基于单片机控制的电子秤设计112

I目录摘要…………………………………………………………………IAbstract………………………………………………………………II1绪论…………………………………………………………………12系统方案论证与选型………………………………………………22.1控制器部分………………………………………………………32.2.传感器的选择……………………………………………………32.3.放大电路的选择…………………………………………………42.4.A/D转换器的选择………………………………………………62.5.键盘处理方案论证……………………………………………62.6显示电路的选择……………………………………………62.7超量程报警部分选择………………………………………73硬件电路设计……………………………………………………83.1AT89S52的最小系统电路………………………………………123.1.1AT89S52简介………………………………………………93.1.2单片机管脚说明……………………………………………93.1.3AT89S52的最小电路构成………………………………93.2.2A/D转换芯片与单片机接口电路设计…………………………153.3显示电路与单片机接口电路设计…………………………………113.4键盘电路与单片机接口电路设计…………………………………113.5报警电路设计……………………………………………………124系统软件设计……………………………………………………14II4.1主程序设计………………………………………………………154.2子程序设计…………………………………………………………184.2.1A/D转换启动以及数据读取程序设计……………………………184.2.2数制转换子程序设计……………………………………………194.2.3显示子程序设计………………………………………………214.2.4键盘扫描子程序的设计…………………………………………254.2.5报警子程序的设计……………………………………………26设计总结………………………………………………………………28致谢……………………………………………………………………29参考文献………………………………………………………………30附录……………………………………………………………………311基于单片机控制的电子秤设计摘要：本文设计的电子称是以单片机为主要部件，用汇编语言进行软件设计。通过传感器测量信号，用信号放大系统放大信号，经过A/D转换系统转换信号输送给CPU控制系统，通过LCD显示系统显示数据，键盘输入系统用来输入操作指令，阀值报警系统可以防止超量程损坏电子称。基本上实现了电子秤的基本功能。具备使用方便，直观，测量准确，成本低等特点。适应了现代社会发展的需求。在本设计中将智能化，人性化，自动化用在了电子秤的控制系统中。系统采用AT89S52芯片作为单片机的主控芯片，外围以称重电路，显示电路，报警电路，键盘电路等构成系统电路板，从而实现了自动称重的各种控制功能。关键词；电子称单片机AT89S52称重传感器A/D转换器LCD显示器2ElectronicdesignbasedonsinglechipmicrocomputercontrolAbstract：Thisarticleisbasedonsinglechipdesign,saidthemainelectroniccomponentsinassemblylanguageforsoftwaredesign.Measuredbythesensorsignal,amplifiesthesignalwithasignalamplificationsystem,afterA/DconversionsystemcontrolsignaltransmissiontotheCPU,LCDdisplaysystemdisplaysthedatathroughthekeyboardinputsystemforenteringinstructions,thethresholdalarmsystemtopreventover-rangedamagetoelectronicsaid.Basicallyrealizethebasicfunctionsofelectronicscales.Witheasytouse,intuitive,measurementaccuracy,andlowcost.Adaptedtotheneedsofmodernsocialdevelopment.Inthisdesignwillbeintelligent,humane,automatedelectronicscalesusedinthecontrolsystem.SystemusestheAT89S52chipasthemicrocontrollercontrolchip,theexternalloadassignedtothecitycircuit,displaycircuit,alarmcircuit,thekeyboardcircuitboardconstitutesasystem,enablingtheautomaticweighingofthevariouscontrolfunctions.Keywords：electronicscaleAT89S52loadsensorA/DconverterLCDdisplay3绪论1.1称重技术和衡器的发展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。