虚拟电子秤报告
中南大学
《虚拟仪器》课程设计报告
设计题目虚拟电子秤设计指导老师熊红云吴同茂
设计者
专业班级测控0801班
设计日期 2011年11月
目录
第一章课程设计目的意义及任务 (3)
1.1 选题目的及意义 (3)
1.2 设计内容及要求 (3)
第二章总体设计方案 (4)
2.1 电子秤总体设计方案 (4)
2.2 电子秤总体设计框图 (5)
第三章硬件设计 (6)
3.1 DAQ虚拟仪器硬件平台 (6)
3.1.1 DAQ简介 (6)
3.1.2 PCI-6024E卡安装及配置 (7)
3.2 温度压力实验平台DVCC-TES3 (8)
3.2.1 系统工作原理 (8)
3.2.2 参数设定 (9)
3.2.3 压力传感器的测量电路 (9)
3.3 数据采集及接线 (10)
第四章软件设计 (11)
4.1 软件设计概述 (11)
4.2 标定 (11)
4.3 称量计算 (12)
4.4 查看历史记录 (15)
第五章系统调试及使用说明 (17)
5.1 软、硬件调试 (17)
5.2 使用说明 (17)
第六章心得体会 (19)
参考文献 (20)
第一章课程设计目的意义及任务
1.1 选题的目的及意义
虚拟仪器是随着计算机技术，电子测量技术和通信技术发展起来的一种新型仪器。在国外，虚拟仪器技术已经比较成熟了，由于其很强的灵活性，使得该技术非常适用于现代复杂的测试测量系统中。近几年，虚拟仪器技术在国内的发展形势也越来越受到重视。成熟的虚拟仪器技术由三大部分组成：高效的软件编程环境、模块化仪器和支持模块化I/O集成的开放的硬件架构，该课程设计的目的就是，通过一些功能简单的仪表系统的设计，要在这三个方面有更深一步的了解。
随着人们对电子称量数据的精确要求越来越高，电子秤已成为现实生活中不可缺少的称重仪，即电子秤是各行业对物料经行计量的新一代重量计量器具。作为重量测量仪器，电子秤在各行各业中开始显现其测量精度高，测量速度快，操作简单，可以实时监控的巨大优点，使其已经开始逐步取代传统性的机械杠杆测量秤，成为测量领域的主流产品。结合压力传感器技术、数据采集技术和虚拟仪器技术开发设计了一种基于LabVIEW的虚拟仪器电子秤，该系统采用图形化可视测试软件LabVIEW为软件开发平台，将被测重量转化处理进行数据采集，实行处理、显示，设备成本低，使用方便灵活。
1.2 设计内容及要求
题目：虚拟仪器电子秤设计
要求：（1）参考“CSY-XS传感器与检测技术实验仪用户手册”，设计基于应变直流全桥的虚拟电子秤的系统电路；
（2）利用DAQ MAX配置PCI-6024E卡；
（3）完成电子秤虚拟仪器的标定程序、测量程序设计；
（4）进行测量数据的低通滤波，应用编写的电子秤VI进行重量测量，记录数据并与实际值进行比较。简要分析引起测量误差的原因；
（5）模拟实际电子称称小于200g的重物，并输入品名及单价，在显示器上显示品名、单价、重量及金额。
第二章总体设计方案
2.1电子秤总体设计方案
电子秤的称重原理是，重物放在称重托盘上，压力传感器将重物的压力信号转换秤电压信号，电压信号经过前端放大器、滤波器之后，通过NI 数据采集卡采集并转换成数字信号输入到计算机里，称重VI子程序对采集到的信号进行处理，完成电压重盘的盘程变换，最终在显示控件上将实际重量值显示出来。电压一一重盘的变换关系可用下式表示：
y =ax+b
其中：
y 表示物品重量x表示采集到的压力信号。
关系式中的a和b可通过标定VI 子程序，确定，其方法是将采集到的压力信号值和相应的实际重量值通过线性拟合，求出a、b 。
本虚拟电子称系统主要由压力传感器、数据采集卡和计算机组成,原理框图如图：
图2-1 虚拟电子称原理图
本系统由硬件和软件两部分组成。
硬件部分利用DVCC-TES压力试验平台和PCI-6024E数据采集卡采集压力信号并进行A/D转换，将实物的重量通过压力传感器转换成电压信号，作为软件部分的输入信号。
软件部分又分为前面板设计和程序框图设计两部分，前面板为系统运行时的显示面板。打算用选项卡的形式进行显示，主要有设置、称量、历史称量三个选项卡。程序框图设计部分主要完成输入信号采集、标定、总价计算、保存、历史记录生成、显示及清楚等功能。
