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電子秤作為社會發(fā)展的產物,必將取代以前的機械秤,具有廣闊的市場前景。本電子秤系統(tǒng)由單片機控制 模塊、數據采集模塊、信號處理模塊、顯示模塊、電源模塊五個模塊組成,能夠稱重及計算總價。具有精度高、體積小、應 用范圍廣等優(yōu)點。同時增加報警功能,使系統(tǒng)在稱量超出可稱重范圍時發(fā)出報警提示,避免在稱量時發(fā)生超載情況而使 電子秤出現(xiàn)損壞。

1.引言

傳感器技術在信息獲取方面發(fā)揮著越來越重要的作用，是 一項關乎民生的技術，因為它在日常的生活中經常出現(xiàn)，所以 越來越多的人研宄傳感器技術并把它應用到其它領域。傳感器 技術作為獲取信息的重要手段，與通信技術、計算機技術并列 為信息技術的三大支柱。而此次所做的電子秤就是壓力傳感 器的具體表現(xiàn)化。

1.1研究意義

稱量估值這種現(xiàn)象早在古代就己被應用，所以稱重在測量 領域是一項不可或缺的重要參數。目前己經現(xiàn)世的天平秤，手桿秤，隨著科技技術的發(fā)展，電子化的時代想必大家也知道，時 代更新節(jié)奏較快，目前各類電子化設備都己現(xiàn)世，電子秤也不 例外;不論是在商場，藥店、還是在各大農貿市場都隨處可見， 其實就本身電子秤而言，主要還是在農貿市場做貨幣交易這塊 用的特別多，因為在農貿市場的話，大部分人群普遍是廣大農 民;很顯然，這就體現(xiàn)了電子秤的實用性，足以說其簡單靈活便 用；著于大量的需求以及社會效應來考慮，對于電子秤的研宄 是很有必要的。

電子秤所用的技術主要是傳感器技術，信息處理技術。目 前，不論在任何設備上均能發(fā)現(xiàn)傳感器的存在，因此，不論是在 國外還是國內研宄所正在著手研宄傳感器技術在其它領域的 應用。壓力傳感器是電子秤的關鍵部件，其作用是將其重力這 一物理量轉換成電信號，然后通過信息處理實現(xiàn)各種具體功能 。如果傳感器出現(xiàn)故障將會影響到電子秤的正常工作，所以傳 感器技術解決了電子秤誤差偏大、反應速度慢、易損傷等問題。 此次的研宄不論是在技術上還是在社會需求上都是很有必要 的。

此次設計的電子秤具有體積小、精度高、應用范圍廣、操作 簡單等諸多優(yōu)點。因此，針對實用價值高這一特性去研宄并開 發(fā)出一套電子稱系統(tǒng)是具有非常積極的現(xiàn)實意義，并且也具有 不錯的發(fā)展前景。

2.系統(tǒng)設計

本次設計是單片機STC89C52RC為控制核心的，然后圍繞 單片機展開研宄內容，達到實現(xiàn)電子秤的基本稱重功能和計算 總價功能的目的。本次設計是在電子稱原有的基本功能上加入 了報警功能。本次設計的系統(tǒng)主要由數據采集模塊、單片機模 塊、人機交互模塊、顯示模塊、供電模塊五個模塊組成。其中的 數據采集模塊由壓力傳感器、信號放大和A/D轉換三個小部分 組成；單片機模塊部分主要包括STC89C52RC和經典復位電路 兩個部分；人機交互模塊主要有4*4矩陣鍵盤；顯示模塊主要 有1602液晶顯示器;供電模塊由USB直接供電。使用4*4矩 陣鍵盤和1602液晶顯示器，是為了能夠方便的輸入數據和直 觀的顯示數據。

設計電子秤的主要任務為以下三個方面：

1）設計的系統(tǒng)能夠實現(xiàn)基本的稱重功能；

2）設計的系統(tǒng)需要有給出物體重量和單價時系統(tǒng)能自動 的計算出總價并在顯示屏上面顯示出來的功能。

3）設計的系統(tǒng)測量范圍為0—5Kg(重量誤差不大于5g) ’ 并且在超過最大量程時會有報警指示的功能（蜂鳴器報警提 示);

2.1系統(tǒng)設計方案

結合傳感器技術、檢測與轉換技術、信息處理技術等多種 技術而設計了以下的方案來實現(xiàn)電子秤。

設計方案結構簡圖如下所示：

在處理采集數據時，因為傳感器得到的信號一般情況下都 是比較小的，而且信號質量差。所以在設計的時候在系統(tǒng)中加 入了信號放大模塊，經過傳感器得到的信號在通過這一模塊時 就會被放大并且得到一定的加強;而本次設計中的顯示模塊所 采用的是1602LCD顯示器，它在數據顯示這一方面還是有著很 不錯的效果。所采用的這一種設計方案不但能夠加強用戶和機 器的交流能力，而且還能夠滿足用戶對電子秤的一些要求，因 為它可以在液晶屏上清楚地顯示用戶想知道的各種物體信息， 并在原有的功能上加入報警系統(tǒng)，這些便是本次設計的優(yōu)點。

