摘要随着微电子技术的应用,市场上使用的传统称重工具已经满足不了人们的要求。
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的控制系统中。
本系统主要由单片机来控制,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,此电子秤俱备了功能多、性能价格比高、功耗低、系统设计简单、使用方便直观、速度快、测量准确、自动化程度高等特点。
本系统以AT89S52单片机为主控芯片,外围附以称重电路、显示电路、报警电路、键盘电路等构成智能称重系统电路板,从而实现自动称重系统的称重功能、报警功能、数据计算功能以及人机交换功能。
可以说,此设计所完成的电子秤很大程度上满足了应用需求。
关键词 AT89S52,CZAF-602压力传感器,A/D转换器,LCD显示器.AbstractWith the application of microelectronic technology,the tools of traditional weighing on the market have can't satisfy the demands of people. In order to change the problem of the application of traditional weighing tools in the using of daily life, the design will be integrated with intelligence, automation and human nature in the electronic scales with weight control system. This system mainly controlled by the single chip microcomputer , measured by weighting transducer and A/D converter component and added with the display unit, the electronic scales are aptitude for the high ratio of performance, multi-function , low power consumption ,and it is simple enough ,especially it is given the characteristic with Easy-to-use intuitively, Speed, Measure accurately, Higher automation.The system take AT89S52 SCM as the main controller chip,and its peripheral circuit attach to integrated circuit, display circuit, alarm circuit, keyboard circuit which integrate the weighing system circuit board, so the design can realize the automatic weighing system function, alarm function, weighing data calculation function and Man-machine exchange function. We can say that the design of complete electronic scales largely meet the application requirements perfectly.KEYWORDS: AT89S52,CZAF-602 sensor,A/D converter,LCD Display.目录第一章绪论 (1)1.1研究目的和意义 (1)1.2电子称重系统的应用领域 (1)1.3国外研究现状、发展动态 (2)1.4主要工作以及论文结构 (3)第二章系统方案论证与选型 (4)2.1控制器部分 (4)2.2数据采集部分 (5)2.2.1 传感器的选择 (5)2.2.2放大电路选择 (8)2.2.3 A/D转换器的选择 (11)2.2.4键盘处理部分方案论证 (13)2.3显示电路部分的选择 (13)2.4超量程报警部分选择 (14)第三章硬件电路设计 (15)3.1AT89S52的最小系统电路 (15)3.1.1单片机芯片AT89S52介绍 (15)3.1.2.单片机管脚说明 (16)3.1.3 AT89S52的最小系统电路构成 (19)3.2数据采集部分电路设计 (20)3.3显示电路与AT89S52单片机接口电路设计 (22)3.4键盘电路与AT89S52单片机接口电路设计 (24)3.5报警电路的设计 (25)第四章系统软件设计 (27)4.1主程序设计 (27)4.2子程序设计 (28)4.2.1 A/D转换启动及数据读取程序设计 (28)4.2.2显示子程序设计 (29)4.2.3 键盘输入控制程序的设计 (29)4.2.4报警子程序的设计 (30)第五章软件仿真及调试 (32)5.1软件使用 (32)5.1.1 keil软件的简单使用 (32)5.1.2 Protues软件的简单使用 (33)5.2仿真调试 (34)第六章总结 (36)致 (37)参考文献 (38)附录 (40)附录1系统总图 (40)附录2程序清单 (41)第一章绪论1.1 研究目的和意义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,数据通信等众多功能。
目前市场上使用的称量工具,或者结构复杂,或者运行不可靠,且成本高,而且整体水平不高,部分小型企业质量差且技术薄弱,设备不全,缺乏产品的开发能力,产品质量在低水平徘徊。
因此,有针对性的开发出一套具有实用价值的电子秤系统,从技术上克服上述诸多缺点,改善电子秤应用中的不足之处,具有现实意义。
1.2 电子称重系统的应用领域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、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。
1.3 国外研究现状、发展动态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、外贸易等各个领域,与人民的生活紧密相连。
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。
在国,友声衡器和市汇思科电子科技两家公司做的比较出色。
友声衡器,产品特点:一、电路集成度高、简单可靠。
采用目前世界上最先进的Σ-Δ增量调制型单片集成AD转换技术,与目前大部分衡器厂家所采用的传统双积分电路相比,具有精度高、采样速度快、集成度高、电路简单、维修特别方便等优势,尤其是电路的长期可靠性和互换性优越,保证了大规模生产的稳定质量。
二、低功耗设计。
产品设计紧跟电子技术发展潮流,从传感器供电电路、主机电路设计到器件选择,均符合低功耗要求。
部分液晶显示型号产品在置蓄电池充足电后最多可以工作400多小时,该指标在同类衡器产品中处于领先地位。
在国外,电子称重行业主要有:美国SETRA西特公司、德国赛多利斯、日本石田电子秤、瑞士托利多电子秤等几个优秀的电子秤产商。
其中,美国 Setra (西特)品牌成立于1967年,以电容技术闻名于世界,其革命性的高精度可变电容原理,已取得了30 多项专利,是Setra 的压力、加速度、称重产品的技术核心。
经过近40 年的研究、开发和持续改进,Setra的产品在HVAC/R,工业过程控制、测量测试、环境参数测量和半导体超纯测量等领域享有盛名。
西特电子天平从1982年开始,Setra(西特)将其高超的电容技术应用于电子天平,设计出极具竞争力的电子天平和各种称重系统。
1.4 主要工作以及论文结构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。
在设计期间,本人努力查阅相关资料,对称重的基本原理以及各软件、硬件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。
论文的结构如下:第二章叙述了系统的方案论证以及硬件设备的选型。
第三章详细叙述了硬件电路的设计过程,主要是各个模块的具体设计过程,以及各部分性能指标的要求和实现。
第四章叙述了该设计软件部分的设计思路,主要是主程序和各个子程序的详细设计方案。
第五章叙述了该设计仿真和调试结果。
第六章论文工作的总结。
第二章系统方案论证与选型按照本设计功能的要求,本设计大致可分为五个模块:数据采集模块、信号放大模块、模数转换模块、单片机控制模块、人机交换模块。
(其中人机交换模块中包括:声光报警、LCD显示、键盘输入)系统设计总体方案框图如图2-1所示。