺流程中，不少称重计量系统还要求具有可组合性，即测量范围等可以任意设定；硬件功能向软件方向发展；软件能按一定的程序进行修改和扩展；输入输出数据与指令可以使用不同的语一言和条形码，并能与外部的控制和数据处理设备进行通信。1.3课题研究目的与意义随着自动化测试技术的发展，传统的称重系统在功能、精度、性价比等