多传感器智能秤控制系统的设计与实现【字数：11535】
由于商业贸易繁荣发展，过去称量仪器已不符合要求，因此要对物体称重的仪器提出了更快、更精确的标准。为此，本课题设计一种由单片机控制的智能秤系统。对本课题查询了大量资料，了解51单片机、称重传感器、A/D转换、矩阵键盘、LCD1602液晶显示等部分原理。并且使用Protel软件对元器件进行画板、封装形成PCB图，然后进行实物焊接，形成实物智能秤。通过Keil4.0软件编写各个模块及主函数程序，进行不断调试成功，下载到单片机中。对实物开始测试，使用砝码20g,100g测量，测量物重数据与实际数据不符；但在称量误差范围内，可以进行按键校准。按键输入单价，液晶显示出称重物重、单价、总价。还设置过载称重时，发生警报信号。本课题设计实现了智能秤的基本目标，对其进行包装修改，可以代替旧式的称重仪器。在未来市场使用，具有很大意义。
目录
1.绪论 1
1.1课题的目的和意义 1
1.2课题研究的现状与趋势 1
1.3课题总体设计思路 3
1.4论文整体结构 3
2.系统方案设计 4
2.1智能秤设计要求 4
2.2智能秤设计方案 4
3.智能秤硬件设计 5
3.1硬件开发 5
3.1.1 Protel软件组成 5
3.1.2 PCB板设计 6
3.2 AT89C51的主控电路 7
3.2.1 AT89C51芯片 7
3.2.2 主要性能参数 7
3.2.3 AT89C51引脚图与引脚功能说明 8
3.3 称重传感器 10
3.3.1 传感器的介绍 10
3.3.2 传感器的比较和设计方案 10
3.4芯片HX711及其电路 11
3.5 LCD1602液晶显示屏 13
3.5.1 LCD1602的电路图 13
3.5.2 LCD1602的功能 14
3.6 矩阵键盘 14
3.6.1 矩阵键盘电路 14
3.6.2 按键的作用 14
3.7 过载报警电路 15
3.7.1报警电路图 15 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: #351916072#
4.智能秤软件设计 16
4.1 Keil4.0软件介绍 16
4.1.2新建程序文件名 17
4.1.3 设置晶振 18
4.2流程图及程序分析 18
4.2.1主程序流程图分析 20
4.2.2 AD转换流程图及程序分析 20
4.2.3 按键程序流程图及分析 22
4.2.4 LCD显示流程图及分析 23
5.程序调试及实物功能实现 25
5.1 USB转串口驱动安装 25
5.1.1下载程序 25
5.2实物体按键实现功能 26
结语 29
致谢 30
参考文献 31
1.绪论
1.1课题的目的和意义
智能数字电子秤是人们生活中经常使用称量仪器，它在小型超市、中大型商业广场、物流分配集结地，市场等地方被广泛应用。在设计智能秤的结构和其工作原理上取代了利用杠杆平衡的杆秤。相比于杆秤这种机械式称量仪器，智能秤拥有以下优点如：测量精确度高、体积小而平、携带方便、操作使用方便。该系统在设计结构、工作原理和制作的材料都是全新的测量仪器。智能秤的工作原理是通过被测物体重量在压力传感器；大量采集被测物体的数据，由于这些数据是非电量的压力数据，所以要将其转化为电量的电压数据。再通过HX711模块里面的放大电路，对其电压信号进行放大，再对其模拟信号转换成数字信号，再被传入到数据处理器中，经过51单片机控制LCD液晶显示器，显示出所测物品重量。本设计使用Keil4.0编写功能程序。实现物品显示质量功能，它还能在自身设置自动日期、人为输入商品的单价和显示商品总价，还使用了称重超过设定量程的报警功能。课题设计智能秤整体结构易于被人们熟悉，方便各个用户携带，方便操作简单，功能较为全面，测量精确度高，具有一定的意义[1]。
1.2课题研究的现状与趋势
智能数字电子秤一般会被认为是自身拥有电子仪器的测量工具，是实现自动化物品测量和计量的重要性工具，对国家商业和企业管理生产，各类商业交易，交通枢纽运输集结地和学术开发研究都起到了关键性的作用。它还具有称量时间短，精确度高，测量范围广，应用范围广 ，结构设计简便，便于携带与操作，信号传输远，可以进行远程控制等特点。智能秤在医药、化工、交通运输、石油、重工、轻工 、冶金、港口集结地 、建筑设计、机械制造和国防建造等多个领域被广泛运用[2]。
