论文总字数：14870字

摘 要

电子秤主要以单片机作为中心控制单元，通过称重传感器和模数转换单元，再配以键盘、显示电路及强大软件来组成。电子秤不但计量准确、快速方便，更重要的自动称重、数字显示。本文是基于AT89C51单片机的一种电子称重设备的设计说明。论文首先简要叙述了电子秤的主要背景以及总体的设计方式；然后详细阐述了数字电子秤的设计流程，以及硬件系统和软件系统的设计。

关键字：电子秤，称重传感器，AT89C51单片机

Abstract: Electronic scales, with the main control of SCM, use the weighing sensor conducting analog-digital conversion unit, and consists of keyboard, display circuit and powerful software. Besides its accurate measurement, efficiency and convenience, and the more important are its automatic weighing and figure display. This article is based on AT89C51 of an electronic weighing equipment design. It firstly briefly discusses the main background and electronic overall design. And then expounds the digital electronic design process, and the hardware and software design of the system is given, and the hardware circuit design details.

Keywords：electronic scale, weighing sensor, AT89C51

目 录

1绪 论 5

1.1引言 5

1.2 选题背景和意义 5

1.3 国内外电子秤发展及成果 6

1.4本文设计思路 7

2 系统方案设计 7

2.1 电子秤系统设计方案的论证 7

2.2 硬件的方案设计与论证 8

2.2.1 传感器 8

2.2.2 前级放大器部分 9

2.2.3 信号转换 10

2.2.4 控制单片机的选型 11

2.2.5 显示模块 11

2.2.6 键盘输入 12

2.2.7 电源模块 12

2.3 本章小结 13

3　系统硬件设计 13

3.1 基于AT89C51的主控电路 14

3.1.1 AT89C51简介 14

3.1.2 引脚说明 14

3.1.3 电路具体设计 16

3.2 传感器 16

3.3 信号放大电路 18

3.3.1 芯片INA126简介 18

3.3.2 INA126特点及引脚说明 18

3.3.3 具体电路设计 19

3.4 信号转换电路 19

3.4.1 芯片LM331应用 19

3.4.2 LM331功能介绍 19

3.4.3 具体电路设计 20

3.5 本章小结 20

4系统软件设计 21

4.1 C语言在单片机中的应用 21

4.2 电子秤的软件设计与实现 21

4.3主程序流程图 21

4.4 子程序设计 22

4.4.1 V/F转换启动及数据读取程序设计 22

4.4.2显示子程序设计 23

4.5 本章小结 24

结 论 与 展 望 25

参考文献 26

致 谢 27

1绪 论

1.1引言

在我们的日常生活中需要测量物体的重量，于是就用到秤，但是随着社会的发展、科学的进步，我们对其要求使用更加方便。伴随着计量技术和电子技术的发展，传统简单机械结构的杆秤慢慢被淘汰，自动称量装置电子秤以其精准、快捷、方便等一些列优点逐渐受到人们的喜爱。因为电子秤要提高精度并且降低成本，所以人们对低成本、高性能模拟信号处理器件的需求也在慢慢增加。经过分析这几年电子衡器产品的发展情况和国内外市场的需求，电子衡器在向小型化、模块化、集成化、智能化的方向发展；其技术性能在向速度快、精准度高、稳定性强、可靠性高的方向发展^【1】。

