簡(jiǎn)易電子秤(改)

G題：簡(jiǎn)易電子秤摘要如今，市場(chǎng)上的電子產(chǎn)品越來(lái)越多，具有更多功能和精確測(cè)量特點(diǎn)的電子秤也受到了歡迎，因?yàn)樗梢詾樯碳夜?jié)約成本，減少稱(chēng)重耗時(shí)，進(jìn)而提高商家工作效率。電子稱(chēng)具有精確度高，簡(jiǎn)單實(shí)用，成本低，攜帶方便，測(cè)量準(zhǔn)確，分辨率高，易于制作，價(jià)格便宜等特點(diǎn)。其電路構(gòu)成主要有測(cè)量電路，放大電路，A/D轉(zhuǎn)換電路，顯示電路。其中測(cè)量電路中最主要的原件是電阻應(yīng)變式傳感器，；放大電路是對(duì)傳感器輸出的微弱的模擬信號(hào)進(jìn)行放大，以滿(mǎn)足A/D轉(zhuǎn)換器對(duì)輸入信號(hào)電平的要求；A/D轉(zhuǎn)換器的作用是將模擬信號(hào)變成數(shù)字信號(hào)，進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，然后把數(shù)字信號(hào)輸入到顯示電路中去，最后由顯示電路顯示測(cè)量結(jié)果。本作品就是基于應(yīng)變電阻片做傳感器的簡(jiǎn)易電子稱(chēng)。關(guān)鍵詞：電子稱(chēng)應(yīng)變電阻片單片機(jī)轉(zhuǎn)換器顯示目錄

第一章設(shè)計(jì)任務(wù)及要求L1.1設(shè)計(jì)任務(wù)：設(shè)計(jì)并制作一個(gè)以電阻應(yīng)變片為稱(chēng)重傳感器的簡(jiǎn)易電子秤，電子秤的結(jié)構(gòu)如右圖所示。如右圖所示，鐵質(zhì)懸臂梁固定在支架上，支架高度不大于，支架及秤盤(pán)的形狀與材質(zhì)不限。懸臂梁上粘貼電阻應(yīng)變片作為稱(chēng)重傳感器。L1.2設(shè)計(jì)要求：（）電子秤可以數(shù)字顯示被稱(chēng)物體的重量，單位克（）；（）電子秤稱(chēng)重范圍；重量小于，稱(chēng)重誤應(yīng)變片差小于；重量在及以上，稱(chēng)重誤差小于；應(yīng)變片（3）電子秤可以設(shè)置單價(jià)（元/克），可計(jì)算物品金額并實(shí)現(xiàn)金額累加；（）電子秤具有去皮功能，去皮范圍不超過(guò)第二章方案論證與篩選方案一：通過(guò)稱(chēng)重電橋產(chǎn)生電壓信號(hào)，在經(jīng)放大電路把信號(hào)放大后輸入轉(zhuǎn)換芯片進(jìn)行轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換后的輸出量輸入單片機(jī)，由單片機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和對(duì)轉(zhuǎn)換器的控制，再由單片機(jī)輸出，通過(guò)顯示電路進(jìn)行顯示，此方案的優(yōu)點(diǎn)是控制性好，電路簡(jiǎn)單，缺點(diǎn)是數(shù)據(jù)量大且存儲(chǔ)器存儲(chǔ)容量有限，單片機(jī)需要編寫(xiě)程序進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，且外圍電路比較復(fù)雜，故不采用。方案二：以單片機(jī)控制核心，實(shí)現(xiàn)電子秤的基本控制功能。系統(tǒng)可以分為最小系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集、人機(jī)交互界面和系統(tǒng)電源部分。最小系統(tǒng)部分主要包括和經(jīng)典復(fù)位電路;數(shù)據(jù)采集部分由稱(chēng)重傳感器、信號(hào)放大和轉(zhuǎn)換部分組成，信號(hào)放大和轉(zhuǎn)換部分主要由專(zhuān)用型高精度位轉(zhuǎn)換芯片實(shí)現(xiàn)；人機(jī)交互界面為鍵盤(pán)輸入和點(diǎn)陣式液晶顯示，主要使用矩陣鍵盤(pán)和128液6晶4顯示器，可以方便的輸入數(shù)據(jù)和直觀的顯示數(shù)據(jù)。該電子秤可以實(shí)現(xiàn)基本的稱(chēng)重功能。系統(tǒng)在稱(chēng)量時(shí)還具有超量程報(bào)警功能。整個(gè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用方便，功能齊全，精度高，具有一定的開(kāi)發(fā)價(jià)值。系統(tǒng)模式圖如下