1.现状：
在1950年初数字型的电子技术悄然渗入加速了电子仪器制造业的发展。在1960年初开发设计出了电子秤是由机械技术和电子技术相结合的物品测量工具， 经过40多年以来技术不断得到创新、提高和完善，我国电子秤从原先把机械技术与电子技术取长补短结合起来发展到如今数字电子型和智能型。我国掌握电子秤的开发与研究水平和测量检验方法在一定程度上已经达到了国际先进水平。智能秤研究和开发技术及应用范围得到日异月新的发展。智能秤称量技术从静态式称量向动态式称量发展：称量方法从模拟信号测量向数字信号测量转变；测量特点从单参数测量向多参数测量转变，关键是对精确、快速和动态型称量的研究、制造与广泛应用。
2.发展趋势:
通过对近段时间来智能秤的发展情况以及国内外市场商业贸易的要求分析来看，智能秤大致趋向是小型化、高度集成化 、模块化、智能化；它的技术目标要求是称量速度快、 精确度高、稳定性高、可靠性高；智能秤趋向于将称量技术与计量技术相结合，此测量仪器加快了向综合性发展进程。
(1)小型化
如今测量工具更加偏向小型化即体积微小、质量轻巧、高度适中 。最近一些年制造的智能秤结构重点体现了小薄轻的特点，便于携带。对于一些非常小的容量的智能秤，像此类型的智能秤都采用体积小，厚度细薄型的传感器。这样在设计智能秤时可以直接被嵌入制作的底板面与传感器外径一致细小的洞孔中，制造出来的智能秤平面结构是圆形。根据要求设定智能秤的额定负载和力学，决定使用什么类型传感器和数量及其各个位置安装。对电子秤有中型或大型称重容量的类型底板用超薄型方形钢材制作，把其钢材排列才一行进行焊接成为测量秤板结构体。
(2)模块化
对智能秤一般会进行模块设计，为了实现模块化。对于大型或超大型的承载器结构的智能秤，研究和生产机构都采用几种标准长度的模块。对不同模块进行设计组合，从而设计和生产出不同规格和要求得测量仪器。但是在生活的应用中，要参考各个行业的要求，为满足多数行业选择十几种的标准规格。通过对智能秤进行模块化设计，它不仅扩大了产品的使用范围性、组合交换性和可靠精确性，还大大提高了生产厂家生产效率和出厂产品质量。同时大大降低生产成本，提高很多生产企业在市场与其它同类的竞争能力。 (3)集成化
目录
1.绪论 1
1.1课题的目的和意义 1
1.2课题研究的现状与趋势 1
1.3课题总体设计思路 3
1.4论文整体结构 3
2.系统方案设计 4
2.1智能秤设计要求 4
2.2智能秤设计方案 4
3.智能秤硬件设计 5
3.1硬件开发 5
3.1.1 Protel软件组成 5
3.1.2 PCB板设计 6
3.2 AT89C51的主控电路 7
3.2.1 AT89C51芯片 7
3.2.2 主要性能参数 7
3.2.3 AT89C51引脚图与引脚功能说明 8
3.3 称重传感器 10
3.3.1 传感器的介绍 10
3.3.2 传感器的比较和设计方案 10
3.4芯片HX711及其电路 11
3.5 LCD1602液晶显示屏 13
3.5.1 LCD1602的电路图 13
3.5.2 LCD1602的功能 14
3.6 矩阵键盘 14
3.6.1 矩阵键盘电路 14
3.6.2 按键的作用 14
3.7 过载报警电路 15
3.7.1报警电路图 15 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: #351916072#
4.智能秤软件设计 16
4.1 Keil4.0软件介绍 16
4.1.2新建程序文件名 17
4.1.3 设置晶振 18
4.2流程图及程序分析 18
4.2.1主程序流程图分析 20
4.2.2 AD转换流程图及程序分析 20
4.2.3 按键程序流程图及分析 22
4.2.4 LCD显示流程图及分析 23
5.程序调试及实物功能实现 25
5.1 USB转串口驱动安装 25
