单片机数字显示电子秤设计
单片机数字显示电子秤设计[20200131185626]
【摘要】 随着微电子技术的应用，市场上使用的传统称重工具已经满足不了人们的要求。本系统主要由单片机来控制，测量物体重量部分由称重传感器及A/D转换器组成，加上显示单元，此电子秤俱备了功能多、性能价格比高、功耗低、系统设计简单、使用方便直观、速度快、测量准确、自动化程度高等特点。 电子称主要以AT89C51，更重要的自动称重、数字显示，对人们生活的影响越来越大，广受欢迎。 本系统针对电子称的自动称重、数据处理等进行了设计和制作。为了阐明用单片机是如何对采样数据进行处理，对数据的采集和转换、计算问题进行了研究，讨论了单片机控制系统中关键的计算问题。本文在给出智能电子称硬件设计的基础上，详细分析了电子称的软件控制方法。单片机控制的电子称结构简单，成本低廉，深受人们的喜爱，本文将对此进行详细讨论。 【关键词】：增强型MCS-51单片机；称重传感器；A/D转换器；LCD显示器
*查看完整论文请+Q: 351916072
关键字:增强型MCS-51单片机；称重传感器；A/D转换器；LCD显示器
目 录
第一章 绪论 1
1.1 称重技术和衡器的发展 1
1.2 电子秤系统的组成 1
第二章 电子秤硬件设计 3
2.1总体设计 3
2.2 数据采集模块的设计 3
2.3 显示模块的设计 7
2.4 键盘扫描模块的设计 8
第三章 电子秤软件设计 10
3.1A/D转换初始化软件设计 10
3.2 键盘扫描模块软件设计 16
3.4显示模块的软件设计 22
第四章 结束语与展望 24
参考文献 24
致 谢 25
第一章 绪论
1.1 称重技术和衡器的发展
称重技术自古以来就被人们所重视，作为一种计量手段，广泛应用于工农业、科研、交通、内外贸易等各个领域，与人民的生活紧密相连。电子秤是电子衡器中的一种，衡器是国家法定计量器具，是国计民生、国防建设、科学研究、内外贸易不可缺少的计量设备，衡器产品技术水平的高低，将直接影响各行各业的现代化水平和社会经济效益的提高。 电子秤的发展过程与其它事物一样，也经历了由简单到复杂，由粗糙到精密、由机械到机电结合再到全电子化、由单一功能到多功能的过程。特别是近30年以来，工艺流程中的现场称重、配料定量称重、以及产品质量的监测等工作，都离不开能输出电信号的电子衡器。这是由于电子衡器不仅能给出质量或重量信号，而且也能作为总系统中的一个单元承担着控制和检验功能。 近年来，电子秤已愈来愈多地参与到数据处理和过程控制中。现代称重技术和数据系统已经成为工艺技术、储运技术、预包装技术、收货业务及商业销售领域中不可缺少的组成部分。随着称重传感器各项性能的不断突破，为电子秤的发展奠定了其础，国外如美国、西欧等一些国家在2 0世纪6 0年代就出现了0 .1%称量准确度的电子秤，并在7 0年代中期约对75%的机械秤进行了机电结合式的电子化改造。 称重装置不仪是提供重量数据的单体仪表，而且作为工业控制系统和商业管理系统的一个组成部分。 因此，称重技术的研究和衡器工业的发展各国都非常重视。50年代中期电子技术的渗入推动了衡器制造业的发展。60年代初期出现机电结合式电了衡器以来，经过40多年的不断改进与完善，我国电子衡器从最初的发展到当今的电子型和数字智能型。
1.2 电子秤系统的组成
电子秤是由承重、传力复位系统，传感元件，测量和计算等一系列系统组成。下边将介绍电子秤的基本结构，工作原理以及计量性能等。
1.2.1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了秤均由以下三部分组成： (1) 承重、传力复位系统 (2) 称重传感器 (3) 测量显示和数据输出的载荷测量装置
1.2.2 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，传感器随之产生力一电效应，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。
1.2.3电子秤的计量性能
电子秤的计量性能涉及的主要技术指标有：量程、分度值、分度数、准确度等级等。(1) 量程：电子衡器的最大称量Max，即电子秤在正常工作情况下，所能称量的最大值。 (2) 分度值：电子秤的测量范围被分成若干等份，每份值即为分度值。用e或d来表示。(3) 分度数：衡器的测量范围被分成若干等份，总份数即为分度数用n表示。电子衡器的最大称量Max可以用总分度数n与分度值d的乘积来表示，即Max=n·d。
第二章 电子秤硬件设计
2.1总体设计
设计的电子秤具有物品重量读取功能；价格计算功能；显示功能；具有过载复位功 能；能够执行相应的控制指令。电子秤的硬件包括数据采集模块、键盘扫描模块和显示 模块等。
本设计是用应变式压力传感器对物体进行称重，获得电压值。AD7705[1]将传感器送 来的电信号经放大后将其转换为数字量。通过读写方式，单片机实行对AD7705 的控制： 一方面，AT89C51 通过对AD7705 通信寄存器的写来设置A/D转换的各项参数。另一方面， AD7705 转换所得的数据输入AT89C51 进行数据处理。该设计中采用的是 4×4 矩阵式键 盘和 4 位LED显示。先根据电压值确定输出显示重量，当确定键按下后，则将单价显示。 单片机根据定商品的单价，进行数据处理，最后通过LED显示结果。系统的总体框图 如图 2.1 所示：