第三章電路與程序設(shè)計(jì)3稱(chēng)重傳感器電.子1秤的工作原理：把電阻做成貼片，四片相同阻值的貼片分別兩橫兩豎地貼在幾何尺寸均勻的金屬?gòu)椥泽w的表面上，它們組成一個(gè)全橋式測(cè)量電路，電橋的輸入端接上恒定的直流電源，輸出端就是金屬體受力時(shí)的輸出信號(hào)。這種橋式測(cè)量電路，可以靈敏地測(cè)量極微小的電阻變化。當(dāng)物體放于秤盤(pán)上，彈性體受物體重力的作用，彈性體便產(chǎn)生彈性形變，粘在其表面的電阻應(yīng)變片隨其同步地變形，因而改變了它們的電阻值，電阻應(yīng)變片的長(zhǎng)度，截面積，電阻率均隨之發(fā)生變化。由于電阻應(yīng)變片組成的橋式電路是平衡的，電阻應(yīng)變片的電阻變化會(huì)引起電橋的不平衡，從而輸出電壓信號(hào)，該信號(hào)與物體的質(zhì)量成正比。通過(guò)彈性元件，電阻應(yīng)變片和測(cè)量電路從而實(shí)現(xiàn)了電信號(hào)間的線(xiàn)性轉(zhuǎn)變。該信號(hào)經(jīng)