5.1.1下载程序 25
5.2实物体按键实现功能 26
结语 29
致谢 30
参考文献 31
1.绪论
1.1课题的目的和意义
智能数字电子秤是人们生活中经常使用称量仪器，它在小型超市、中大型商业广场、物流分配集结地，市场等地方被广泛应用。在设计智能秤的结构和其工作原理上取代了利用杠杆平衡的杆秤。相比于杆秤这种机械式称量仪器，智能秤拥有以下优点如：测量精确度高、体积小而平、携带方便、操作使用方便。该系统在设计结构、工作原理和制作的材料都是全新的测量仪器。智能秤的工作原理是通过被测物体重量在压力传感器；大量采集被测物体的数据，由于这些数据是非电量的压力数据，所以要将其转化为电量的电压数据。再通过HX711模块里面的放大电路，对其电压信号进行放大，再对其模拟信号转换成数字信号，再被传入到数据处理器中，经过51单片机控制LCD液晶显示器，显示出所测物品重量。本设计使用Keil4.0编写功能程序。实现物品显示质量功能，它还能在自身设置自动日期、人为输入商品的单价和显示商品总价，还使用了称重超过设定量程的报警功能。课题设计智能秤整体结构易于被人们熟悉，方便各个用户携带，方便操作简单，功能较为全面，测量精确度高，具有一定的意义[1]。
1.2课题研究的现状与趋势
智能数字电子秤一般会被认为是自身拥有电子仪器的测量工具，是实现自动化物品测量和计量的重要性工具，对国家商业和企业管理生产，各类商业交易，交通枢纽运输集结地和学术开发研究都起到了关键性的作用。它还具有称量时间短，精确度高，测量范围广，应用范围广 ，结构设计简便，便于携带与操作，信号传输远，可以进行远程控制等特点。智能秤在医药、化工、交通运输、石油、重工、轻工 、冶金、港口集结地 、建筑设计、机械制造和国防建造等多个领域被广泛运用[2]。
1.现状：
在1950年初数字型的电子技术悄然渗入加速了电子仪器制造业的发展。在1960年初开发设计出了电子秤是由机械技术和电子技术相结合的物品测量工具， 经过40多年以来技术不断得到创新、提高和完善，我国电子秤从原先把机械技术与电子技术取长补短结合起来发展到如今数字电子型和智能型。我国掌握电子秤的开发与研究水平和测量检验方法在一定程度上已经达到了国际先进水平。智能秤研究和开发技术及应用范围得到日异月新的发展。智能秤称量技术从静态式称量向动态式称量发展：称量方法从模拟信号测量向数字信号测量转变；测量特点从单参数测量向多参数测量转变，关键是对精确、快速和动态型称量的研究、制造与广泛应用。
2.发展趋势:
通过对近段时间来智能秤的发展情况以及国内外市场商业贸易的要求分析来看，智能秤大致趋向是小型化、高度集成化 、模块化、智能化；它的技术目标要求是称量速度快、 精确度高、稳定性高、可靠性高；智能秤趋向于将称量技术与计量技术相结合，此测量仪器加快了向综合性发展进程。
(1)小型化
如今测量工具更加偏向小型化即体积微小、质量轻巧、高度适中 。最近一些年制造的智能秤结构重点体现了小薄轻的特点，便于携带。对于一些非常小的容量的智能秤，像此类型的智能秤都采用体积小，厚度细薄型的传感器。这样在设计智能秤时可以直接被嵌入制作的底板面与传感器外径一致细小的洞孔中，制造出来的智能秤平面结构是圆形。根据要求设定智能秤的额定负载和力学，决定使用什么类型传感器和数量及其各个位置安装。对电子秤有中型或大型称重容量的类型底板用超薄型方形钢材制作，把其钢材排列才一行进行焊接成为测量秤板结构体。
(2)模块化
对智能秤一般会进行模块设计，为了实现模块化。对于大型或超大型的承载器结构的智能秤，研究和生产机构都采用几种标准长度的模块。对不同模块进行设计组合，从而设计和生产出不同规格和要求得测量仪器。但是在生活的应用中，要参考各个行业的要求，为满足多数行业选择十几种的标准规格。通过对智能秤进行模块化设计，它不仅扩大了产品的使用范围性、组合交换性和可靠精确性，还大大提高了生产厂家生产效率和出厂产品质量。同时大大降低生产成本，提高很多生产企业在市场与其它同类的竞争能力。 (3)集成化
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