2.2系統(tǒng)功能描述

1、系統(tǒng)最基本的功能便是稱重功能，稱重量程為0-5kg，測 量精度可達5g。采用的是壓力傳感器。

2、系統(tǒng)中的信號在設計過程中需要進行轉換，采用的是A/ D轉換器芯片hx711。

3、系統(tǒng)給出物體重量和單價計算總價并顯示出來。

4.系統(tǒng)在系統(tǒng)在人機交流這方面采用的是44矩陣鍵盤，其優(yōu)點是操作簡單。

5、系統(tǒng)的報警功能由蜂鳴器和LED燈兩個部分完成。

6、系統(tǒng)在電源模塊方面是由USB直接供電。

2.3總體設計思路

要想實現(xiàn)電子秤的稱重功能，首先需要重量傳感器模塊， 通過傳感器技術對傳感器感受到的被測物體的物理量轉換為 電信號。其次需要有一個單片機模塊，但單片機只能處理數字 信號，而傳感器輸入的信號是模擬信號，所以就需要有一個A/D 轉換器模塊去進行信號的轉換。最后單片機處理好的信號要輸 出，所以就要一個顯示模塊來直觀準確地顯示出單片機輸出的 信息。

3.系統(tǒng)硬件設計

3.1硬件設計方案

首先感應到被測物體壓力，然后壓力傳感器把接收到的物 理信號轉換為電信號，電壓信號經過模擬/數字(A/D)轉換器芯 片hx711對信號進行處理，最后傳入單片機。在這里說一下， HX711是海芯科技集成電路專利技術，它是一款24位A/D轉 換器芯片且專門為高精度電子秤而設計的，它在內部設置了增 益控制，而且精度高，性能穩(wěn)定。其中HX711芯片是通過串行 方式與單片機通信。在單片機得到被測的數據后，再進行信號 轉換，也就是物理信號轉換為電信號，電信號再轉換為數字信 號，最后數字信號在液晶屏上顯示出來。在設計時選擇了矩陣 鍵盤，其主要作用是用來計算總價的。

3.2單片機的選型

本次設計中選擇用STC89C52單片機，因為8051單片機具有的指令代碼它能夠完全兼容。而且相對于8051單片機還有高速、功耗低、強抗干擾 性等優(yōu)點。

在正常情況下，CPU不會停止工作，但是如果CPU處于空 閑模式時，CPU會立刻停止工作。在單片機沒有通電的情況下， 此時的CPU是受到掉電保護的，而RAM存儲器中的內容也將 會被保存起來，單片機中發(fā)出脈沖信號的振蕩器此時也將會停 止工作，整個單片機處于停止工作的狀態(tài)，直到在信號中檢測 到CPU中斷或硬件產生復位為止。單片機中的CPU在工作時， 其最高工作頻率可以達到35MHz。

3.3系統(tǒng)轉換芯片選型

Hx711是海芯科技集成電路專利技術，是一款24位A/D 轉換器芯片，特別符合電子秤的要求。HX711具有很多功能特 點，它在芯片上面集成了穩(wěn)壓電源與片內時鐘振蕩器，具有高 度的集成電路、高速相應以及強抗干擾等優(yōu)點。

3.4系統(tǒng)顯示器選擇

到目前為止，常用的液晶顯示模塊有16*1，16*2,20*2和 40*2這么幾種，而本次設計中所用的液晶顯示模塊是1602字 符型的，它是用來顯示字母、數字、符號等字符的點陣式LCD。

4.系統(tǒng)軟件設計

4.1系統(tǒng)主程序流程圖 軟件主程序流程圖如圖所示：

4.2系統(tǒng)按鍵調整部分流程圖

下面4X4矩陣式是本設計的鍵盤電路，在鍵盤電路中可以 先判斷鍵盤編碼，將判斷得出的編碼值發(fā)送到與之對應的存儲單元下，就可以進行功 能的選擇以及數據的處理。

4X4矩陣式鍵盤輸入，鍵盤對應名稱如下：

5.總結

隨著科學技術的蓬勃發(fā)展，電子稱重工具已取代傳統(tǒng)稱量 工具，并且這種趨勢已經擴展到工業(yè)和其它領域，所以設計一 個稱重電子秤顯得很有必要。本設計的電子秤的主要功能有： 稱重功能、計算功能、報警功能。 此次設計的電子秤具有一定的 改進之處，例如在此次設計的基礎上加入電子。