放大電路放大輸出到A/D轉(zhuǎn)換器，轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)輸出到CPU運(yùn)算控制，CPU不斷掃描鍵盤(pán)和功能開(kāi)關(guān)，根據(jù)鍵盤(pán)命令以及程序?qū)⒔Y(jié)果輸出到顯示器。3.1電.阻2應(yīng)變片的測(cè)量原理為：金屬絲的電阻值除了與材料的性質(zhì)有關(guān)之外，還與金屬絲的長(zhǎng)度，橫截面積有關(guān)。將金屬絲粘貼在構(gòu)件上，金屬絲受拉(F>0),阻值增大，金屬絲受壓(F<0)，阻值減小，這樣就實(shí)現(xiàn)了力到阻值的轉(zhuǎn)變。dR/R=Ks*s用應(yīng)變電阻片搭成的橋式圖如下當(dāng)時(shí)，橋式電路處于平衡，此時(shí)才能測(cè)出應(yīng)變量。支.架3和秤盤(pán)材料選用：采用一個(gè)寫(xiě)字板作為秤的底座，確保稱(chēng)重盤(pán)里加物品和不加物品時(shí)底座都不會(huì)傾倒，另外將鐵質(zhì)懸臂固定在支架上，貼上應(yīng)變電阻片，下面由細(xì)線(xiàn)連接紙盒做成一個(gè)秤盤(pán)。位轉(zhuǎn)換芯片是一款專(zhuān)為高精度稱(chēng)重傳感器而設(shè)計(jì)的位轉(zhuǎn)換器芯片。管腳說(shuō)明如圖所示：■■電路電路VSUP1-1?16穩(wěn)壓電路控制輸出BASE匚215模擬電源AVDD1-3■■電路電路VSUP1-1?16穩(wěn)壓電路控制輸出BASE匚215模擬電源AVDD1-314稔小電路控制輸入VFB匚413模擬地AGND二512參芍電源輸川VBG611通道A負(fù)輸入端INNA二710通道A正輸入端TNPA匚89口二DVDDRATEX0DOUTPDSCKINPBINNB數(shù)字電源輸111數(shù)據(jù)理率品振輸入巾II墳捌輸出斷電和小II時(shí)通道B負(fù)輸入京需要的外圍電路，量有集成度高、響應(yīng)速度快、抗干擾性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。該芯片與后66端芯片的接口和編程非常簡(jiǎn)單，所有控制信號(hào)由管腳驅(qū)動(dòng)，無(wú)需對(duì)芯片內(nèi)部的寄存器編程。輸入選擇開(kāi)關(guān)可任意選取通道或通道，與其內(nèi)部的低噪聲可編程放大器相連。通道的可編程增益為或，對(duì)應(yīng)的滿(mǎn)額度差分輸入信號(hào)幅值分別為土或土。通道則為固定的增益，用于系統(tǒng)參數(shù)檢測(cè)。芯片內(nèi)提供的穩(wěn)壓電源可以直接向外部傳感器和芯片內(nèi)的轉(zhuǎn)換器提供電源，系統(tǒng)板上無(wú)需另外的模擬電源。芯片內(nèi)的時(shí)鐘振蕩器不需要任何外接器件。上電自動(dòng)復(fù)位功能簡(jiǎn)化了開(kāi)機(jī)的初始化過(guò)程。高精度高增益位芯片具有以下特點(diǎn)：1）兩路可選擇差分輸入；2）片內(nèi)低噪聲可編程放大器，可選增益為64和12；8片內(nèi)穩(wěn)壓電路可直接向外部傳感器和芯片內(nèi)轉(zhuǎn)換器提供電源；4）片內(nèi)時(shí)鐘振蕩器無(wú)需任何外接器件，必要時(shí)也可使用外接晶振或時(shí)鐘；5）上電自動(dòng)復(fù)位電路；6）簡(jiǎn)單的數(shù)字控制和串口通訊：所有控制由管腳輸入，芯片內(nèi)寄存器無(wú)需編程；可選擇或的輸出數(shù)據(jù)速率；同步抑制和的電源干擾；耗電量（含穩(wěn)壓電源電路）：典型工作電流：斷電電流：p；10工）作電壓范圍：2.6~；5.5V-3.3單片機(jī)控制電路P37：＜TAL2XTAL]GNUPSEN