2.2 电子秤总体设计框图
图2-2 总体设计框图
第三章硬件设计
3.1 DAQ 虚拟仪器硬件平台
3.1.1 DAQ简介
DAQ(Data Acquisition)，即数据采集仪器，是一种比较典型的虚拟仪器，它的出现和发展与计算机密切相关。DAQ仪器以微型计算机为平台，将计算机硬件和计算机软件结合起来，实现特定的仪器测量和分析功能，它具有性价比高、设计手段灵活、通用性强等优点，应用前景非常广阔。DAQ仪器设计都是基于某一种总线进行的，因此总线的标准和规范将对所设计的仪器系统的性能，包括结构上的先进性、可靠性、兼容性及扩充和升级等方面起到关键作用。
DAQ 虚拟仪器的硬件平台由PC计算机与数据采集卡(DAQ卡)组成。
数据采集卡(DAQ卡)由以下几个部分组成：
I 多路开关。将各路信号轮流切换到放大器的输入端，实现多参数多路信号的分时采集。
II 放大器。将前一级多路开关切换进入待采集的信号进行放大(或衰减)至采样环节的量程范围内。通常实际系统中放大器做成增益可调的放大器，设计者可根据输入信号不同的幅值选择不同的增益倍数。
III 采样保持器。取出待测信号在某一瞬时的值(即实现信号的时间离散化)，并在A/D转换过程中保持信号不变。
IV A/D转换器。将输入的模拟量转化为数字量输出，并完成信号幅值的量化。随着电子技术的发展，目前通常将采样保持器与A/D 转换器集成在一块芯片上。
以上四个部分都处在计算机的前向通道，是组成数据采集卡的主要环节，与其它有关电路如定时/计数器、总线接口电路等制作在一块印刷电路板上，即构成数据采集卡(DAQ卡)，完成对信号数据的采集、放大和模/数转换任务。很多数据采集卡印刷电路板上，还装有数模转换器(D/A)，D/A处在PC计算机的后向通道，即输出通道，用于将计算机输出的数字量转换为模拟量，从而实现控制功能。
在LabVIEW 中DAQ 设备的配置
通常情况下，在LabVIEW 中安装和配置DAQ设备的步骤如下：
①DAQ 硬件板卡的安装；
②使用LabVIEW 自带的I/O配置工具选择确定地址、中断等基本参数；
③使用DAQ Channel Wizard配置I/O通道；
④进行LabVIEW DAQ 编程。
3.1.2 PCI-6024E卡安装及配置
一、PCI-6024E卡安装
PCI-6024E卡将作为本次课程设计的数据采集卡，VI程序通过它来实现虚拟仪器的输入输出功能。PC1 -6024E 数据采集卡是一块基于32位PC1总线的多功能数据采集控制卡，支持DMA方式和双缓冲区板式，保证了实时信号的不间断采集和存储它支持8 路单极和 4 路差动模拟输入，信号为0~ l0V 和-10~10V，2 路独立的O/A输出通道，16线TTL数字I/O，3个16 位的定时计数器等多种功能。将PC1 -6024E 数据采集卡插到计算机主板上的一个空闲PC1插梢中，接好各种附件，包括条50芯的数据线和一个转接板。
二、PCI-6024E卡I/O配置和通道配置
PC1 -6024E 卡同N1 公司的绝大部分数据采集卡样是即插即用型的设备，硬件正确安装后，如果机器安装了LabV1EW 和N1-DAQ，就会出现在Measurement & Automation Explorer的Configuration>Mysystem> Devices and Interfaces列表中。在设备名PC1 -6024E上单击右键，弹出对话框，选择N1 PC1 - 6024E, "DEVl " ，然后进行Properties对话框配置、自我配置、Test Panels、AO 测试、DI/O 测试、Counter I/O 测试、复位设备、创建任务。在使用DAQ设备的模拟I/O 或数字I/O 功能时，必须首先配置设备的通道。在Measurement & Automation Explorer中配置迢迢步骤如下：
①右键单击Data Neighbourhood 阁标，选择弹出菜单中的Insert ，系统会弹出Insert New 对话框。单击Finish。