【摘要】 随着微电子技术的应用，市场上使用的传统称重工具已经满足不了人们的要求。本系统主要由单片机来控制，测量物体重量部分由称重传感器及A/D转换器组成，加上显示单元，此电子秤俱备了功能多、性能价格比高、功耗低、系统设计简单、使用方便直观、速度快、测量准确、自动化程度高等特点。 电子称主要以AT89C51，更重要的自动称重、数字显示，对人们生活的影响越来越大，广受欢迎。 本系统针对电子称的自动称重、数据处理等进行了设计和制作。为了阐明用单片机是如何对采样数据进行处理，对数据的采集和转换、计算问题进行了研究，讨论了单片机控制系统中关键的计算问题。本文在给出智能电子称硬件设计的基础上，详细分析了电子称的软件控制方法。单片机控制的电子称结构简单，成本低廉，深受人们的喜爱，本文将对此进行详细讨论。 【关键词】：增强型MCS-51单片机；称重传感器；A/D转换器；LCD显示器
*查看完整论文请+Q: 351916072
关键字:增强型MCS-51单片机；称重传感器；A/D转换器；LCD显示器
目 录
第一章 绪论 1
1.1 称重技术和衡器的发展 1
1.2 电子秤系统的组成 1
第二章 电子秤硬件设计 3
2.1总体设计 3
2.2 数据采集模块的设计 3
2.3 显示模块的设计 7
2.4 键盘扫描模块的设计 8
第三章 电子秤软件设计 10
3.1A/D转换初始化软件设计 10
3.2 键盘扫描模块软件设计 16
3.4显示模块的软件设计 22
第四章 结束语与展望 24
参考文献 24
致 谢 25
第一章 绪论
1.1 称重技术和衡器的发展
称重技术自古以来就被人们所重视，作为一种计量手段，广泛应用于工农业、科研、交通、内外贸易等各个领域，与人民的生活紧密相连。电子秤是电子衡器中的一种，衡器是国家法定计量器具，是国计民生、国防建设、科学研究、内外贸易不可缺少的计量设备，衡器产品技术水平的高低，将直接影响各行各业的现代化水平和社会经济效益的提高。 电子秤的发展过程与其它事物一样，也经历了由简单到复杂，由粗糙到精密、由机械到机电结合再到全电子化、由单一功能到多功能的过程。特别是近30年以来，工艺流程中的现场称重、配料定量称重、以及产品质量的监测等工作，都离不开能输出电信号的电子衡器。这是由于电子衡器不仅能给出质量或重量信号，而且也能作为总系统中的一个单元承担着控制和检验功能。 近年来，电子秤已愈来愈多地参与到数据处理和过程控制中。现代称重技术和数据系统已经成为工艺技术、储运技术、预包装技术、收货业务及商业销售领域中不可缺少的组成部分。随着称重传感器各项性能的不断突破，为电子秤的发展奠定了其础，国外如美国、西欧等一些国家在2 0世纪6 0年代就出现了0 .1%称量准确度的电子秤，并在7 0年代中期约对75%的机械秤进行了机电结合式的电子化改造。 称重装置不仪是提供重量数据的单体仪表，而且作为工业控制系统和商业管理系统的一个组成部分。 因此，称重技术的研究和衡器工业的发展各国都非常重视。50年代中期电子技术的渗入推动了衡器制造业的发展。60年代初期出现机电结合式电了衡器以来，经过40多年的不断改进与完善，我国电子衡器从最初的发展到当今的电子型和数字智能型。
1.2 电子秤系统的组成
电子秤是由承重、传力复位系统，传感元件，测量和计算等一系列系统组成。下边将介绍电子秤的基本结构，工作原理以及计量性能等。
1.2.1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了秤均由以下三部分组成： (1) 承重、传力复位系统 (2) 称重传感器 (3) 测量显示和数据输出的载荷测量装置
1.2.2 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，传感器随之产生力一电效应，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。
1.2.3电子秤的计量性能
电子秤的计量性能涉及的主要技术指标有：量程、分度值、分度数、准确度等级等。(1) 量程：电子衡器的最大称量Max，即电子秤在正常工作情况下，所能称量的最大值。 (2) 分度值：电子秤的测量范围被分成若干等份，每份值即为分度值。用e或d来表示。(3) 分度数：衡器的测量范围被分成若干等份，总份数即为分度数用n表示。电子衡器的最大称量Max可以用总分度数n与分度值d的乘积来表示，即Max=n·d。
第二章 电子秤硬件设计
2.1总体设计
设计的电子秤具有物品重量读取功能；价格计算功能；显示功能；具有过载复位功 能；能够执行相应的控制指令。电子秤的硬件包括数据采集模块、键盘扫描模块和显示 模块等。
本设计是用应变式压力传感器对物体进行称重，获得电压值。AD7705[1]将传感器送 来的电信号经放大后将其转换为数字量。通过读写方式，单片机实行对AD7705 的控制： 一方面，AT89C51 通过对AD7705 通信寄存器的写来设置A/D转换的各项参数。另一方面， AD7705 转换所得的数据输入AT89C51 进行数据处理。该设计中采用的是 4×4 矩阵式键 盘和 4 位LED显示。先根据电压值确定输出显示重量，当确定键按下后，则将单价显示。 单片机根据定商品的单价，进行数据处理，最后通过LED显示结果。系统的总体框图 如图 2.1 所示：
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