基于单片机的电子称设计

毕业设计（论文）任务书题目：简易数字存储示波器任务与要求：(1)设计一台用普通示波器显示被测波形的简易数字存储示波器；(2)要求仪器具有单次触发存储显示方式；(3)要求仪器输入阻抗大于100K，垂直分辨率为32级/div,垂直分辨率为20点/div,设示波器显示屏水平刻度10div,垂直刻度8div；(4)要求设置0.2s/div、0.2ms/div、20us/div三档扫描速度；设置0.1V/div、1V/div二档垂直灵敏度，误差≤5%.时间：2009年10月26日至2009年12月20日共8周所属系部：电子工程系学生姓名：学号：专业：指导单位或教研室：电子工程系指导教师：职称：助讲基于单片机的智能电子秤设计2目录摘要..........................................................................3Abstract31、本设计任务.................................................................52、系统方案的论证与简介........................................................62.1数据采集部分...............................................................62.1.1前级放大器的选择及简介.................................................62.1.2A/D转换器选择及简介.....................................................82．2控制器的选择及简介.......................................................102．3人机交互部分.............................................................132.3.1键盘/显示部分的选择及简介.............................................132.4称重传感器................................................................172．4．1称重传感器的工作原理................................................182．4．2称重传感器的主要参数指标............................................193、电路的硬件设计.............................................................203.1整体电路的设计............................................................203.2放大电路的设计............................................................203.3V/F转换电路的设计........................................................223.4键盘显示电路..............................................................234、系统的软件设计.............................................................254.1C51的简介................................................................254.2程序的流程图..............................................................255、调试与测试结果分析.........................................................265.1使用的仪器仪表...........................................................265.2电路的调试...............................................................26基于单片机的智能电子秤设计3基于单片机的智能电子秤设计摘要：本文介绍了基于单片机89C52的电子秤的硬件电路及软件流程。系统包括称重传感器、信号放大、单片机、键盘、LCD显示等部分。电子秤设计得小巧，结构简单，具有去皮、单价设置、累加等多种功能。关键词：单片机；称重传感器；V/F转换器ElectronicBalanceControlledbythesingle-ChipMicrocomputerAbstractThispaperintroducesanelectronicbalancecontrolledbythesingle-chipmicrocomputer89C52.Thespecifichardwarecircuitandsoftwareflowchartaredesigned.Thesystemconsistsofweighingsensor,signalamplifier,microcomputer,keyboard,LCDdisplayandetc.Thissmall,simplystructuredbalancepossessesmanyintelligentfunctions,suchasshelling,unitpriceenactment,accumulationcomputationandetc.KeyWords:single-chipmicrocomputer；weighingsensor；V/Fconverte引言物品称量是市场交易中很基本的活动,是商业领域最基本的衡具。