②在弹出的Create New Channel对话框中将通道类型设置为AnalogInput. 单击下步。
③在Enter Channel Name and Description对话框中，将迢迢名称设置为ScropA. 并甜上适当的遥远描述，单击下一步。
④在Channel Wizard对话框中，选择传感器或测量信号类型，单击下一步。
⑤设置单位为Volts。量程为5V~5V，单击下一步。
⑥设置缩放比例因子为NoScaling，单击下一步。
⑦指定DAQ硬件为Dev1：PC1-6024E通道编号为0，模拟输入方式Differential，单击完成。
3.2 温度压力实验平台DVCC-TES3
3.2.1系统工作原理
利用CZL-1R型桥路(应变片)压力传感器(量程500克)实现R-V物理量变换,将压力传感器输出的小信号经过放大和低通滤波后,送至A/D转换器ADC0809转换成8位数字量信号。编制程序，微控制器采集并显示压力值（显示质量）。
在测量过程中，当压力超过容限后，通过电压比较器开通硬件报警电路报警。另外，在当压力超出量程后，输入A/D的模拟信号也有过压保护，不会损坏A/D 转换器。
加压和降压可以采用增加和减少砝码来实现。
图3-1 系统原理图
3.2.2参数设定
设定空载时(0.0Kg)变换放大电路输出模拟量为0.0V，500g时输出模拟量为4.0V，平均每2.5g对应1LSB变化量，对应电压值为0.02mV。压力的报警值为625g,输出电压仍为5.0V左右。
压力调零/调满度：
（1）压力托盘空载，调节W2，先使放大器A1输出为0V，然后再微调W3，使放大器A2输出为0V或压力显示为000。
（2）压力托盘加500克法码，调节W3，使放大器A2输出为4.0 V，或压力显示为500。
3.2.3 压力传感器的测量电路
在测量电路中使用了电阻应变式传感器，它是将被测量的力，通过它产生的金属弹性变形转换成电阻变化的元刊。由电阻应变片和测量线路两部分组成。常用的电阻应变片有两种：电阻丝应变片和半导体应变片，本设计中采用的是电阻丝应变片，为获得高电阻值，电阻丝排成网状，并贴在绝缘的基片上，电阻丝两端引出导线，线栅上丽粘有覆盖层，起保护作用。
电阻应变片也会有误差，产生的因素很多，所以测量时一定要注意，其中温度的影响最重要，环境温度影响电阻值变化的原因主要是：
1. 电阻丝温度系数引起的。
2. 电阻丝与被测元件材料的线膨胀系数的不同引起的。
对于因温度变化对桥接零点和输出，灵敏度的影响，即使采用同一批应变片，也会因应变片之间稍有温度特性之差而引起误差，所以对要求精度较高的传感器，必须进行温度补偿，解决的方法是在被粘贴的基片上采用适当温度系数的自动补偿片，并从外部对它加以适当的补偿。非线性误差是传感器特性中最重要的一点。产生非线性误差的原因很多，一般来说主要是由结构设计决定，通过线性补偿，也可得到改善。滞后和蠕变是关于应变片及粘合剂的误差。由于粘合剂为高分子材料，其特性随温度变化较大，所以称重传感器必须在规定的报度范围内使用。全桥测量电路中，将受力性质相同的两应变片接入电桥对边，当应变片初始阻值：R1=R2=R3=R4 ，其变化值△R1=△R2=△R3=△R4时，其桥路输出电压：
Uout=KEε。其输出灵敏度比半桥又提高了一倍，非线性误差和温度误差均得到改善。全桥测量电路图如图3-3所示。
图3-2 全桥测量电路图
常规的电阻应变片K值很小，约为2，机械应变度约为0.000001—0.001，所以，电阻应变片的电阻变化范围为0.0005—0.1欧姆。所以测量电路应当能精确测量出很小的电阻变化，在电阻应变传感器中做常用的是桥式测量电路。桥式测量电路有四个电阻，其中任何一个都可以是电阻应变片电阻，电桥的一个对角线接入工作电压U，另一个对角线为输出电压Uo。其特点是当四个桥臂电阻达到相应的关系时，电桥输出为零，或则就有电压输出，可利用灵敏检流计来测量，所以电桥能够精确地测量微小的电阻变化。测量电路是电子秤设计电路中是个重要的环节，我们在制作的过程中应尽量选择好元件，调整好测量的范围的精确度，以避免减小测量数据的误差。