1.2电子秤的组成以及工作原理电子称是利用物体的重力作用来确定物体质量的测量仪器，也可用来确定与物体质量相关的其他量的大小，参数，或特性。电子称一般由以下三部分组成。承重、传力复位系统，称重传感器，测量显示和数据输出的的载荷测量装置。当被称物体放置在秤体的秤台上时，其重量便通过秤体传递到称重传感器，传感器随之产生力－电效应，4将物体的重量转换成与被称物体重量成一定函数关系(一般成正比关系)的电信号(电压或电流等)。此信号由放大电路进行放大、经滤波后再由模/数（A/D）器进行转换，数字信号再送到微处器的CPU处理，CPU不断扫描键盘和各种功能开关，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、由仪表的软件来控制各种运算。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。一般地信号的放大、滤波、A/D转换以及信号各种运算处理都在仪表中完成。1.3设计思路目前,台式电子秤在商业贸易中的使用已相当普遍,但存在较大的局限性：体积大、成本高、需要工频交流电源供应、携带不便、应用场所受到制约。现有的便携秤为杆秤或以弹簧、拉伸变形来实现计量的弹簧秤,居民用户使用的基本是杆秤。弹簧盘秤制造工艺要求较高,弹簧的疲劳问题无法彻底解决,一旦超过弹簧弹性限度,弹簧秤就会产生很大误差,以至损坏,影响到称重的准确性和可靠性,只是一种暂时的代用品,也被列入逐渐取消的行列。微控制器技术、传感器技术的发展和计算机技术的广泛应用，电子产品的更新速度达到了日新月异的地步。本系统在设计过程中，除了能实现系统的基本功能外，还增加了打印和通讯功能，可以实现和其他机器或设备（包括上位PC机和数据存储设备）交换数据.除此之外，系统的微控制器部分选择了兼容性比较好的AT89系列单片机，在系统更新换代的时候，只需要增加很少的硬件电路，甚至仅仅删改系统控制程序就能够实现。另外由于实际应用当中，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和声光报警功能。综上所述,本课题的主要设计思路是：利用压力传感器采集因压力变化产生的电压信号，经过电压放大电路放大，然后再经过模数转换器转换为数字信号，最后把数字信号送入单片机。单片机经过相应的处理后，得出当前所称物品的重量及总额，然后再显示出来。此外，还可通过键盘设定所称物品的价格。主要技术指标为：称量范围0～5kg;分度值0.01kg;精度等级Ⅲ级;电源DC1.5V（一节5号电池供电）。这种高精度智能电子秤体积小、计量准确、携带方便,集质量称量功能与价5格计算功能于一体,能够满足商业贸易和居民家庭的使用需求。设计思路框图1.1AT89S52单片机压力传感器放大电路A/D转换器LCD显示器阀值报警按键输入6第二章系统方案论证与选型2.1CPU的选择方案本设计由于要求必须使用单片机作为系统的主控制器,而且以单片机为主控制器的设计，可以容易地将计算机技术和测量控制技术结合在一起，组成新型的只需要改变软件程序就可以更新换代的“智能化测量控制系统”。这种新型的智能仪表在测量过程自动化、测量结果的数据处理以及功能的多样化方面，都取得了巨大的进展。再则由于系统没有其它高标准的要求，又考虑到本设计中程序部分比较大，根据总体方案设计的分析，设计这样一个简单的的系统，可以选用带EPROM的单片机，由于应用程序不大，应用程序直接存储在片内，不用在外部扩展存储器，这样电路也可简化。INTEL公司的8051和8751都可使用，在这里选用ATMENL生产的AT89SXX系列单片机。AT89SXX系列与MCS-51相比有两大优势：第一，片内存储器采用闪速存储器，使程序写入更加方便；第二，提供了更小尺寸的芯片，使整个硬件电路体积更小。此外价格低廉、性能比较稳定的MCPU，具有8K×8ROM、256×8RAM、2个16位定时计数器、4个8位I/O接口。这些配置能够很好地实现本仪器的测量和控制要求最后我们最终选择了AT89S52这个比较常用的单片机来实现系统的功能要求。AT89S52内部带有8KB的程序存储器，基本上已经能够满足我们的需要。2.2传感器的选择在本设计中，传感器是个十分重要的元件，因此对传感器的选择也显得十分重要。不仅要注意其量程和参数，还要考虑与其相配置的各种电路的设计的难易程度和设计性价比等等。综合考虑,本设计采用SP20C-G501电阻应变式传感器,其最大量程为7.5Kg.称重传感器由组合式S型梁结构及金属箔式应变计构成，具有过载保护装置。由于惠斯登电桥具诸如抑制温度变化的影响，抑制干扰，补偿方便等优点，所以该传感器测量精度高、温度特性好、工作稳定等优点，广泛用于各种结构的动