基于单片机的电子称设计毕业论文.doc

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1、目 录第一部分 设计任务与调研.1第二部分 设计说明.3第三部分 设计成果.5第四部分 结束语.9第五部分 致谢.10第六部分 参考文献.11第一部分 设计任务与调研1.毕业设计的主要任务1.1设计目标物品称重是市场交易中很基本的活动，是商业领域最基本的衡具。目前商业电子计价称应用很多普遍，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、使用寿命长，应用范围广，可以应用于商场、超市、家庭等场所等特点，要求设计实现称重、计算价格等主控功能电子称。1.2主要内容电子秤采用现代传感器技术、电子技术和计算机技术一体化的电子称量装置，设计要求如下：全称量在3

2、0Kg以下的电子秤;精确度：普通秤 1/100精密度1/1000 粗衡器1.2.设计的思路、方法等1.2.1设计思路利用压力传感器采集因压力变化产生的电压信号，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。1.2.2设计方法对称重的基本原理以及各软件、仿真模块做了认真的分析、研究。根据性能成本考虑，在以下几方面做了仔细的分析研究，主要有：系统模块的划分、A/D精度的考虑、单片机与外围模块的接口电路以及电子秤应用程序的实现等1.3.与本课题相关的资料数字电子技术基础模拟电子技术基础C程序设计传感器与检测技术单片

3、机原理与接口技术微机原理及接口技术微型计算机控制技术等；1.4.调研的目的和总结1.4.1调研的目的 传统的机械秤有很多缺点，比如精度不高，结构复杂，易老化，成本高等。随着 社会的发展，市场对秤的要求的越来越高，尤其是人体秤、厨房秤等各类便携式小型秤。电子秤与传统的机械秤相比有许多优越性，它用压力传感器取代机械秤的弹簧大大减小了秤的体积和制造难度，以LCD或LED显示屏取代传统的刻度盘使外形更加美观，由于内部集成了单片机以及软件系统，电子秤还拥有传统机械秤无法比拟的智能性。他可以完成过载报警，总价计算等众多功能。1.4.2调研的总结 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

4、、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。电子秤的应用领域主要分为工业计量和民用消费类。在工业计量应用领域有电子天平，珠宝秤，市场计价秤等；而民用秤主要有厨房秤，人体秤，便携式口袋秤等。工业计量应用对精度要求较高，而民用消费类的应用对精度的要求不高，但对秤的外观，智能性，便携性却有很高的要求。第二部分 设计说明2.1 理论分析称量重量通过秤体传递到称重传感器，传感器随之产生力，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(一般成正比关系)的电信号。此信号再由模/数器进行转换，数字信号再送到微处器的C

5、PU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。一般信号的A/D转换以及信号各种运算处理都在仪表中完成。 称重传感器即由非电量（质量或重量）转换成电量的转换元件，它是把支承力变换成电信号或其它形式的适合于计量求值的信号所用的一种辅助手段。按照称重传感器的结构型式不同，可以分直接位移传感器（电容式、电感式、电位计式、振弦式、空腔谐振器式等）和应变传感器（电阻应变式、声表面谐振式）或是利用磁弹性、压电和压阻等物理效应的传感器。在数字式的测

6、量电路中通常包括运算、变换、计数、寄存、控制和驱动显示等环节。2.2 设计方案2.2.1构思此系统由一块AT89C51单片机、复位电路、时钟电路、4*4矩阵键盘、LM4229液晶显示器、蜂鸣器、A/D0832转换电路、传感电路。 在本系统中用于称量的主要器件是称重传感器（一次变换元件），称重传感器在受到压力或拉力时会产生电信号，受到不同压力或拉力是产生的电信号也随着变化，而且力与电信号的关系一般为线性关系。由于传感器输出的为模拟信号，所以需要对其进行A/D转换为数字信号以便单片机接收，因此电路中需要用进行A/D转换。2.2.2.分析AT89C51是一种带4K字节闪烁可编程可擦除只读存储器（FP

7、EROMFlash Programmable and Erasable Read Only Memory）的低电压，高性能CMOS8位微处理器，俗称单片机。AT89C2051是一种带2K字节闪烁可编程可擦除只读存储器的单片机。单片机的可擦除只读存储器可以反复擦除100次。该器件采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。由于将多功能8位CPU和闪烁存储器组合在单个芯片中，ATMEL的AT89C51是一种高效微控制器，AT89C2051是它的一种精简版本。AT89C51单片机为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。2.3.作品特点 1