1.2 选题背景和意义

人们自古以来就重视称重技术，称重作为一种被广泛运用的计量手段，广泛应用于商业、农业、工业，对外贸易等各个领域，与人民的生活联系紧密。电子秤是众多电子衡器当中的一种，衡器就是国家法律规定的计量器具，是发展、建设国防、研究科学、对外贸易不可以缺少的计量设备，工业企业生产的科技化和管理的人性化都被其推向前进，它有着减少工作时间、提高操作条件、降低原材料的损耗、提高产品质量以及加强企业管理等多方面的作用。称重仪器的运用已经遍及到我国经济的各个领域，并且获得了明显的经济效益。电子秤作为测重技术中的一种新型仪表，运用的场合十分广泛。电子秤相对于机械秤有着重量更加轻、价格更加低廉、体积更加小巧、结构相对简单、实际运用价值更强、维护相对比较方便的优势。电子秤可以在不同复杂环境下工作，测量出来的信号也可以传递出去，方便实现提高重量显示数字化的水平，并且与计算机联网也更加容易，生产过程的自动化程度也得以提高，从而提高了劳动的生产率。标签秤在各地的大中小型超市中的应用已经是什么广泛了，大家也都十分熟悉。一张小小的标签就可以把商品的名称、出售的价格、以及重量等信息表现出来。标签机在超市的运用极大的提高了售卖商品的速度同时也是顾客购买商品更加方便。所以，各个国家都十分重视发展称重技术并且努力提高衡器工业的发展水平。上个世纪中期衡器制造业因为电子技术的渗入从而得到极大的发展。我们国家电子衡器从一开始的机电结合型慢慢发展到今日的完全电子型和数字化智能型。从中不难发现我国对称重技术也是十分重视的。现如今，电子衡器的制造技术及水品得到了很多新的提高：计量的方法从模拟测量向数字测量发展；电子称重的技术从一开始单纯的静态测量物体的重量向动态测量物体重量发展；测量物体的特点也从之前单一参数的测量向多个参数测量发展。以前功能单一并且使用不方便的测试仪器和控制装置慢慢的被功能更全面的的智能化仪表所代替，这让以前的电子测量仪器在精准度，能实现的功能以及自动化的水平等方面产生了很大的改变，而且同时出现了很多种类的的智能仪器控制系统，从而明显的提高了科学实验以及运用工程的自动化水平。

1.3 国内外电子秤发展及成果

第二次世界大战后，经济慢慢的繁荣起来，各个国家迫切的希望把称重技术运用到生产工艺的过程当中去，这就对称重技术提出了更高的要求，因为工程师希望称重的过程实现自动化，所以工程师就把电子技术融入衡器制造业。倾斜式秤在1954年得以使用，其输出的信号可以控制结算器，而且可以用电磁铁机构以及手动控制的按键与办公的机器连接使用。专门称重值打印机在1960年被发明出来，其可以与衡器相连。在那个年代，虽然带有电子装置的衡器与称量有关的显示、记录、远传式控制器等功能是电子方式的，但其称量工作是却是机械式的。电子秤和别的事物的发展是一样的，也是随着年代的发展，渐渐的升级换代。电子秤的构造由简单慢慢变得复杂、功能也从原来的单一到现在的多种功能、制造工艺从粗糙到精致、原本的手动机械式也慢慢发展到机电结合再到现在的全电子化、功能也从原来的单一到现在的多种功能。尤其是这三十年，电子衡器与生产过程中的物体称重、生产原料的定量称重、以及产品的质量的检测已经息息相关。这是因为电子衡器不但可以给出质量或重量信号，而且也能作为总系统中的某一个单元承担着检验或者是控制的功能，进而推动工业生产的合理化和自动化。这些年来，电子秤已经越来越多地加入到数据的处理和控制过程当中。生产技术、储运运输技术、包装技术及商业销售领域已经离不开现代称重技术。称重传感器不同功能的不断发展，推动了电子秤的发展，海外国家如美国、欧盟等一些发达的国家在上个世纪60年代就出现了百分之零点一称量准确度的电子秤，并在上个世纪70年代中期约对百分之七十五的机械称进行了机械电子相结合的改造。

我们国家的测量衡器在上个世纪40年代之前还都是机械式的，功能可以说是很一般，用起来也不太方便。从上个世纪40年代开始，我国开始发展机电相结合的衡器。以称重传感器为主的电子衡器终于在50年代的中国开始出现。上个世纪80年代往后，我们国家已将由传统的机械式衡器进入到结合传感器、微电子技术、计算机技术与一体化的电子衡器发展阶段。现在，电子衡器已被广泛应用于生产生活中的很多领域，如：采矿企业、汽车运输、工商贸易等各个行业部门，称重传感器技术伴随这超大规模集成电路和微处理器技术的不断向前发展，电子称重技术在现代生活中扮演的角色必将越来越重要，国家也会越来越重视称重技术的发展。电子衡器的种类很多，产量也很大，各种小规格的和大型的称重机器生活中很轻易的就可以看到，其功能也从以前单一的称重、计价发展到现在生产过程中的一个测量控制单元，其运用的范围和领域也在不断扩大。

1.4本文设计思路

本设计的主要思路是：首先用压力传感器测量出因为压力变化而产生的电压的信号，然后再通过电压放大器进行电压的放大，然后再用模数转换器把电压信号变化为数字信号，然后再把经过转化得来的数字信号发送进单片机^【2】。最后，单片机获得数字信号再进行一系列的处理运算，从而得到目前被测的物体的重量，然后通过可以显示的设备显示出来。

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