電子秤單片機課程設(shè)計報告.doc

電子信息專業(yè)方向課程設(shè)計報告指導(dǎo)教師：專業(yè)電子信息工程班級：4姓名：二一一年六月目錄摘要1緒論21.電子秤的概況31.1電子秤的發(fā)展史31.2電子秤應(yīng)用范圍31.3電子秤的研究動態(tài)32電子秤的工作原理42.1電子秤的性能及技術(shù)指標42.2工作原理42.3基本結(jié)構(gòu)43電子秤的硬件設(shè)計53.1信號采集電路53.2單片機控制系統(tǒng)74電子秤的軟件設(shè)計84.1主程序設(shè)計84.11，主程序設(shè)計思路84.1.2，主程序的工作原理84.1.3主程序流程圖94.2系統(tǒng)初始化104.2.1STC125204AD的初始化104.2.2STC12C5204AD系列單片機的A/D轉(zhuǎn)換器的初始化125程序135.1主程序如下135.2數(shù)據(jù)處理15緒論16摘要1摘要電子秤是將檢測與轉(zhuǎn)換技術(shù)、計算機技術(shù)、信息處理、數(shù)字技術(shù)等技術(shù)綜合一體的現(xiàn)代新型稱重儀器。它與我們?nèi)粘Ｉ罹o密結(jié)合成為一種方便、快捷、稱量精確的工具，廣泛應(yīng)用于商業(yè)、工廠生廠、集貿(mào)市場、超市、大型商場、及零售業(yè)等公共場所的信息顯示和重量計算。電子秤主要以單片機作為中心控制單元，通過稱重傳感器進行模數(shù)轉(zhuǎn)換單元，在配以鍵盤、顯示電路及強大軟件來組成。該電子秤不但計量準確、快速方便，更重要的自動稱重、計價功能外，還可實現(xiàn)去皮、凈/毛轉(zhuǎn)，自動計算，數(shù)字顯示，受到廣大用戶歡迎。智能電子秤由于攜帶方便，使用簡單，對人們生活的影響越來越大。本系統(tǒng)是針對是電子秤的自動稱重、自動計價、數(shù)據(jù)處理進行研究的。為了闡明用單片機是如何對采樣數(shù)據(jù)進行處理，對數(shù)據(jù)的采集和轉(zhuǎn)換、計算問題進行了研究。討論了單片機控制系統(tǒng)中關(guān)鍵的中斷、計算問題，結(jié)果表明通過軟件設(shè)計實現(xiàn)更完善。本文在給出智能電子秤硬件設(shè)計的基礎(chǔ)上，詳細分析了電子秤的軟件控制方法。由于單片機控制的電子秤結(jié)構(gòu)簡單，成本低廉，深受人們的喜愛，本文將對此進行詳細討論。緒論2緒論隨著科學(xué)技術(shù)和經(jīng)濟的發(fā)展，出售商品品種的增加，需要稱量物品的設(shè)備也需要更新?lián)Q代，人們對稱重裝置的要求也越，電子秤重裝置推廣，從而進入到傳感器，電子學(xué)和微處理機領(lǐng)域、使得稱重裝置變成為電子儀器。它的特點是：精確、智能、方便、明了、可靠，克服了傳統(tǒng)的桿秤、盤秤不精確、速度慢、不能計價、易作弊等缺點，在商業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用越來越多。稱重技術(shù)的突破是微處理機的應(yīng)用。稱重技術(shù)的這種發(fā)展是由于不僅要求獲得靜態(tài)稱重數(shù)據(jù)，而且進一步要求稱重工作的自動化，實現(xiàn)快速稱量，以及測量各種動態(tài)參數(shù)，提高測量精度和各種數(shù)據(jù)的及時處理。這些精度、速度、性能和功能方面的要求是傳統(tǒng)的機械測量系統(tǒng)無法滿足的。也就是說、這種技術(shù)發(fā)展中的突破是必然的結(jié)果。電子秤重裝置出現(xiàn)于80年代初，隨著電子元器件集成化的迅速發(fā)展，隨著微處理機，單片機的發(fā)展和計算機軟件的開發(fā)，產(chǎn)品價格的下降、電子秤重裝置在技術(shù)上的優(yōu)勢；多功能、高精度、操作方便等，使得不僅實驗室的傳統(tǒng)稱量裝置已被電子秤重裝置所取代，這種趨勢已經(jīng)擴展到工業(yè)和其他領(lǐng)域。本系統(tǒng)是針對自動稱重、計算價格進行了研究的。