在日常生活中，到处必须用到称。尤其是现代超市和一些其他交易市场上，称是必不可少的测重工具。随着人们生活水平的不断提高，商业行为也越来越现代化，人们对商品度量的速度和精度也提出了新的要求。传统的量具是杆称或盘称,20世纪70年代开始出现了电子称。电子称的产生正是为了适应现代生活需要。目前，商用电子计价称的使用非常普及，逐渐取代了传統的杆秤和机械案秤。电子计价秤在秤台结構上有一個显著的特点：一个相当大的秤台，只在中间裝置一个专门设计的压力传感器来承担物料的全部重量。这个重力将转换为电压或电流的模拟讯号，经放大及滤波处理后由A/D处理器转换为数字讯号，数字讯号由中央处理器CPU运算处理，而周边所需要的功能及各种接口电路也和CPU连接应用，最后由显示屏幕以数字方式显示。基于单片机的智能电子秤设计4电子秤不仅要向高精度、高可靠方向发展,而且更需向多种功能的方向发展。据悉,目前电子秤的附加功能主要有以下几种:1电子秤附加了处理机构计算机信息补偿装置,可以进行自诊断、自校正和多种补偿计算和处理。2具有皮重、净重显示等特种功能。电子秤有些已具备了动物称量模式,即通过进行算术平均、积分处理和自动调零等方法,消除上述的误差。3附加特殊的数据处理功能。目前的电子秤有附加多种计算和数据处理功能,以满足多种使用的要求。今后,随着电子高科技的飞速发展,电子秤技术的发展定将日新月异。同时,功能更加齐全的高精度的先进电子秤将会不断问世,其应用范围也会更加拓宽。基于单片机的智能电子秤设计51、本设计任务本系统要求设计并制作一个实用电子称，能实现称重、计价、汇总、清零、去皮等多种功能。（1）基本要求1、能用简易键盘设置单价，加重后能同时显示重量、单价和金额；2、重量显示：单位为千克；最大称重为6千克，重量误差不大于±0.005千克；3、单价金额及总价金额显示：单价金额和总价金额的单位为元，最大金额数值为99.9元，总价金额误差不大于0.1元；4、具有去皮功能和总额累加计算功能。（2）发挥部分能显示购物清单，自拟10种商品名称或代号，清单内容包括：商品名称，数量，单价，金额，本次购物总金额。1、清单内容的商品名称等可使用代号显示；2、清单内容增加购货日期和收银员编号；3、清单内容在2的基础上增加售货单位名称（自拟），且全部内容采用中文显示。基于单片机的智能电子秤设计62、系统方案的论证与简介2.1数据采集部分2.1.1前级放大器的选择及简介压力传感器输出的电压信号为毫伏级，所以对运算放大器要求很高。我们考虑可以采用以下几种方案可以采用：方案一:采用专用仪表放大器在一般信号放大的应用中通常只通过差动放大电路就可满足要求，然而基本放大电路的精密度较差，且差动放大电路上变更放大增益时，必须调整两个电阻，影响整个信号放大精确度的变因就更加复杂。仪表放大电路则无上述的缺点。采用专用仪表放大器，如：AD620、AD623等。此类芯片内部采用差动输入，共模抑制比高，差模输入阻抗大，增益高，精度也非常好，且外部接口简单。仪表放大器的示意图如下图2-1。图2-1仪表放大器的示意图方案二:利用普通低温漂运算放大器构成多级放大器。普通低温漂运算放大器构成多级放大器会引入大量噪声。所以，此中方案不宜采用。方案三:由高精度低漂移运算放大器构成差动放大器。差动放大器具有高输入阻抗，增益高的特点，可以利用普通运放(如OP07)做成一个差动放大器。此方案原理图如图2-2所示。基于单片机的智能电子秤设计7图2-2高精度运算放大器电路图电阻R1、R2电容C1、C2、C3、C4用于滤除前级的噪声，C1、C2为普通小电容，可以滤除高频干扰，C3、C4为大的电解电容，主要用于滤除低频噪声。优点：输入级加入射随放大器，增大了输入阻抗，中间级为差动放大电路，滑动变阻器R6可以调节输出零点，最后一级可以用于微调放大倍数，使输出满足满量程要求。输出级为反向放大器，所以输出电阻不是很大，比较符合应用要求。缺点：此电路要求R3、R4相等，误差将会影响输出精度，难度较大。实际测量，每一级运放都会引入较大噪声。对精度影响较大。基于以上分析，我们决定采用方案一实现前级放大功能，即制作方便而且精度很好的专用仪表放大器AD620。以下简介一下AD620。图2-3所示为AD620仪表放大器的引脚图。其中引脚1、8要跨接一电阻来调整放大倍率，引脚4、7接需提供正负相等的工作电压，由引脚2、3接輸入的放大的电压即可从引脚6输出放大后的电压值。引脚5则是參考基准，如果接地则引脚6的輸出即为与地之间的相对电压。表2-1所示为AD620的规格特性说明表。图2-3AD620引脚图基于单片机的智能电子秤设计8表2-1AD620的规格特性说明表项目规格特性备注增益范围1--1000只需一个电阻就可设定电压供应范围2.3V——18V低耗电量Maxsupplycurrent=1.3mA可用电池驱动精确度高40ppmmaximumnonlinearity;lowoffsetvoltageof50uVmax;offsetdriftof0.6uV/max低杂讯Lowinputvoltagenoiseof9nV/at1KHz适用范围ECG量测与医疗器材、压力测量、V/I转换、资料截取系统等2.1.2A/D转换器选择及简介方案一:逐次逼近型A/D转换器，如：ADS7805、ADS7804等。逐次逼近型A/D转换，一般具有采样/保持功能。采样频率高，功耗比较低，是理想的高速、高精度、省电型A/D转换器件。高精度逐次逼近型A/D转换器一般都带有内部基准源和内部时钟，基于89C52构成的系统设计时仅需要外接几个电阻、电容。但考虑到所转换的信号为一慢变信号，逐次逼近型A/D转换器的快速的优点不能很好的发挥，且根据系统的要求，