P37：＜TAL2XTAL]GNUPSEN引.腳1圖如下T2/PL.0[T2EX/P1..1P1B2P1-3[,P1.4?,P1.S1F1.1P1.7|RST!EXD/P3.O[TXLJ/P3.1:IfiTO/P3.2亡IMTL/P3.3[T0/P3.11T1/P3.51一；W7P3.6LRD/P3.7tXTAL2!XTALlSSBvccPO.0/AD0FOl1,/AD1FO.AT2P0.3/4D363ET31S33q占3210冶3111區(qū)3D12Q29132?1427152616251724.1323192Z2021PC*.4/AD4P口一&/AD5FD.45/jUJBPd7/AD7KAALE/FROGP3ENP2.7/A15PE.6/Al4F2.5/A13F3.4/Al2F2.3/A11P2.2/AiaPZ.1/AAP2.G/A8ETCS9c5￡RC弓|腳圖它具有以下標(biāo)準(zhǔn)功能：字節(jié)，字節(jié)，位口線(xiàn)，看門(mén)狗定時(shí)器，內(nèi)置部中斷，一個(gè)7定時(shí)器，內(nèi)置部中斷，一個(gè)7向量E復(fù)位電路，個(gè)級(jí)中斷結(jié)構(gòu)（兼容傳統(tǒng)51的6位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器，4個(gè)外向量2級(jí)中斷結(jié)構(gòu)），全雙工串行口。另外可降至靜態(tài)邏輯操作，支持種軟件可選擇節(jié)電模式。空閑模式下，停止工作，允許、定時(shí)器計(jì)數(shù)器、串口、中斷繼續(xù)工作。掉電保護(hù)方式下，內(nèi)容被保存，振蕩器被凍結(jié)，單片機(jī)一切工作停止，直到下一個(gè)中斷或硬件復(fù)位為止。最高運(yùn)作頻率M可選。軟.件2流程圖單.片3機(jī)程序（見(jiàn)附頁(yè)）顯4示電路顯4示電路夜晶晶示電星各LCD尺寸圖如下圖所示:現(xiàn)!.口七口,J竽5.MrDTQecE-HIq而現(xiàn)!.口七口,J竽5.MrDTQecE-HIq而中OI-HIQ噴2E吊口』口h(1)低電源電壓(VDD:+3.0--+5.5V)(2)顯示分辨率:128X64點(diǎn)(3)內(nèi)置漢字字庫(kù)，提供8192個(gè)16X16點(diǎn)陣漢字(簡(jiǎn)繁體可選)(4)內(nèi)置128個(gè)16X8點(diǎn)陣字符(5)2MHZ時(shí)鐘頻率(6)顯示方式：STN、半透、正顯(7)驅(qū)動(dòng)方式:1/32DUTY,1/5BIAS(8)視角方向：6點(diǎn)(9)背光方式：側(cè)部高亮白色LED,功耗僅為普通LED的1/5—1/10(10)通訊方式：串行、并口可選(11)內(nèi)置DC-DC轉(zhuǎn)換電路，無(wú)需外加負(fù)壓(12)無(wú)需片選信號(hào)，簡(jiǎn)化軟件設(shè)計(jì)(13)工作溫度:0℃-+55℃,存儲(chǔ)溫度:-20℃-+60℃.晶5振電路每個(gè)單片機(jī)系統(tǒng)里都有晶振，在單片機(jī)系統(tǒng)里晶振的作用非常大，他結(jié)合單片機(jī)內(nèi)部的電路，產(chǎn)生單片機(jī)所必須的時(shí)鐘頻率，單片機(jī)的一切指令的執(zhí)行

都是建立在這個(gè)基礎(chǔ)上的，晶振的提供的時(shí)鐘頻率越高，那單片機(jī)的運(yùn)行速度就越快。L3.6電子秤鍵盤(pán)面板78都是建立在這個(gè)基礎(chǔ)上的，晶振的提供的時(shí)鐘頻率越高，那單片機(jī)的運(yùn)行速度就越快。L3.6電子秤鍵盤(pán)面板789去皮456置零123累計(jì).0清除計(jì)算-3.7報(bào)警電路報(bào)警電路作用：當(dāng)實(shí)物重量超過(guò)電子秤量程時(shí)，電路會(huì)發(fā)出蜂鳴聲，進(jìn)行警報(bào)。第四章測(cè)試方案與測(cè)試結(jié)果L4.1理論測(cè)試與實(shí)際顯示項(xiàng)目理論顯示實(shí)際顯示被稱(chēng)物體的重量重量：克（）電子秤稱(chēng)重范圍設(shè)置單價(jià)單價(jià)：克元物品金額金額：元去皮功能能金額累加能超重報(bào)警蜂鳴器響L4.2測(cè)試時(shí)有待解決的問(wèn)題顯示屏顯示指標(biāo)不對(duì)：可能是管腳松動(dòng)，或者接線(xiàn)時(shí)沒(méi)插緊，或者單片機(jī)程序有問(wèn)題。在重新接線(xiàn)、檢查管腳并且修改程序后可以正常顯示。鍵盤(pán)功能不正確：重新設(shè)計(jì)鍵盤(pán)功能。L4.3無(wú)法解決的問(wèn)題稱(chēng)重范圍過(guò)大，最后沒(méi)有達(dá)到設(shè)計(jì)要求的稱(chēng)重范圍。

第五章原件清單與參考文獻(xiàn)L