講述了用單片機控制A/D轉(zhuǎn)換、鍵盤輸入和數(shù)據(jù)顯示，對如何實現(xiàn)鍵盤中斷、A/D采樣進行研究。著重討論了數(shù)據(jù)處理問題，結(jié)果表明利用軟件實現(xiàn)一系列功能使的性能價格比達最優(yōu)。設(shè)計特別適用于測量精度要求較高的場合,具有較高的實用價值和推廣價值。本課題本著電子秤向高精度、高可靠方向研究,而且向多種功能的方向發(fā)展的思想，主要對電子秤一些簡單功能進行了研究。主要通過強大軟件功能實現(xiàn)電子秤自診斷、自校正、皮重、凈重顯示等特種功能、特殊的數(shù)據(jù)處理功能、多種計算和數(shù)據(jù)處理功能,以滿足多種使用的要求。今后,隨著電子高科技的飛速發(fā)展,電子秤技術(shù)的發(fā)展定將日新月異。同時,功能更加齊全的高精度的先進電子秤將會不斷問世,其應(yīng)用范圍也會更加拓寬。本文中第一章講述了電子秤的發(fā)展情況，第二章講述了電子秤的工作原理，第三章講述了電子秤的硬件電路組成部分。第四章是本文的重點部分，詳細介紹了電子秤的軟件設(shè)計，及各部分功能實現(xiàn)的軟件設(shè)計。第1章31.電子秤系統(tǒng)的概況隨著自動化測量技術(shù)的不斷發(fā)展，傳統(tǒng)的稱重系統(tǒng)在功能、精度、智能化、性價比等方面越來越難以滿足人們的需要，尤其對一些微小質(zhì)量的測量更顯得力不從心。為了實現(xiàn)高智能化的微小質(zhì)量測量，以及商業(yè)流通領(lǐng)域中經(jīng)常進行各種精度范圍的重量測量，傳統(tǒng)的秤砣加秤盤模式已經(jīng)很難適應(yīng)現(xiàn)代商業(yè)零售的需要。同時商品種類的繁多和對服務(wù)更高的要求也促使電子秤的功能進一步擴展，而成為集度量、結(jié)算于一體的商業(yè)銷售終端。本著這些思想，本商用電子秤系統(tǒng)設(shè)計由傳感器、A/D轉(zhuǎn)換、單片機和LED顯示器等組成，具有結(jié)構(gòu)簡單，成本低，精度高等優(yōu)點。1.1電子秤的發(fā)展史早在20世紀80年代，美國、德國等工業(yè)發(fā)達國家，就開始了數(shù)字式稱重傳感器和數(shù)字稱重系統(tǒng)的預(yù)先研究和初期開發(fā)工作，經(jīng)過十余年的努力，推出了多種數(shù)字式智能稱重傳感器及其稱重系統(tǒng)，在電子秤重領(lǐng)域備受矚目,有力的推動了電子衡器數(shù)字化和數(shù)字稱重系統(tǒng)的發(fā)展。我國數(shù)字式智能稱重傳感器的研究開發(fā)始于20世紀90年代中后期，在短短幾年時間里，研制出安裝在模擬式稱重傳感器內(nèi)部的小型數(shù)字化單元，完成了模擬信號與數(shù)字信號之間的轉(zhuǎn)換，變模擬式稱重傳感器為數(shù)字化稱重傳感器，并應(yīng)用于大型電子汽車衡和電子配料秤等小型稱重系統(tǒng)中，取得了較好的測試結(jié)果。近年來，又在數(shù)字化稱重傳感器的基礎(chǔ)上，研究與實踐數(shù)字式智能化電路，數(shù)字補償技術(shù)與數(shù)字補償工藝，開發(fā)整體型數(shù)字式智能稱重傳感器和分離型模塊化數(shù)字稱重傳感器系統(tǒng)，已經(jīng)取得了階段性成果。可以預(yù)計，很快就會在電子衡器數(shù)字化和數(shù)字稱重系統(tǒng)中，見到國產(chǎn)的數(shù)字式智能稱重傳感器和模塊化數(shù)字式稱重傳感器系統(tǒng)。1.2電子秤應(yīng)用范圍隨著科學(xué)技術(shù)和經(jīng)濟的發(fā)展，出售商品品種的增加，需要稱量物品的設(shè)備也需要更新?lián)Q代，人們對稱重裝置的要求也越來越高。電子秤正是利用它精確、智能、方便、明了、可靠的特點，廣泛應(yīng)用在商業(yè)、企業(yè)、日常生活等各個領(lǐng)域。1.3電子秤的研究動態(tài)稱重技術(shù)的突破是微處理機的應(yīng)用。