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小型称重系统的设计

摘要传统的称重在市场上已经满足不了我们的需求。

我们一直希望紧凑,测量准确,显示直观,便宜的电子称重装置可取代传统的称量工具。

电子称重机便应运而生,凭借称重仪表无法取代传统的功能,如称量方便,准确,自动化控制,操作简单,广泛应用于人们的生活,工业生产中。

电子称重装置以MCU作为中央控制单元,由通过称重传感器进行模数转换单元,在配以键盘、显示电路及强大软件来组成。

本选题采用压力传感器来收集由于通过电压放大电路产生的微弱信号的压力变化,通过A/D转换器转换成数字信号后,将数字信号送入微处理器。

经微控制器的适当处理后,将模拟量转化为数字量输出,控制器接受来自A/D转换器输出的数字信号,将数字信号转换为物体的实际重量信号,并传送到显示单元。

此外,项目可通过键盘涉嫌价格被设置。

这种高精度智能电子称重器体积小,准确,便于携带,重量函数集的质量和价格计算功能于一体,满足商业贸易和居民家庭的需要。

关键词:电子称重器;单片机;称重传感器AbstractTraditional weighed on the market has failed to meet our needs. We always wanted a compact , accurate measurement , intuitive display, cheap electronic weighing device can replace the traditional weighing tools. Electronic weighing machines have come into being , by virtue of weighing instruments can not replace the traditional features, such as weighing convenient, accurate , automatic control , simple operation, widely used in people's lives and industrial production.Electronic weighing means as a central control unit MCU from the load cell through the analog-digital conversion unit configured with a keyboard, a display circuit and powerful software components. The topic using pressure sensors to collect the pressure produced by the change of the voltage amplifier circuit weak signals by A / D converter into a digital signal, the digital signal is fed to the microprocessor . After appropriate treatment of the microcontroller , the analog to digital conversion of the output , the controller receives the digital signal from A / D converter outputs a digital signal is converted to the actual weight of the object signals , and transmitted to the display unit . In addition , the project can be set via the keyboard alleged price . This high-precision electronic weighing devices small smart , accurate, easy to carry , quality and price calculation of the weight function set functions, commercial trade and residents to meet the needs of families .Keywords: electronic weighing devices ; SCM ; weighing sensors目录摘要 (I)Abstract (II)第一章绪论 (3)1.1 选题的背景和意义 (3)1.2 国内外研究现状 (3)1.3 电子称重器介绍 (4)第二章小型称重系统方案设计 (6)2.1系统概述 (6)2.2系统组成 (7)2.2.1 AT89C51单片机 (7)2.2.2 传感器的选择 (8)2.2.3 放大电路的选择方案 (9)2.2.3 数码管 (10)2.2.4 键盘输入 (11)第三章系统硬件的设计 (12)3.1电源电路 (12)3.2晶振电路及复位电路 (13)3.3 LED显示电路 (13)3.4 传感器放大电路 (14)3.5 键盘和显示的设计 (15)3.6 报警电路的设计 (16)第四章系统程序的设计 (17)4.1 C语言在单片机中的应用 (17)4.2 电子称重器的软件设计与实现 (17)4.3主程序流程图 (18)第五章总结和展望 (20)参考文献 (22)第一章绪论1.1 选题的背景和意义随着超大规模集成电路技术和电子技术的诞生,微芯片应用技术得到广泛的发展。

单片机以功能强、体积小、性价比高等优势被广泛应用于电子仪器,家用电器,节能设备,军事装备,机器人,工业控制等领域,使产品小型化,智能化,既提高了功能和质量的产品,而且还降低了成本,简化了设计。

