基于单片机的智能电子秤的设计

论文总字数：19111字

目 录

1 引言 1

1.1 课题研究的意义与技术指标 1

1.2 称重技术的现状与发展 1

1.3 国内外电子秤的发展趋势 2

1.3.1小型化.....................................................................................................................2

1.3.2集成化.....................................................................................................................2

1.3.3智能化.....................................................................................................................3

1.4 本节小结............................................................................................ ...............................3

2 智能电子秤的总体设计 3

2.1 智能电子秤的组成部分 3

2.2智能电子秤的工作原理 4

3智能电子秤各元器件介绍 5

3.1 单片机系统 5

3.1.1复位电路 5

3.1.2晶振电路 6

3.1.3掉电保护和检测电路 6

3.2 称重传感器 7

3.2.1 称重传感器选取 7

3.2.2 应变式传感器 8

3.2.3 传感器的供电源 10

3.3 HX711 A/D转换器 10

3.4 发短信模块 11

3.5 LCD显示器 11

3.6 矩阵键盘 12

3.7 超载报警 12

3.8 原理图..............................................................................................................................12

3.9 本章小结 13

4 智能电子秤的软件设计 13

4.1 主程序 15

4.2 中断程序 15

4.3 本章小结 15

5 电子秤误差的处理 16

5.1电子秤误差的来源 16

5.1.1 秤台的误差 16

5.1.2 应变式传感器的误差 16

5.1.3 二次仪表的误差 17

5.2 电子秤误差的计算 18

5.3电子秤误差的分配 19

5.4本章小结 19

6 结论 19

6.1 总结 19

6.2展望 20

参考文献 21

致谢 22

附录：实物图 23

基于单片机的智能电子秤的设计

李秋举

Abstract: The design researched a intelligent electronic scale based on single chip microcomputer. It is mainly to serve people's daily production , quality measurement and valuation of life ,also achieve the information receiving quality ,pricing information and other functions. The design has taken the single chip microcomputer of STC89C51 ,resistor strain type weight sensors,HX711 module ,SIM900A module ,LCD 12864 and matrix keyboard etc.The measurement principle of intelligent electronic scale is: when the measured object placed on the scale ,under the effect of gravity make the gage deform, so that the resistance strain gages change ,result in variation of sensor output voltage.Through application and conversion of voltage will be processed by single chip microcomputer .Finally the weight and total price information of measured object will be showed through LCD or message .It realized the function of the weight display,unit price input and total price calculation ,removing supernumerary weight,unit price cleared and overload auto alarm arc . In addition , the design of the SMS sent to send the function, in the smart electronic weighing after weighing, press the "send text messages" function keys, intelligent electronic scales will be weighing the message sent in the form of text messages. So I designed this smart electronic scale has a broader space for development.

Key words: intelligent electronic scale, weighing sensors, microcontroller

1 引言

物体的重量是人们的生活中的一个极其重要量值；因而，称重器具在社会上的作用无可替代。早在公元前，古人在无货币的情况下进行物品交换时就开始对交换的量进行估测，其中在考古发现了最初中东人是用土陶或者木头制成的器皿对交换物进行测量，后来古代埃及人最早发明了简易的秤，用其来测量质量。在当今社会，秤这种称重设备是最最普遍也是应用最为广泛的，与此同时，智能电子秤占领称重市场亦是科技进步的必然结果。那么一款使用简易便捷、价格便宜、功能齐全的电子秤必然具有极为无垠的前景。

本章我将简述衡器的发展过程与国内外发展的趋势，讲述基于单片机的智能电子秤设计的意义等。

1.1 课题研究的意义与技术指标

随着对世界的不断探索，人们对称重技术又有了新的需求与新的发展；例如微处理技术和传感技术的巨大进步，大大加速了称重技术发展的进程^[1]。伴随着生活水平的提高以及对生活质量的不断追究，人们渴求出现一种方便智能的电子秤；因此设计一款供电简单、体型小巧、计量精准、使用方便的电子秤已迫在眉睫。

在本设计中我设计了一个基于单片机的智能电子秤方案。这款基于单片机的智能电子秤供电简单、重量小，计量准确，价格低廉，集液晶显示数据与发相应数据短信功能于一体，能够满足人们日常生产生活的需要。此外，本次设计智能电子秤增加了短信发送功能，把智能电子秤的秤得的物体重量、设置的单价、物品总价等信息以短信的形式发送到手机上，这样更方便，让电子秤的使用更符合特定人群的需求。

本设计的基于单片机的智能电子秤的主要技术指标为：

1. 量程：0～10kg
2. 分度值：0.001kg
3. 误差：±0.001kg
4. 功能：计价、去皮、清零、校验、过载报警、液晶显示、发短信显示信息等。

1.2 称重技术的现状与发展

人们运用胡克定律制成弹性秤以及应用力的杠杆原理制成的最早的杠杆秤是最初用于测量重量的衡器。随后衡器日益发展壮大，出现了各具特色的款式如：天平、不等臂秤、吊车秤、弹簧秤等等。其中，不等臂秤是现代衡器的鼻祖，至今它仍有一定的市场份额。

一战后，由于战后的恢复重建与工业急速发展，使得那时的人们迫切需要高品质的称重的器具。在这段时间内机械式的称重器具得到长足的发展，各种各样的称重器具争相斗艳。

二战后，随着电气化的发展，逐渐产生了电子衡器；由传感器，控制器和显示屏组成的电子式的称重器具很快得到了市场的承认与喜爱。电子衡器在发展过程中经历了由三大组件的简单拼凑到各复杂模块的集成、由测量粗略到高精度测量、由单一的测重功能到测重、计价、打印等多功能合成、由机电结合到全电子化发展的过程。在二十世纪50年代初期，衡器制造业开始引进了传感器技术。60年代中期，由传感器，控制器和显示屏构成的机电结合的电子式的称重器具诞生了。近40年以来，电子衡器的制造工艺日益革新使得工艺流程与工业生产中的各个环节都离不开电子衡器了。原因是电子衡器不光能提供精准的重量数值，而且还能成为整个工业生产过程中负责生产控制或质量检验功能的一个小的单元，电子衡器已深深渗入自动化发展的各个环节。

1.3国内外电子秤的发展趋势

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