基于单片机的电子秤设计(附件)【字数：11155】
摘 要本设计介绍了一种基于单片机的对物体进行称重的电子秤设计。主控板选择以AT89C52为微控制器，传感器元器件选择应变式电阻传感器，键盘选用矩阵式键盘作为按键，显示器选择液晶显示屏来进行设计的电子秤。多个不同功能的元器件，芯片组合起来形成一个完整的测量计价系统。主控芯片为AT89C52，模数转化芯片为HX711芯片。整个系统的测量计价由电阻应变薄片能够感应压力变化，并将压力变化信号转变为电阻值变化反应出来，电阻变化值传递至HX711智能芯片的电压输出传递给主控芯片AT89C52，AT89C52通过对其进行编程的程序的运行将运行结果输出到LCD1602液晶显示屏上，我们从而可以获取所称量物品的重量以及对其确认过的单价及其价值。本设计完成了对电子秤称重系统的硬件电路设计，PCB板的设计，系统软件的设计，应用器件的选择及选型，以及对电路板的焊接制作等。并对所设计的电子秤进行即时测验调试，实现了基于单片机的电子秤对于家庭一般称重的要求。
目 录
第一章 绪论 1
1.1课题背景及意义 1
1.2论文内容和论文结构 1
第二章 系统的组成及工作原理 2
2.1系统整体设计 2
2.2主控模块设计 2
2.2.1主控芯片的选型 2
2.2.2STC89C52单片机引脚及功能 3
2.3压力传感器模块设计 4
2.3.1压力传感器选型 4
2.3.2应变片式电阻传感器的结构和原理 5
2.3.3全桥测量电路 5
2.4A/D转换模块设计 6
2.4.1A/D模块选型 6
2.5显示电路模块设计 11
2.5.1显示模块选择 11
2.5.2LCD1602液晶显示模块 11
2.6按键输入模块设计 12
第三章 系统的软件设计 14
3.1软件流程总体设计 14
3.2 A/D数据采集子程序 16
3.3显示子程序 17
3.4键盘扫描子程序 18
第四章 系统的调试与实验 19
4.1软硬件调试 19 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: @351916072@
4.2实验设计与目的 19
4.3实验流程与分析 19
4.4实验总结 20
第五章 总结与展望 22
5.1全文总结 22
5.2未来研究展望 22
附录A原理图 25
附录B仿真图 27
附录C 系统程序清单 28
绪论
1.1课题背景及意义
在中国古代，随着商业的越来越繁荣昌盛，就开始有了称重的概念。 最早的对于重量的认知仅仅是通过身体的感知来对其进行模糊表达。随着时间的推移，最早由曹冲称象，人们才对称重有了具体的认知。后来，慢慢人们便发明了杆秤以供人们商业上自由贸易往来，极大的方便和推动了中国古代及近代的经济发展。再到后来杆秤已经不能满足人们日常生活的需要了，便有了磅秤及地磅的产生及应用。磅秤及地磅的发明又一次极大的推动了大型物品及农贸市场经济的往来。随着科技水平的提高，人们对计量精度也提出了更加严格的要求。电子秤便顺应时代的发展诞生了。无论是对于日常生活的买菜称重还是米面称重还是日常生活中的体重测量，电子秤都发挥着不可缺少的作用。进入菜市场我们可以发现几乎所有商贩都会拥有一台属于自己的电子秤，他们通过电子秤可以对买卖的商品进行称量，计价。并且对于不同的物品商贩可以选择相对应不同的单价，只要将商品的价格输入电子秤，放上去的商品价格便可以自动显示到显示屏幕上。简单方便，易于操作。对于现代这个发展快速的时代，电子秤的发明极大的减少了人们的时间，方便了我们。
1.2论文内容和论文结构
本课题一共分为五个章节。课题里面主要涉及了系统方法的论证。
第一章简述了课题的背景及意义论文的内容和结构。
第二章主要介绍了系统组成的硬件选择。详细分析了主控芯片的选型及其工作原理和压力传感器的选型及其工作原理以及对A/D模块，键盘模块，显示模块进行详细说明。
第三章对系统的软件的设计进行详细分解，详述了A/D数据采集子程序、显示子程序、键盘扫描子程序。
第四章是对系统的测试与实验。
第五章对课题进行展望与总结。
第二章 系统的组成及工作原理
2.1系统整体设计
要实现电子秤系统的设计，总体设想是将系统分为如下六部分：主控模块、传感器模块、模量切换模块、按键识别模块、报警模块等。具体的系统构成详见下图21所示。
/
图21 系统组成图
通过压力传感器将压力这种物理量转化为电信号，之后，A/D切换模块可以将电量模拟值转变为数字值，并输入至控制芯片内，通过主控芯片的处理，将结果通过显示模块显示出来。系统还设置了按键模块，可以设置按键来实现特定功能。如果压力超出可测量范围，还设置了报警模块进行报警。
2.2主控模块设计
2.2.1主控芯片的选型
主控芯片在电子秤系统中主要实现的功能是对模数转换模块传递过来的数据进行计算处理，然后输出信息到显示模块。实现这种功能的处理芯片很多，但考虑到电子秤系统属于小型系统，数据处理运算简单，输入输出端口需求小，成本控制要求高，因此8位单片机就完全可以满足需求。
在该单片机设计实践中，选取了工业设计中常用的STC89C52单片机设备作为主要控制芯片组，其中，所使用的STC89C53芯片由STC公司研发设计，其
