志荣资讯

当前位置:志荣 > 新闻中心 > 志荣资讯

基于单片机设计的多功能电子秤

时间:2017-11-24 14:14   来源:http://www.shzrhq.com   访问量:

文章介绍了多功能电子秤的硬件设计和软件编程、应变片式称重传感器、A/D转换电路、显示电路和键盘接口电 路。软件方面详细给出了主程序及程序,键扫描、动态显示程序以及AD7705与微机的硬件接口及软件设计等。模块的合理 设计确保了电子秤的精确计量。

1.电子秤

称量设备的工作原理,常见的有3种:1)杠杆原理的机 械称,也是使用最多的机械秤;2)隔断射线,减少射线计 数器对射线反应的原理而组成核子称;3)利用压力传感器 中压力应变片微电流变化的电子秤,它是在机械秤的基础上 改装而成,一般为分体式,也可是一体化模块。本次设计的 就是这种电子秤。

电子秤称一般是将被称重物将重力传递给称重传感器, 再经过一系列过程后由数码管或液晶显示将重量显示出来。 电子秤可以进行清零、置零、计重、毛重、累计净重、数字输 出等操作,可直接进行打印。数据输出采用RS232C串行通 信,可直接与微机连接。

2.电子秤的整体方案设计

被称重物将重力传递给称重传感器。称重传感器通常采 用应变片式、压阻式、电容式和机械式,电阻应变式传感器 是用于力、压力和重量测量等最广泛的传感器。本方案采用 应变式电阻传感器,将作用在其上的重力改变成为模拟信 号输出,同时通过放大器将信号放大。经A/D模数转换器将 放大的电压值变换成相应的数字信号,由单片机(中央处理 )进行算法处理,而周边所需要的功能及各种接口电路也 和单片机CPU连接应用,最终重量能够显示在电子秤的显示 器上,使用者通过键盘来操作电子秤。设计主要包括硬件设 计和软件设计,电子秤的工作原理如图1所示。

云网客1.jpg

3.电子秤的硬件设计

硬件系统主要由称重传感器模块、电压放大模块、A/D 模数转换器、AT89S52单片机、LED显示电路模块、非编码 键盘等几个模块组成。

3.1称重传感器电路

考虑传感器的适用范围主要从精度、密封状态、量程、 技术参数等几方面选择,在此方案中,我们主要选择它的量 程和技术参数。

首先,选择传感器的量程:传感器的量程选择决定于下 列因素1)被称量物料最大的重量;2)秤台或装置的自 重;(3)传感器设置的数量;4)正常操作下,最大可能产生 的偏载。

其次,根据各种类型传感器的适用范围来选择合适的 传感器。常规称重传感器有以下几种双连孔式传感器、柱 式传感器、桥式传感器、柱环式传感器、剪切梁式传感器和 S梁式传感器。它们有着各自的称量范围与性能。本次方 案采用应变式电阻称重传感器。该产品精度高、性能好。

3.2放大电路

传感器测量电路因受重力作用引起的输出电压U 小,必须放大输出电压,满足A/D模数转换器对数字输 入信号的要求,在此情况下,就要求选择一种能够放大数 字信号电平的电路。3个普通的逻辑运算放大器和几个电 阻,就能够组成性能优越的转换放大电路。这就是典型的 差动放大器。例如同相端和反相端的输入电阻均为1 kn 而同相端的分压电阻和反馈电阻均为100 kn这样,其电 压放大倍数100 k/1 k=100倍。使用者可根据量程大小调整 这两个电阻的大小,即可得到满意的电压放大取值。

3.3A/D转换电路

A/D模数转换器是将模拟信号转换成数字信号的专用 芯片。它把模拟信号变换成数字信号,同时进行逻辑处理、 数字传输及信号输出。目前A/D模数转换器广泛应用在仪器 仪表、图像成型以及通信行业中。对于此次设计而言,要求 以较低的价格实现更高的性能,所以采用AD7705压力测 量电路如图2所示。

云网客2.jpg

3.4显示电路

单片机的应用最典型的是通过输入/输出口与LED数码 管构成数码显示电路(见图3)7LED数码管,是在专用的 绝缘材料上,采用单只LED组合排列成8字型的数码管分别引出它们的电源极性,使相应的正极或者负极发亮来 显示出0?的数字。7LED数码管分为共阴极和共阳极两 种,发光原理是一样的,只是它们的电源极性不同而已

云网客3.jpg

3.5键盘接口电路

采用非编码键盘,各个按键独立安排一根输入/输出线,每根输入/输出线上按键的显示状态不影响其他输入/ 输出线上的显示状态。同时采用查询方式电路,按键为低 电平有效。

4.电子的模块设计

4.1电子的程序

模块由主程序和若干个相应的子程序构成,包括键盘扫 描子程序、键值处理子程序、LED显示子程序等,另外还有 几个必须的子程序:A/D转换子程序、滤波子程序、非线形 输出子程序、中断控制子程序、清零跟踪子程序、标定转换 子程序等,系统开机后,首先执行程序的初始化,包括中断 入口地址的设置,自检RAM, ROM设置各标志位等,然后 才显示程序开始。

4.2编写程序流程

根据硬件设计可知,单片机从AD7705中取出16位二进 制数,先将它存于两个地址中,再通过程序转换为BCD码存 到供显示的5个显示缓存区,最后通过动态显示程序输出7 段码送到显示器输出显示结果。

4.3编写程序

设计程序时,首先要对用到的各种参数进行设定,使 用的参数必须易于掌握,可以使用英文、汉语拼音的缩写形 式。再对各特殊功能寄存器的状态进行初始化,安排中断地 址的入口,定义数据存储区,然后根据方案分别设计,测算 中断、各种子程序的具体情况,预留出堆栈区和需要的数据 缓存区,紧接着就开始编写各种模块。

5.结语

采用AT89S52单片机设计的电子种,无论功能使用、计 量准确度,稳定性能都满足国家对电子种的要求,它具有良 好的校准方法,性能扎实,操作方便,价格低廉,同时通过 电路或者模块的扩充以及应用程序的改变,能够设计出性价 比更加突出的计价称、电子台秤等,满足各行各业对多功能 电子秤的需求。


关键词:电子秤,电子秤厂家,电子称,电子称厂家
TOP
在线咨询
联系电话

18930471609