稱重技術(shù)的這種發(fā)展是由于不僅要求獲得靜態(tài)稱重數(shù)據(jù)，而且進一步要求稱重工作的自動化，實現(xiàn)快速稱量，以及測量各種動態(tài)參數(shù)，提高測量精度和各種數(shù)據(jù)的及時處理。這些精度、速度、性能和功能方面的要求是傳統(tǒng)的機械測量系統(tǒng)無法滿足的。也就是說、這種技術(shù)發(fā)展中的突破是必然的結(jié)果。第2章42電子秤的工作原理2.1電子秤的性能及技術(shù)指標（1）設(shè)計最大稱重10kg（2）使用電阻應(yīng)變片“電橋”采樣輸入。2.2工作原理根據(jù)電子秤的性能及技術(shù)要求，選擇STC125204AD單片機為核心，組成稱量系統(tǒng)。系統(tǒng)主要有STC125204AD單片機、A/D轉(zhuǎn)換器、鍵盤/顯示電路、傳感器、放大電路等組成。當物體放到秤盤上時，秤盤下的重量電阻應(yīng)變式傳感器產(chǎn)生一電信號，信號的強弱隨物體重量的大小而變，該電信號經(jīng)放大電路放大后，送入A/D轉(zhuǎn)換芯片進行模數(shù)轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換后的數(shù)字量與物重成正比，再進入STC125204AD單片機經(jīng)過數(shù)據(jù)處理，STC125204AD單片機產(chǎn)生一組滿足顯示要求的數(shù)據(jù)，送至顯示電路顯示出實際重量。2.3基本結(jié)構(gòu)該系統(tǒng)采用應(yīng)變片式傳感器進行測量，得出模擬信號；再進行放大和模數(shù)轉(zhuǎn)換，然后送入單片機行處理。由A/D接口模塊、主機接口模塊、鍵盤與顯示模塊組成。該結(jié)構(gòu)共分五大部分，即信號采集部分：利用稱重傳感器獲取外部重量信息；信號放大部分；模數(shù)轉(zhuǎn)換部分：利用A/D轉(zhuǎn)換器把輸入的模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號以送到單片機進行處理；單片機控制部分：單片機是中央控制系統(tǒng)，它接受外部送進的各種數(shù)據(jù)和控制信息，通過運算和處理，然后送到外部以實現(xiàn)顯示等需要；人機接口部分：人機聯(lián)系部件有鍵盤、顯示器等，這些部件同主機電路的連接是由人機接口電路來完成的。人機接口技術(shù)是智能儀表和操作者進行聯(lián)系并得到實際應(yīng)用的關(guān)鍵之一。稱重傳感器前置放大器模數(shù)轉(zhuǎn)換器單片機接口鍵盤盤顯示器第3章53電子秤的硬件設(shè)計3.1信號采集電路（1）（1）要達到設(shè)計的性能要求，傳感器的精度起著決定性作用。本設(shè)計選用應(yīng)用于稱重系統(tǒng)90以上的高精度電阻應(yīng)變式傳感器。電阻應(yīng)變傳感器是將被測量的力通過它所產(chǎn)生的金屬彈性變形轉(zhuǎn)換成電阻變化的敏感元件。我設(shè)計的這個電子秤稱重范圍10Kg，重量誤差不大于+0.005Kg，考慮到秤臺自重、振動和沖擊分量，還要避免超重損壞傳感器，所以傳感器量程必須大于額定稱重即10KG。我們選擇的是L-PSIII型傳感器，量程20Kg，精度為0.01%，滿量程時誤差0.002Kg。LPSIII型鋁制稱重傳感器為雙孔平行結(jié)構(gòu)，是電子計價秤的專用產(chǎn)品，可以滿足本系統(tǒng)的精度要求。本設(shè)計的測量電路采用最常見的橋式測量電路（見圖3-1），用到的是電阻應(yīng)變傳感器半橋式測量電路2。它的兩只應(yīng)變片和兩只電阻貼在彈性梁上，測量電阻隨重力變化導(dǎo)致彈性梁應(yīng)變而產(chǎn)生的變化。電阻的變化使橋式測量電路的輸出電壓發(fā)生變化。即輸出電壓的變化反映出重力的變化。電橋的輸出電壓可由下式表示：上式說明電橋的輸出電壓V和四個橋臂的應(yīng)變片感受的應(yīng)變量的代數(shù)和成正比。RdRaRcRbResBridgeEinEout圖3-1（2）L-