控制类型为CMOS8控制器，该控制器局部能耗比低、高性能等很多优点。同时,它具有的可编程存储器容量达到了8K字节。此外,由于52芯片自身具有灵活的8 位中央处理器、可编程的闪存区,因此STC89C52在许多嵌入式控制系统中具有很大的优势,可以为各种系统提供多种灵活可靠的方案。相对于传统的MCS51内核,STC89C52的优势十分明显,由于做了许多方面的升级改进,使得52芯片可以实现很多MCS51单片机所无法实现的功能。例如，当单片机内核停止工作,但是定时计数器、中断仍会继续工作,仍旧能监测外部的中断信号；当单片机断电,单片机就会停止工作,但是会启动断电保护,此时RAM存储器中内容不会消失。
目 录
第一章 绪论 1
1.1课题背景及意义 1
1.2论文内容和论文结构 1
第二章 系统的组成及工作原理 2
2.1系统整体设计 2
2.2主控模块设计 2
2.2.1主控芯片的选型 2
2.2.2STC89C52单片机引脚及功能 3
2.3压力传感器模块设计 4
2.3.1压力传感器选型 4
2.3.2应变片式电阻传感器的结构和原理 5
2.3.3全桥测量电路 5
2.4A/D转换模块设计 6
2.4.1A/D模块选型 6
2.5显示电路模块设计 11
2.5.1显示模块选择 11
2.5.2LCD1602液晶显示模块 11
2.6按键输入模块设计 12
第三章 系统的软件设计 14
3.1软件流程总体设计 14
3.2 A/D数据采集子程序 16
3.3显示子程序 17
3.4键盘扫描子程序 18
第四章 系统的调试与实验 19
4.1软硬件调试 19 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: @351916072@
4.2实验设计与目的 19
4.3实验流程与分析 19
4.4实验总结 20
第五章 总结与展望 22
5.1全文总结 22
5.2未来研究展望 22
附录A原理图 25
附录B仿真图 27
附录C 系统程序清单 28
绪论
1.1课题背景及意义
在中国古代，随着商业的越来越繁荣昌盛，就开始有了称重的概念。 最早的对于重量的认知仅仅是通过身体的感知来对其进行模糊表达。随着时间的推移，最早由曹冲称象，人们才对称重有了具体的认知。后来，慢慢人们便发明了杆秤以供人们商业上自由贸易往来，极大的方便和推动了中国古代及近代的经济发展。再到后来杆秤已经不能满足人们日常生活的需要了，便有了磅秤及地磅的产生及应用。磅秤及地磅的发明又一次极大的推动了大型物品及农贸市场经济的往来。随着科技水平的提高，人们对计量精度也提出了更加严格的要求。电子秤便顺应时代的发展诞生了。无论是对于日常生活的买菜称重还是米面称重还是日常生活中的体重测量，电子秤都发挥着不可缺少的作用。进入菜市场我们可以发现几乎所有商贩都会拥有一台属于自己的电子秤，他们通过电子秤可以对买卖的商品进行称量，计价。并且对于不同的物品商贩可以选择相对应不同的单价，只要将商品的价格输入电子秤，放上去的商品价格便可以自动显示到显示屏幕上。简单方便，易于操作。对于现代这个发展快速的时代，电子秤的发明极大的减少了人们的时间，方便了我们。
1.2论文内容和论文结构
本课题一共分为五个章节。课题里面主要涉及了系统方法的论证。
第一章简述了课题的背景及意义论文的内容和结构。
第二章主要介绍了系统组成的硬件选择。详细分析了主控芯片的选型及其工作原理和压力传感器的选型及其工作原理以及对A/D模块，键盘模块，显示模块进行详细说明。
第三章对系统的软件的设计进行详细分解，详述了A/D数据采集子程序、显示子程序、键盘扫描子程序。
第四章是对系统的测试与实验。
第五章对课题进行展望与总结。
第二章 系统的组成及工作原理
2.1系统整体设计
要实现电子秤系统的设计，总体设想是将系统分为如下六部分：主控模块、传感器模块、模量切换模块、按键识别模块、报警模块等。具体的系统构成详见下图21所示。
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图21 系统组成图
通过压力传感器将压力这种物理量转化为电信号，之后，A/D切换模块可以将电量模拟值转变为数字值，并输入至控制芯片内，通过主控芯片的处理，将结果通过显示模块显示出来。系统还设置了按键模块，可以设置按键来实现特定功能。如果压力超出可测量范围，还设置了报警模块进行报警。
2.2主控模块设计
2.2.1主控芯片的选型
主控芯片在电子秤系统中主要实现的功能是对模数转换模块传递过来的数据进行计算处理，然后输出信息到显示模块。实现这种功能的处理芯片很多，但考虑到电子秤系统属于小型系统，数据处理运算简单，输入输出端口需求小，成本控制要求高，因此8位单片机就完全可以满足需求。
在该单片机设计实践中，选取了工业设计中常用的STC89C52单片机设备作为主要控制芯片组，其中，所使用的STC89C53芯片由STC公司研发设计，其
控制类型为CMOS8控制器，该控制器局部能耗比低、高性能等很多优点。同时,它具有的可编程存储器容量达到了8K字节。此外,由于52芯片自身具有灵活的8 位中央处理器、可编程的闪存区,因此STC89C52在许多嵌入式控制系统中具有很大的优势,可以为各种系统提供多种灵活可靠的方案。相对于传统的MCS51内核,STC89C52的优势十分明显,由于做了许多方面的升级改进,使得52芯片可以实现很多MCS51单片机所无法实现的功能。例如，当单片机内核停止工作,但是定时计数器、中断仍会继续工作,仍旧能监测外部的中断信号；当单片机断电,单片机就会停止工作,但是会启动断电保护,此时RAM存储器中内容不会消失。
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