基于單片機(jī)的智能電子秤設(shè)計(jì)

黃世高 彭森

摘 要：隨著微電子技術(shù)的應(yīng)用，市場(chǎng)上使用的傳統(tǒng)稱(chēng)重工具已經(jīng)滿(mǎn)足不了人們的要求。 為了改變傳統(tǒng)稱(chēng)重工具在使用上存在的問(wèn)題，在本設(shè)計(jì)中將智能化、自動(dòng)化、人性 化用在了電子秤重的控制系統(tǒng)中。本系統(tǒng)主要由單片機(jī)來(lái)控制，測(cè)量物體重量部分 由稱(chēng)重傳感器及A/D 轉(zhuǎn)換器組成，加上顯示單元，此電子秤俱備了功能多、性?xún)r(jià)比高、功耗低、系統(tǒng)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單、使用方便直觀、速度快、測(cè)量準(zhǔn)確、自動(dòng)化程度 高等特點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：?jiǎn)纹瑱C(jī)；稱(chēng)重傳感器；高精度高增益A/D轉(zhuǎn)換器

1 引言

電子秤相較于機(jī)械秤體積更小、重量更輕、結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單、功能性強(qiáng)、維護(hù)也更方便，可以稱(chēng)量一些不規(guī)則的，環(huán)境限制不便于測(cè)量的物品。對(duì)重量數(shù)字化顯示方便數(shù)據(jù)記錄及其處理從而實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸達(dá)到自動(dòng)化生產(chǎn)過(guò)程的目的，和計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行各個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)的控制從而對(duì)提高勞動(dòng)生產(chǎn)率意義巨大。目前電子測(cè)重技術(shù)有了新的發(fā)展：電子稱(chēng)重技術(shù)靜動(dòng)態(tài)測(cè)量的轉(zhuǎn)換；計(jì)量方式由模擬到數(shù)字的轉(zhuǎn)換；多參數(shù)測(cè)量得到廣泛應(yīng)用。能實(shí)現(xiàn)多功能聚于一身的先進(jìn)的智能儀器儀表取代了常規(guī)的比如根據(jù)杠桿原理或彈力系數(shù)來(lái)測(cè)量的老式器具，使得稱(chēng)重實(shí)現(xiàn)多功能、高精度自動(dòng)化控制，并出現(xiàn)了多種多樣智能儀器控制系統(tǒng)，從而在科研以及實(shí)際應(yīng)用的自動(dòng)化程度獲得更大提升。

2 智能電子秤的工作原理

電子秤的工作原理。首先是通過(guò)稱(chēng)重傳感器采集到被測(cè)物體的重量并將其轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)。輸出電壓信號(hào)通常很小，需要通過(guò)高精度高增益AD芯片HX711的信號(hào)放大與AD轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換成數(shù)字量被送入到主控電路的單片機(jī)中處理，再經(jīng)過(guò)單片機(jī)控制顯示器，從而顯示出被測(cè)物體的重量。

3 方案設(shè)計(jì)

電子秤需要有數(shù)據(jù)采集、處理、存結(jié)果、送顯示的運(yùn)行過(guò)程。根據(jù)這一要求，電子秤的信息采集與處理分三個(gè)階段：在微處理器的控制下，經(jīng)傳感器轉(zhuǎn)換的電壓信號(hào)通過(guò)輸入電路送入A/D轉(zhuǎn)換器處理，存入到數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器中；微處理器對(duì)采集的測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行必要的數(shù)據(jù)處理，把數(shù)據(jù)信號(hào)處理為顯示所要求的信號(hào)格式，通過(guò)輸出接口電路輸出并顯示。

圖1為系統(tǒng)整體框架圖。圖2為主程序流程示意圖。硬件部分采用51系列單片機(jī)AT89C52為控制核心部件，系統(tǒng)的硬件部分還包括串口通信、數(shù)據(jù)采集和系統(tǒng)電源、時(shí)鐘和語(yǔ)言報(bào)數(shù)等部分。串口通信主要用于單片機(jī)與PC機(jī)的通信，主要由MAX232實(shí)現(xiàn)。數(shù)據(jù)采集部分由HL-8型稱(chēng)重傳感器、高精度稱(chēng)重傳感器專(zhuān)業(yè)的24位A/D轉(zhuǎn)換器部分組成。

4 結(jié)論

隨著集成電路和計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展，使電子儀器的整體水平發(fā)生巨大變化，傳統(tǒng)的儀器逐步的被智能儀器所取代。智能儀器的核心部件是單片機(jī)，因其極高的性?xún)r(jià)比得到廣泛的應(yīng)用與發(fā)展，從而加快了智能儀器的發(fā)展。而傳感器作為測(cè)控系統(tǒng)中對(duì)象信息的入口，越來(lái)越受到人們的關(guān)注。傳感器好比人體“五官”的工程模擬物，它是一種能將特定的被測(cè)量信息（物理量、化學(xué)量、生物量等）按一定規(guī)律轉(zhuǎn)換成某種可用信號(hào)輸出的器件或裝置。本次基于單片機(jī)的多功能電子稱(chēng)的設(shè)計(jì)就是在以上儀器的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)而成的。

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作者簡(jiǎn)介

黃世高，邵陽(yáng)學(xué)院信息工程系電子科學(xué)與技術(shù)專(zhuān)業(yè)學(xué)生