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单片机电子秤设计报告
秤是一种在实际工作和生活中经常见到的测量器具。随着计量技术和电子技术的发展, 传统纯机械结构的杆秤、 台秤、 磅秤等称量装置逐步被淘汰, 电子称量装置电子秤、 电子天平等以其准确、 快速、 方便、 显示直观等诸多优点而受到人们的青睐。
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、 功能强等特点。本课题设计的电子秤具有基本称重、 键盘输入、 计算价格、 显示、 超重报警功能。该电子秤的测量范围为0-10Kg, 测量精度达到5g, 有高精度, 低成本, 易携带的特点。电子秤采用液晶显示汉字和测量记过, 比传统秤具有更高的准确性和直观性。另外, 该电子秤电路简单, 使用寿命长, 应用范围广, 能够应用于商场、 超市、 家庭等场所, 成为人们日常生活中不可少的必须品。 一、 功能描述
1、 采用高精度电阻应变式压力传感器, 测量量程0-10kg, 测量精度可达5g。
2、 采用电子秤专用模拟/数字( A/D) 转换器芯片hx711对传感器信号进行调理转换, HX711 采用了海芯科技集成电路专利技术, 是一款专为高精度电子秤而设计的24 位A/D 转换器芯片。
3、 采用STC89C52单片机作为主控芯片, 实现称重、 计算
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价格等主控功能。
4、 采用128*64汉字液晶屏显示称重重量、 单价、 总价等信息。
5、 采用4*4矩阵键盘进行人机交互, 键盘容量大, 操作便捷。
6、 具有超量程报警功能, 能够经过蜂鸣器和LED灯报警。 7、 系统经过USB电源供电, 单片机程序也可经过USB线串行下载。 二、 硬件设计 1、 硬件方案
单片机电子秤硬件方案如图1所示:
称重传感器24位A/D芯片hx711电路矩阵键盘单片机主控芯片电源系统液晶显示 图1 单片机电子秤硬件方案
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称重传感器感应被测重力, 输出微弱的毫伏级电压信号。该电压信号经过电子秤专用模拟/数字( A/D) 转换器芯片hx711对传感器信号进行调理转换。HX711 采用了海芯科技集成电路专利技术, 是一款专为高精度电子秤而设计的24 位A/D 转换器芯片, 内置增益控制, 精度高, 性能稳定。HX711芯片经过2线串行方式与单片机通信。单片机读取被测数据, 进行计算转换, 再液晶屏上显示出来。
矩阵键盘主要用于计算金额。当被测物体重量得到后, 用户能够经过矩阵键盘输入单价, 电子秤自动计算总金额并在液晶屏显示。电源系统给单片机、 HX711电路及传感器供电。 2、 称重传感器
传感器是测量机构最重要的部件。称重传感器本身具有单调性, 其主要参数指标是灵敏度、 总误差和温度漂移。
(1) 灵敏度
称重传感器的电灵敏度为满负荷输出电压与激励电压的比值, 典型值是2mV/V。当使用2 mV/V灵敏度和5 V激励电压的传感器时, 其满度输出电压为10 mV。一般, 为了使用称重传感器线性度最好的一段称重范围, 应当仅使用满度范围的三分之二。因此满度输出电压应当大约为6mV。当电子秤应用于工业环境时, 在6mV满度范围内测量微小的信号变化并非易事。
(2) 总误差
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