简易电子称设计—51、动态数码管 - 图文

简易电子称课程设计

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摘 要

本设计系统以单片机AT89S52为控制核心，实现电子秤和计时的基本控制功能。在设计系统时，为了更好地采用模块化设计法，分步设计了各个单元功能模块。

系统的硬件部分包括最小系统部分、数据采集部分、数据处理部分、按键中断调时和系统电源四大部分。最小系统部分主要包括AT89S52部分；数据采集部分由称重传感器、A/D转换、低通滤波部分组成，包括运算放大器INA128、NE532和A/D转换器ADS8344(大材小用一下)；按键中断，四位动态LED数码显示器，可以直观的显示重量的具体数字以及时间，使用方便；系统电源以MAX3232为核心设计电路以提供系统正常工作电源。

系统的软件部分应用单片机C语言进行编程，实现了该设计的全部控制功能。该电子秤可以实现基本的称重功能（称重范围为0～4.999Kg，重量误差不大于±0.010Kg）,并附带有显示时间的功能，可以设置时间和显示时间。本系统设计结构简单，使用方便，功能齐全，精度较高，具有一定的开发价值。

关键词： 电阻应变式传感器 A/D 单片机 数码管显示

2 系统方案设计

2.1 电子秤的组成结构 2.1.1 电子秤的基本结构

电子秤是利用物体的重力作用来确定物体质量（重量）的测量仪器，也可用来确定与质量相关的其它量大小、参数、或特性。不管根据什么原理制成的电子秤均由以下三部分组成：

（1）承重、传力复位系统

它是被称物体与转换元件之间的机械、传力复位系统，又称电子秤的秤体，一般包括接受被称物体载荷的承载器、秤桥结构、吊挂连接部件和限位减振机构等。

(2)称重传感器

即由非电量（质量或重量）转换成电量的转换元件，它是把支承力变换成电的或其它形式的适合于计量求值的信号所用的一种辅助手段。

按照称重传感器的结构型式不同，可以分直接位移传感器（电容式、电感式、电位计式、振弦式、空腔谐振器式等）和应变传感器（电阻应变式、声表面谐振式）或是利用磁弹性、压电和压阻等物理效应的传感器。

对称重传感器的基本要求是：输出电量与输入重量保持单值对应，并有良好的线性关系；有较高的灵敏度；对被称物体的状态的影响要小；能在较差的工作条件下工作；有较好的频响特性；稳定可靠。

(3)测量显示和数据输出的载荷测量装置

即处理称重传感器信号的电子线路（包括放大器、模数转换、电流源或电压源、调节器、补尝元件、保护线路等）和指示部件（如显示、打印、数据传输和存贮器件等）。这部分习惯上称载荷测量装置或二次仪表。在数字式的测量电路中，通常包括前置放大、滤滤、运算、变换、计数、寄存、控制和驱动显示等环节。

2.1.2 电子秤的工作原理

当被称物体放置在秤体的秤台上时，其重量便通过秤体传递到称重传感器，传感器随之产生力－电效应，将物体的重量转换成与被称物体重量成一定函数关系(一般成正比关系)的电信号(电压或电流等)。此信号由放大电路进行放大、经滤波后再由模/数（A/D）器进行转换，数字信号再送到微处器的CPU处理，CPU

不断扫描键盘和各种功能开关，根据键盘输入内容和各种功能开关的状态进行必要的判断、分析、由仪表的软件来控制各种运算。运算结果送到内存贮器，需要显示时，CPU发出指令，从内存贮器中读出送到显示器显示，或送打印机打印。一般地信号的放大、滤波、A/D转换以及信号各种运算处理都在仪表中完成。

2.2 电子秤设计的要求及基本思路 2.2.1 电子秤设计的要求 1) 称重范围：不超过5.000KG 2) 测量精度：≤ 0.010Kg 3) 显示方式：4位数码管动态扫描 4) 使用操作：操作简单方便。

5) 特殊功能：当没有放物品时显示时间，有物品放上则显示重量 2.2.2 电子秤设计的基本思路

将电子秤大致能划分为两大部分，数据采集及处理模块、控制显示模块模块。其中数据采集模块由压力传感器、信号的前级处理和A/D转换部分组成。转换后的数字信号送给控制器处理，由控制器完成对该数字量的处理，驱动显示模块。此外添加了显示时间的特殊功能。

压力传感器 信号放大及滤波处理 ADS8344J进行AD转换 51单片机控制 4位动态数码管显示

2.3 51单片机

AT89S52单片机是AT89S系列中的增强型高档机产品，它片内存储器容量是AT89S51的一倍，即片内8KB的Flash程序存储器和256B的RAM。另外，它还增加了