8、.实现远距离操作； 2.实现自动化控制； 3.数字显示直观、减小人为误差； 4.准确度高、分辨率强； 5.称量范围广； 6.特有功能：扣重、预扣重、归零、累计、警示等； 7.维护简单； 8.体积小； 9.安装、校正简单； 10.特种行业，可接打印机或电脑驱动； 11.智能化电子秤，反应快，效率高；第三部分 设计成果3.1.设计成果： 3.2.作品的特点： 1.实现远距离操作； 2.实现自动化控制； 3.数字显示直观、减小人为误差； 4.准确度高、分辨率强； 5.称量范围广； 6.特有功能：扣重、预扣重、归零、累计、警示等； 7.维护简单； 8.体积小； 9.安装、校正简单； 10.特种行业，可

9、接打印机或电脑驱动； 11.智能化电子秤，反应快，效率高；3.3.佐证材料： 1.华成英,童诗白.模拟电子技术基础 北京：高等教育出版社2013年5月P10-27 2.谭浩强.C程序设计.北京：清华大学出版社，2010年7月P70-80 3.周杏鹏.传感器与检测技术.北京：清华大学出版社，2010年9 月P34-20 4.李晓林. 单片机原理与接口技术.北京：电子工业出版社2010年1 月P50-57 5.马春燕. 微机原理及接口技术.北京：电子工业出版社2014年1月P45-55 6.潘新民，王燕芳.微型计算机控制技术.北京：高等教育出版2011年7月P40-70 7.康华光 .电子技术基础

10、.北京北京高等教育出版社2012年1月P11-21 8.赵晓安.MCU-51 单片机原理及应用.北京:天津大学出版社2013年3月P43-45 9.朱清慧，张凤蕊.Proteus教程 .北京：清华大学出版社2012年3月P34-44 10.阳鸿均.电子称与电子天平秤技术问答.北京：中国电力出版社2013年7月P27-34 第四部分 结束语随着集成电路和计算机技术的迅速发展，使电子仪器的整体水平发生巨大变化，传统的仪器逐步的被智能仪器所取代。智能仪器的核心部件是单片机，因其极高的性价比得到广泛的应用与发展，从而加快了智能仪器的发展。而传感器作为测控系统中对象信息的入口，越来越受到人们的关注。传感

11、器好比人体“五官”的工程模拟物，它是一种能将特定的被测量信息（物理量、化学量、生物量等）按一定规律转换成某种可用信号输出的器件或装置本次设计中的半桥电子秤就是在以上仪器的基础上设计而成的。因此，只有充分了解有关智能仪器、单片机、传感器以及各部分之间的关系才能达到要求。 首先是传感器的精密度，它将直接影响电子秤的称重准确度。课设时由于传感器发出的信号不是很稳定，所以称重时误差很大。如果使用精密度较高的传感器，效果会好的多。 其次是数据采集处理阶段，此阶段是对传感器发出的信号进行量化、采集，主要分为信号放大、采集，然后进行A/D转换。该阶段需注意的地方是对传感器输出的信号进行放大时，应选取合适的运

12、算放大电路。最好是预先计算好应放大的倍数，以便选取。还有就是进行数据处理时，选取适当的数据转换系数，使输出满足量程要求。第五部分 致谢 在本次毕业设计过程中，感谢我的学校，给了我学习的机会，在学习中，老师从选题指导、框架到细节修改，都给予了细致的指导，提出了很多宝贵的意见与建议，老师以其严谨求实的治学态度、高度的敬业精神、兢兢业业、孜孜以求的工作作风和大胆创新的进取精神对我产生重要影响。他渊博的知识、开阔的视野和敏锐的思维给了我深深的启迪。这篇毕业设计是在老师的精心指导和大力支持下才完成的。感谢所有授我以业的老师，没有这些年知识的积淀，我没有这么大的动力和信心完成这篇毕业设计。感恩之余，诚恳地

13、请各位老师对我的设计多加批评指正，使我及时完善不足之处。谨以此致谢最后，我要向百忙之中抽时间对本文进行审阅的各位老师表示衷心的感谢。 第六部分 参考文献 1.华成英,童诗白.模拟电子技术基础 北京：高等教育出版社2013年5月P10-27 2.谭浩强.C程序设计.北京：清华大学出版社，2010年7月P70-80 3.周杏鹏.传感器与检测技术.北京：清华大学出版社，2010年9 月P34-20 4.李晓林. 单片机原理与接口技术.北京：电子工业出版社2010年1 月P50-57 5.马春燕. 微机原理及接口技术.北京：电子工业出版社2014年1月P45-55 6.潘新民，王燕芳.微型计算机控制技术.北京：高等教育出版2011年7月P40-70 7.康华光 .电子技术基础.北京北京高等教育出版社2012年1月P11-21 8.赵晓安.MCU-51 单片机原理及应用.北京:天津大学出版社2013年3月P43-45 9.朱清慧，张凤蕊.Proteus教程 .北京：清华大学出版社2012年3月P34-44 10.阳鸿均.电子称与电子天平秤技术问答.北京：中国电力出版社2013年7月P27-3411