本文采用微處理技術和傳感技術,提出一種用單片機控制的高精度智能電子秤設計方案。這種高精度智能地磅體積 小、計量準確、攜帶方便,集質量稱量功能與價格計算功能于一體,能夠滿足商業貿易和居民家庭的使用需求。
0.引言
本文采用微處理技術和傳感技術,提出一種用單片機控制的 高精度智能電子秤設計方案。這種高精度智能電子秤體積小、計 量準確、攜帶方便,集質量稱量功能與價格計算功能于一體,能夠 滿足商業貿易和居民家庭的使用需求。
1.系統設計
本論文研宄的便攜式地磅的主要技術指標為:量程 0?10kg;分度值0.005kg;誤差±0.005kg;功能:開機自檢、去皮、 清零、中文液晶顯示、過載報警等。
在確定了開發體系的需求之后,對系統整體方案進行充分研 宄論證,決定采用單片機主控制器和重傳感器等主要部件構成的 方案執行。其方案圖如圖1所示。
工作原理:稱重傳感器感應被測重力,輸出微弱的毫伏級電 壓信號。該電壓信號經過電子秤專用模擬/數字(A/D)轉換器芯 片hx711對傳感器信號進行調理轉換。單片機讀取被測數據,進 行計算轉換,在液晶屏上顯示出來。矩陣鍵盤用來實現校正稱重、計價等輸入功能。
2.硬件電路設計
2.1 STC89C52主控電路
STC89C52系列單片機是宏晶科技生產的單時鐘/機器周期 (1T)的單片機,是高速/低功耗/超強抗干擾的新一代8051單 片機,指令代碼完全兼容傳統8051,但速度快8-12倍,內部集成 MAX810專用復位電路。
2.2稱重傳感器電路
根據本文設計要求,選用電阻應變式壓力傳感器作為地磅稱重傳感器。電阻應變式壓力傳感器主要由彈性體、電阻應變片 電纜線等組成,內部線路采用惠更斯電橋,當彈性體承受載荷產 生變形時,電阻應變片(轉換元件)
受到拉伸或壓縮應變片變形后,它 的阻值將發生變化(增大或減小),從而使電橋失去平衡,產生相應 的差動信號,供后續電路測量和處 理。電阻應變式傳感器測量原理如 圖2所示。 圖2稱重傳感器原理圖
當垂直正壓力P作用于梁上時,梁產生形變,電阻應變片 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,從而將非電量轉化成電量輸出。
2.3 HX711模數轉換電路
HX711是一款專為高精度地磅而設計的24位A/D轉換 器芯片。與同類型其它芯片相比,該芯片集成了包括穩壓電源、片 內時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、響應速度快、抗干擾性強等優點。
稱重傳感器獲取的重量模擬信號經接口傳遞到24位A/D 轉換器芯片HX711進行A/D轉換,將重量模擬信號轉換成數字 信號,并送到STC89C52單片機進行處理。單片機與HX711之間 IIC總線格式進行傳輸,P1.3連接HX711—SCK,完成時鐘信號傳 輸,P1.2連接HX711—DT,完成數據信號傳輸。
2.4液晶顯示電路
為方便觀看稱重數據,本論文采用LCD1602液晶顯示屏顯示 數據,如圖4所示。使用單片機P0 口的PO. 0-P0.7上拉電阻的方 法與LCD1602的D0-D7相連,完成數據傳輸,使用單片機P2 口的 P2.5-P2.7與LCD1602的控制線RS/RW/EN相連,完成控制信號傳輸。
3.系統實現與結論
隨著微處理器技術不斷提升和傳感器技術不斷發展,地磅設計水平與工藝越來越完善。本論文基于單片機控制和稱重傳感 器的基本框架設計出一種便攜式電子秤,實物如圖5所示,經測試,該地磅實現了預定的功能.