单片机电子秤设计.doc
基于51单片机的称重系统设计
姓名：李一涛班级学号[摘要]本系统采用单片机AT89S52为控制核心，实现电子秤的基本控制功能。主要分为五个模块：物体重量采集模块、AD转化模块、单片机处理模块、数据显示模块及电源模块。通过四个压力传感器采集参数，经过放大电路放大信号，在通过AD转换芯片变成数字信号，经单片机处理，显示在液晶屏上。
[关键词]电子称，单片机，压力传感器，AD转换，液晶显示器
目录
TOC\o1-3\h\z\u基于51单片机的称重系统设计 1
一、 绪论 2
二、 方案论证 2
2.1系统框图 2
2.2压力传感器选择 2
2.3AD转化芯片的选择 3
2.4放大器的选择 4
三、 原理图设计 6
3.1电源电路 6
3.2单片机最小系统 7
3.3放大电路 7
3.4AD转化电路 8
3.5显示电路和报警电路 8
四、 程序与仿真 9
五、 PCB设计 10
4.1电源模块PCB设计 10
4.2整体电路PCB设计 11
六、 收获与体会 11
七、 附录 12
7.1原理图 12
7.2单片机程序 12
八、 参考文献 15
绪论
电子衡器称重技术是现代称重技术和控制系统工程的重要基础之一，从最初的机电结合型发展到现在全电子型和数字化智能型，电子衡器称重技术经历了长远的发展，其便于与电子计算机结合而实现称重计量与过程控制自动化的特点，在工商贸易、能源交通、冶金矿山、轻工食品、医药卫生、航天航空等部门得到了广泛的应用。
就总体而言，我国电子称产品的数量和质量与工业发达国家相比还有较大差距，其主要差距是技术与工艺不够先进、工艺装备与测试仪表老化、开发能力不足、产品的品种规格较少、功能不全、价格昂贵、稳定性和可靠性较差等。在质量较大的磅秤上，往往因为精度不够高或易损坏而无法满足要求，而本产品电路简单，不易损坏，且精度较高，能满足大部分场合的需求。
方案论证
2.1系统框图
LCD显示AD转化电路放大电路单片机最小系统压力传感器
LCD显示
AD转化电路
放大电路
单片机最小系统
压力传感器
压力传感器
压力传感器
压力传感器
压力传感器
报警电路
报警电路
压力传感器
压力传感器
2.2压力传感器选择
由于该系统要求由四个压力传感器组成，称重量程为0~80T，误差±100kg以内，平均每个传感器量程应在20T以上，我选择了宁波柯力传感器/ZY-30t，该传感器具体参数如图所示。
为方便计算，这里选择激励电压10V，可得如下计算公式：
输出电压=
测得重量=
传感器误差电压
传感器误差重量
在要求量程即每个压力传感器20T时：
输出电压范围：0~40/3mV
传感器误差电压范围：0~0.02mV
传感器误差重量范围：0~0.03t,0~30kg
2.3AD转化芯片的选择
为满足输出误差在100kg以内，这里选择12位精度，参考电压为2.5V的ＡＤ芯片。则最小识别电压=2.5/2048=0.00122V。由上面公式得：
最小重量=
取精度40kg,得到放大倍数约45倍。
查阅资料，选用MAX1284芯片，12位串行输出，精度足够，且只占用单片机三个引脚，节省资源。
引脚说明：
时序说明：
接线说明：
2.4放大器的选择
由上面可得需要45倍放大器，我选用放大芯片INA126，它具有体积小、功耗低、精度高、噪声低和输入偏置电流低的特点，并且可通过调节电阻达到控制放大倍数的目的。
，取
下面用Multisim软件对放大电路进行仿真：
结果如图所示：
可以看出输入10mV时，输出约467mV，即满足45倍放大的要求
原理图设计
3.1电源电路
220伏交流电输入，通过变压器降压，整流桥变直流，有7805和7809稳压芯片分别得到正负5V直流供电。
3.2单片机最小系统
典型的51最小系统，12M晶振，包含复位电路。
3.3放大电路
选用INA126放大芯片，输入为4个压力传感器串联，因此只需要一个放大电路即可得到总的信号，可减少芯片使用，降低成本。
3.4AD转化电路
使用MAX1284芯片，只占用单片机三个引脚。
3.5显示电路和报警电路
我们选用LCD1602液晶显示，并且添加了LED在超出量程时提供报警功能，价格便宜，简单实用。
程序与仿真
我采用Multisim软件对体重秤进行仿真，检验设计合理性，单片机程序见附录。
PCB设计
4.1电源模块PCB设计
4.2整体电路PCB设计
收获与体会
这次短学期我的收获还是很大的，首先巩固了AltiumDesigner,Multisim等软件，并且熟悉了如何设计一款