数字电子秤设计 - 图文

数字电子秤设计

3.4系统超重报警指示电路设计

超重报警指示电路用来在称重测量超出最高值时报警提示，以免重量太高的情况下损坏传感器。报警指示电路由PNP三极管9012驱动蜂鸣器来实现，单片机IO口控制三极管的基极，当单片机的IO口输出为低电平时，三极管导通，蜂鸣器的正极与电源接通，蜂鸣器通电发出报警声，当单片机IO口输出高电平时，三极管截止，蜂鸣器停止报警。报警指示电路如图3-6所示。

图3-6 报警指示电路

4 称重仪程序设计

系统软件设计采用C语言编程，编译环境为keil UV3。

keil C51 是美国Keil Software 公司出品的51 系列兼容单片机C 语言软件开发系统，和汇编相比，C 在功能上、结构性、可读性、可维护性上有明显的优势，因而易学易用。

Keil C51 软件提供丰富的库函数和功能强大的集成开发调试工具，全Windows 界面。另外重要的一点，只要看一下编译后生成的汇编代码，就能体会到keil C51 生成的目标代码效率非常之高，多数语句生成的汇编代码很紧凑，容易理解。在开发大型软件时更能体现高级语言的优势。

Keil C51 可以完成编辑、编译、连接、调试、仿真等整个开发流程。开发人员可用IDE 本身或其它编辑器编辑C 或汇编源文件，然后分别有C51 及A51 编辑器编译连接生成单片机可执行的二进制文件（.HEX），然后通过单片机的烧写软件将HEX 文件烧入单片机内。软件主要三个方面：一是初始化系统；二是按键检测；三是数据采集、数据处理并进行显示。这三个方面的操作分别在主程序中来进行。程序采用模块化的结构，这样程序结构清楚，易编程和易读性好，也便于调试和修改。

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4.1 主程序设计

主程序的流程图如图4-1所示。

图4-1 主程序流程图

4.2 系统按键调整部分流程图

键盘电路设计成4X4矩阵式，在程序中可以先判断按键编码，然后根据编码将键盘代表的数值送到相应的存储单元，再进行功能选择或数据处理。其流程图如图4-2所示。

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图4-2 按键调整程序流程图

5 电路测试

5.1 物体称重标定

测试方法：

500g以内重量标定与500g等重量物件制作。以砝码作为标准称重物体，进行小量程标定；由于提供的砝码最大重量为500g,所以先采用小量程标定，用小量程测定的误差标定出多个500g标准物件。实验中以500ml矿泉水瓶装水制作。

500g以上重量标定。用等效重量物件与砝码混合使用，逐步由轻到重进行标定。

分辨率测定。加载量程范围内的重量，其次在原有重量上分别添加或减小不同重量的小砝码，直到显示部分能分辨显示，以此方法来测试本电子秤的分辨率。 从表5-1数据可以得到：设计的称重设备的误差不超过5g。 各项测试结果如表5-1所示。

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表5-1 物体称重标定

物体重量（kg） 0.100 0.150 0.250 0.450 0.470 0.500 0.690 0.790 1.090 1.110 2.430 2.580 4.470 7.430 7.730

显示重量(kg) 0.095 0.145 0.250 0.450 0.475 0.500 0.690 0.790 1.090 1.110 2.430 2.580 4.470 7.435 7.730

1、2、3\\ 5 1、2、3\\ 5 1、2、3\\ 5 1、2 \\ 4 1、2、3\\ 5 1、2、3\\ 5 1、2、3\\ 5 1、2、3\\ 5 1、2 \\ 4 1、2、3\\ 5 1、2、3\\ 5 1、2 \\ 4 1、2、3\\ 5 1、2、3、4 \\ 5 1、2、3、4 \\ 5

0.095 \\ 0.105 0.145 \\ 0.150 0.250 \\ 0.255 0.450 \\ 0.450 0.475 \\ 0.475 0.500 \\ 0.505 0.690 \\ 0.690 0.790 \\ 0.795 1.090 \\ 1.095 1.110 \\ 1.115 2.430 \\ 2.435 2.580 \\ 2.585 4.470 \\ 4.475 7.435 \\ 7.440 7.730 \\ 7.735

添加重量(g)

显示重量(kg)

分辨率(g) 5 5 5 4 5 5 5 5 4 5 5 4 5 5 5

5.2 传感器输出电压测试 测试方法：

用运算放大器构成放大倍数为10的仪用放大电路，用信号源、示波器或万用表对放大电路进行标定。

传感器采用平衡电阻电桥输出，其两输出端分别输入到仪用放大电路，给电子秤加载量程内不同的重量，用万用表测出放大10倍的电压值，如表5-2所示。最后将测得的电压值除以10,则为传感器的输出电压。从而可以得到信号调理电路输入电压范围。

表5-2 传感器输出电压测试

重量（Kg）

0.1 0.204 0.404 0.500 0.600

放大十倍测试电压（mV）

9.9 10.3 11.2 11.9 12.3

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传感器输出电压（mV）

0.99 1.03 1.12 1.19 1.23