单片机的使用已经渗透到各个领域,人们越来越觉得应用单片机技术优势,因此微控制器也被广泛使用。

同时,它也在不断完善和发展。

市场上使用的传统称重工具已经满足不了人们的要求。

人们一直希望体积小巧、测量准确、显示直观、价格便宜的电子称重器能够代替传统的称重工具。

电子称重器便应运而生,凭借着传统称重工具不可代替的功能,例如称量方便、准确度高、自动化控制、操作简单,广泛的运用于人们生活、工业生产、科学研究中。

其次,电子称重器重系统与传统称重系统比较有体积小、重量轻、结构简单、维护方便等特点,可在各种环境工作,重量信号可远传,易于实现重量显示数字化,易于与计算机联网,实现生产过程自动化,提高劳动生产率。

目前市场上使用的称量工具,或是结构复杂、或运行不可靠,且成本高,精确度不够。

因此,设计出一套有针对性的电子称重器重系统,改善电子称重器重系统在应用中的不足之处。

为了改变传统称重工具在使用上存在的问题,在本设计中将智能化、自动化、人性化用在了电子称重器重系统的控制系统中。

本选题主要由单片机进行控制,测量物体重量部分由称重传感器及A/D转换器组成,加上显示单元,此电子称重器重系统具备性价比高、功耗低、系统设计简单、测量准确、自动化程度高等特点。

1.2 国内外研究现状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。

电子称重器是电子称重器中的一种,称重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,称重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。

因此,称重技术的研究和称重器工业的发展各国都非常重视。

在1960年开发出了与称重器相联的专门称重值打印机。

当时带电子装置的称重器其称量工作是机械式的,但与称量有关的显示、记录、远传式控制器等功能是电子方式的。

电子称重器的发展过程与其他事物一样,也经历了由简单到复杂、又粗糙到精密、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,都离不开能输出信号的电子称重器。

我国的称重器在20世纪40年代以前还全是机械式的,40年代开始发展了机电结合式的称重器。

电子称重器产品量大面广、种类繁多,从通用的各种规格的电子称重器到大型的电子称重器重系统,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器重技术和电子称重器的发展情况及电子称重器市场的需求,电子称重器的发展动向为: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。

1.3 电子称重器介绍电子称重器实际上由两个测量部分组成,即“力—电”转换元件(称重传感器)以及显示仪表。

电子称重器大致可以分为两大类,一类是在杠杆式机械称重器的基础上增加一套“位移—数字”转换及测量装置,将被称物体的重量直接用数字显示出来。

这类称重器,通常采用码盘、光栅、电磁平衡力矩器、同步感应器或陀螺传感器等。

这种电子称重器人们通常称其为光栅电子称重器、码盘电子称重器、电子磁力电子称重器、同步感应电子称重器或陀螺电子称重器。

另一类电子称重器是通过称重传感器,将被称物体的重量直接转换为与被测重量成正比的电量信号,再由电子测量装置计量其大小,并直接显示其重量数据,这类电子称重器一般称为传感器式电子称重器。

采用称重传感器的电子称重器重系统中, 基本上是测量质量受到地球引力作用而产生的力。

由于引力随海拔高度而变化, 当电子称重器应用在引力不同的地方时, 只要对该秤重系统进行新的校准即可。

由于电子称重器重传感器的压缩量通常可以忽略不计, 因而在实践中可以安装在工业过程中的任何地方。

在电子称重器重系统中,称重传感器的主要特点是把作用在它上面的被测力, 自动而准确地转成相应的电信号。

压力传感器根据制作原理不同可以分为压电式、电容式、霍尔式、压磁式振弦式和应变式等, 虽然能够感知压力的传感器很多, 但并不是所有的压力传感器都能够在电子称重器重系统中很好的应用, 特别是动态的称重系统。

在称重的过程自动化控制中, 要求压力传感器不仅能感知重力信号, 而且其性能必须可靠、动态响应性要好、抗干扰性能要好; 压力传感器提供的信号经检测系统可以直接显示、记录打印、存储或用于反馈调节控制。

电子称重器不仅要向高精度、高可靠方向发展,而且更需向多种功能的方向发展。

如今设计的电子称重器由于时间和所学知识有限,不是每个附加功能都具有。

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