本文采用微處理技術(shù)和傳感技術(shù)，提出一種用單片機(jī)控制的高精度智能電子秤設(shè)計(jì)方案。這種高精度智能地磅體積 小、計(jì)量準(zhǔn)確、攜帶方便，集質(zhì)量稱量功能與價(jià)格計(jì)算功能于一體，能夠滿足商業(yè)貿(mào)易和居民家庭的使用需求。

0.引言

本文采用微處理技術(shù)和傳感技術(shù)，提出一種用單片機(jī)控制的 高精度智能電子秤設(shè)計(jì)方案。這種高精度智能電子秤體積小、計(jì) 量準(zhǔn)確、攜帶方便，集質(zhì)量稱量功能與價(jià)格計(jì)算功能于一體，能夠 滿足商業(yè)貿(mào)易和居民家庭的使用需求。

1.系統(tǒng)設(shè)計(jì)

本論文研宄的便攜式地磅的主要技術(shù)指標(biāo)為：量程 0?10kg;分度值0.005kg;誤差±0.005kg;功能：開機(jī)自檢、去皮、 清零、中文液晶顯示、過載報(bào)警等。

在確定了開發(fā)體系的需求之后，對(duì)系統(tǒng)整體方案進(jìn)行充分研 宄論證，決定采用單片機(jī)主控制器和重傳感器等主要部件構(gòu)成的 方案執(zhí)行。其方案圖如圖1所示。

工作原理：稱重傳感器感應(yīng)被測(cè)重力，輸出微弱的毫伏級(jí)電 壓信號(hào)。該電壓信號(hào)經(jīng)過電子秤專用模擬/數(shù)字(A/D)轉(zhuǎn)換器芯 片hx711對(duì)傳感器信號(hào)進(jìn)行調(diào)理轉(zhuǎn)換。單片機(jī)讀取被測(cè)數(shù)據(jù)，進(jìn) 行計(jì)算轉(zhuǎn)換，在液晶屏上顯示出來(lái)。矩陣鍵盤用來(lái)實(shí)現(xiàn)校正稱重、計(jì)價(jià)等輸入功能。

2.硬件電路設(shè)計(jì)

2.1 STC89C52主控電路

STC89C52系列單片機(jī)是宏晶科技生產(chǎn)的單時(shí)鐘/機(jī)器周期 (1T)的單片機(jī)，是高速/低功耗/超強(qiáng)抗干擾的新一代8051單 片機(jī)，指令代碼完全兼容傳統(tǒng)8051，但速度快8-12倍，內(nèi)部集成 MAX810專用復(fù)位電路。

2.2稱重傳感器電路

根據(jù)本文設(shè)計(jì)要求，選用電阻應(yīng)變式壓力傳感器作為地磅稱重傳感器。電阻應(yīng)變式壓力傳感器主要由彈性體、電阻應(yīng)變片 電纜線等組成，內(nèi)部線路采用惠更斯電橋，當(dāng)彈性體承受載荷產(chǎn) 生變形時(shí)，電阻應(yīng)變片(轉(zhuǎn)換元件）

受到拉伸或壓縮應(yīng)變片變形后，它 的阻值將發(fā)生變化(增大或減小），從而使電橋失去平衡，產(chǎn)生相應(yīng) 的差動(dòng)信號(hào)，供后續(xù)電路測(cè)量和處 理。電阻應(yīng)變式傳感器測(cè)量原理如 圖2所示。 圖2稱重傳感器原理圖

當(dāng)垂直正壓力P作用于梁上時(shí)，梁產(chǎn)生形變，電阻應(yīng)變片 R1、R3受壓彎拉伸，阻值增加；R2、R4受壓縮，阻值減小。電橋 失去平衡，產(chǎn)生不平衡電壓，不平衡電壓與作用在傳感器上的載 菏P成正比，從而將非電量轉(zhuǎn)化成電量輸出。

2.3 HX711模數(shù)轉(zhuǎn)換電路

HX711是一款專為高精度地磅而設(shè)計(jì)的24位A/D轉(zhuǎn)換 器芯片。與同類型其它芯片相比，該芯片集成了包括穩(wěn)壓電源、片 內(nèi)時(shí)鐘振蕩器等其它同類型芯片所需要的外圍電路，具有集成度 高、響應(yīng)速度快、抗干擾性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。

稱重傳感器獲取的重量模擬信號(hào)經(jīng)接口傳遞到24位A/D 轉(zhuǎn)換器芯片HX711進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，將重量模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字 信號(hào)，并送到STC89C52單片機(jī)進(jìn)行處理。單片機(jī)與HX711之間 IIC總線格式進(jìn)行傳輸，P1.3連接HX711—SCK，完成時(shí)鐘信號(hào)傳 輸，P1.2連接HX711—DT，完成數(shù)據(jù)信號(hào)傳輸。

2.4液晶顯示電路

為方便觀看稱重?cái)?shù)據(jù)，本論文采用LCD1602液晶顯示屏顯示 數(shù)據(jù)，如圖4所示。使用單片機(jī)P0 口的PO. 0-P0.7上拉電阻的方 法與LCD1602的D0-D7相連，完成數(shù)據(jù)傳輸，使用單片機(jī)P2 口的 P2.5-P2.7與LCD1602的控制線RS/RW/EN相連，完成控制信號(hào)傳輸。

3.系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)與結(jié)論

隨著微處理器技術(shù)不斷提升和傳感器技術(shù)不斷發(fā)展，地磅設(shè)計(jì)水平與工藝越來(lái)越完善。本論文基于單片機(jī)控制和稱重傳感 器的基本框架設(shè)計(jì)出一種便攜式電子秤，實(shí)物如圖5所示，經(jīng)測(cè)試，該地磅實(shí)現(xiàn)了預(yù)定的功能.