电子秤软件设计

毕业设计说明书电子秤软件设计学生姓名：武鹏飞学号：11050444X15学院：信息商务学院系名：自动控制系专业：电气工程及其自动化指导教师：余红英2015年6月中北大学信息商务学院2015届毕业设计说明书电子秤软件设计摘要电子秤在人们日常生活中应用广泛，本文设计一种基于单片机和高分辨率的模数转换芯片的高精度电子称。在模拟信号处理部分本系统采用精密的电桥压力传感器，通过差分输入的仪用运放INA321作为高阻抗输入的模拟前端，然后通过精密运放OPA2350组成可调增益放大器。在数字处理部分主要通过ADS1256高精度的24为模数转换芯片，结合精密的参考电源将模拟信号转换成数字信号。然后通过STC89C52单片机读取数字电压通过相关的查表计算显示在1602液晶上面。通过PROTEUS软件进行仿真，发现本方案实用可行。关键字：电子秤，单片机，DS18B20，DHT11中北大学信息商务学院2015届毕业设计说明书ElectronicscalesoftwaredesignAbstractElectronicscaleiswidelyusedinpeoplesdailylife.ThispaperdesignsahighprecisionelectronicweighingconversionchipbasedonMCUandhighresolution..Inanalogsignalprocessingpartofthesystemusesprecisionbridgepressuresensor,throughthedifferentialinputoperationalamplifierINA321ashighimpedanceinputanalogfrontend,followedbyPrecisionOpAmpOPA2350compositionandvariablegainamplifier.Inthedigitalprocessingpart,theanalogsignalisconvertedintodigitalsignalbythehighprecision24oftheADS1256andtheprecisionreferencepower.AndthenthroughtheSTC89C52microcontrollerreadthedigitalvoltagethroughtherelevantlook-uptableshowsin1602LCDabove.ThroughthesimulationofPROTEUSsoftware,itisfoundthattheschemeispracticalandfeasible.Keywords:electronicscale,microcontroller,DHT11,DS18B20中北大学信息商务学院2015届毕业设计说明书第Ⅰ页共Ⅱ页目录1引言...................................................................11.1课题研究背景.........................................................11.2国内外发展情况.......................................................11.3课题研究价值及意义...................................................32系统结构及软硬件介绍...................................................42.1电子称原理与结构.....................................................42.1.1电子称原理.........................................................42.1.2系统结构介绍.......................................................42.2STC89C52单片机.......................................................42.3ADS1256芯片介绍......................................................62.4显示器件选型.........................................................83电子称电路设计和元件使用...............................................93.1系统电源设计.........................................................93.1.1外部电源配置.......................................................93.1.2板载稳压电路.......................................................93.2单片机最小系统设计..................................................103.3信号放大电路设计....................................................123.3.1信号差分输入电路设计..............................................123.3.2可调整放大电路....................................................133.4模数转换电路设计....................................................143.51602液晶电路设计....................................................154软件设计及仿真........................................................174.1keilC51软件介绍及其使用............................................174.1.1keilC51软件介绍..................................................174.1.2单片机代码结构....................................................184.2系统运行流程........................................................184.3ADC驱动程序编写.....................................................18中北大学信息商务学院2015届毕业设计说明书第Ⅱ页共Ⅱ页4.3.1SPI接口时序.......................................................184.3.2SPI接口时序实现...................................................204.3.3模数转换芯片操作时序..............................................235程序仿真及调试........................................................265.1PROTEUS仿真软件介绍.................................................265.2PROTEUS电路绘制.....................................................265.3仿真调试............................................................276结论..................................................................28附录....................................................................29参考文献................................................................38致谢....................................................................39中北大学信息商务学院2015届毕业设计说明书第1页共39页1引言1.1课题研究背景现代社会的发展，对称重技术提出了更高的要求。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压缩、拉伸变形来实现计量的弹簧秤，居民用户使用的是国家已经明令淘汰的杆秤。多年来，人们一直期待测量准确、携带方便、价格低廉的便携式电子秤投放市场[1]。质量是测量领域中的一个重要参数，称重技术自古以来就被人们所重视。公元前，人们为了对货物交换量进行估计，起初采用木材或陶土制作的容器对交换货物进行计量。以后，又采用简单的秤来测定质量。据考证，世界上最古老的计量器具出土于中东和埃及，最古老的衡器和砝码出自于埃及。秤是最普遍、最普及的计量设备，电子秤取代机械秤是科学技术发展的必然规律。低成本、高智能化的电子秤无疑具有及其广阔的市场前景[2]。1.2国内外发展情况衡器是通过作用于被测量物体的重力来确定该物体质量的计量器具。在整个衡器的发展过程中，先后主要出现了六种类型的衡器：架盘天平、不等臂平台秤、吊车秤、倾斜象限杆秤、弹簧秤和自动秤。其中，不等臂平台秤（“十进制”）是当今动态轨道衡的鼻祖，至今它仍是最通用的一种秤。第一次世界大战后，由于金融贸易和工业发展的需要，急需能进行快速称量的衡器。机械式衡器在此期间得到很大的发展。当时以倾斜杠杆案称占绝大多数，读数装置除扇形度盘外，还有滚筒形度盘，从而扩大了读数范围并可附加价格标尺。以后又出现了用于工业的带双摆锤测量机构的圆形度盘指针式秤和成本低廉、带投影标尺的倾斜式杠杆秤[3]。第二次世界大战后出现了电子衡器，它主要由称重显示控制器、称重传感器和电器控制等部分组成，其发展过程与其它事物一样，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。近30年以来，工艺流程中的现场称量、配料定量称重、以及产品质量的监测等工中北大学信息商务学院2015届毕业设计说明书第2页共39页作，都离不开能输出电信号的电子衡器。这是因为电子衡器不仅能给出质量或重量值的信号，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[4]。电子衡器具有反应速度快、测量范围广、应用面广、结构简单、使用操作方便、信号远传、便于计算机控制等特点，计量精度高，而且实现了多功能、多用途。电子衡器已被广泛应用于各个行业，近年来愈来愈多地参与到数据处理和过程控制之中，使现代称重技术和数据系统成为工艺技术、储运技术、预包装技术、收货业务及商业销售领域中不可缺少的组成部分。电子秤是载于秤的台座、盘、钩上的物品的重量由传感器蠕变反应平衡，而由仪器数字显示的电子衡器。电子秤集机、电、仪于一体，具有多功能、高精度、快速和动态计量、稳定可靠等特