3.3 数据采集及接线
对单通道模拟输入的操作：AI Sample Channel函数对指定通道的信号进行测量，每次只采集一个点并返回测量的电压。AI Acquire Waveform 函数对指定通道的信号以规定的采样速度，采样点数进行采样，输出参数以伏为单位的模拟输入信号的一维数组。本系统的硬件接线只要接2根线，一根是采集卡和压力平台的共地线，一根压力平台的电压信号输出AOUT端和AI0连接线。
第四章软件设计
4.1 软件设计概述
电子秤的软件程序在Labview8.5软件环境下，用图形化编程语言进行编辑。该软件主要由三部分组成：标定模块、测量模块和历史记录存储模块。标定模块的功能主要是实现电子秤标度的标定。测量模块的主要功能是显示所测物品的重量、单价和金额，还可以显示所称的所有物品的总金额，并有超重报警功能，即所测物品的重量超过251g,报警灯亮。历史记录模块的功能是当点击保存记录功能键时，能按照时间、单价、重量、金额的顺序保存，可保存任意多的记录，当点击清楚记录时，系统自动将所有记录清除，下面分别予以介绍。
4.2标定
系统开始运行时，首先要进行标定，本电子称系统标定时给出0g重量对应的电压进行一次标定，给出200g对应的电压值进行二次标定，然后由此得到标度，如下图所示：
图4-1 0g标定
图4-2 200g标定
根据以上得到的0g和200g电压，点击完成标定“OK”就可得到标度，即1V对应的重量，程序如下：
图4-3 求标度
标定前面板如下图所示：
图4-4 标定前面板
4.3称量计算
称量部分前面板如上图所示。进入此界面后，系统将采集进来的电压根据标定结果换算成重量，左边的圆盘式模拟现实电子秤，但压力平台上有重物时，指针会偏转向对应重量，同时圆盘下面的数值输出控件中显示。给单价输入控件
中输入一个值，金额控件就会同时显示该物品的金额，若还有物品待秤，则点击“总金额”，系统就会把之前称重的所有物品金额相加，若点击“保存”，系统就会把物品信息保存。系统的称重范围是0~250g，若超出该范围，报警灯亮。
图4-5 称量前面板
该模块设计的思想是先对数据采集卡采集的数据取平均值，然后低通滤波，保证数据的有效，然后与0g电压做差，求出所称物品的对应的纯电压，由标度计算出这个电压表示的重量，即为物品的重量。将物品的重量送到秤盘和重量输出控件显示。其程序图如下：
图4-6 数据采集
图4-7 重量显示
由称重的重量，和单价可以算出当前物品的金额，多次称量之后，按累加，可以算出所累加物品的总金额。
图4-8 一个物品的金额计算
图4-9 总金额的计算
图4-10 总金额清零
程序还有保存控件，点击“保存”时，系统将时间、单价、重量、金额捆绑，
保存成电子表格格式的文件，如下图：
图4-11 保存记录
4.4 查看历史记录
在历史称量选项卡了，可以查看之前称量所保存的历史记录，若需要清空记录，只需点击“清除记录”即可，程序如下：
图4-12 打开历史称量记录及删除记录程序
前面板如下：
图4-13 历史称量前面板
第五章系统调试及使用说明
5.1 软、硬件调试
在整个系统设计过程中，遇到很多大大小小的问题，经过我学习和翻阅有关资料，及时和同学探讨，或者在老师的指点下都基本得到了解决，当然还有很多地方需要完善。所遇的主要问题如下：
1、一运行就会显示错误，而且指明错误是发生在文件显示的打开/创建/记录数据文件控件上，最后发现只要把操作类型换成open or create就能成功运行；
2、在设计文件清除的过程中，开始想到的使用文件初始化，将所有记录初始化为0即可，虽然理论上是完全行的通的，但就是不成功，在考虑很久后，只能换另一种方式，即用删除文件来实现记录的清除，且一定要将删除文件的程序设计放到显示文件程序循环的内部，否则会出错；
3、在设计历史记录的前面板时，试了很多种显示方式，比如列表、数组显示等，但总不能跟框图设计很好连接，最后在很多尝试后，决定采用簇和数组集合起来显示；
4、刚开始单价，金额都是设成一位小数，但实际的币值有元、角、分，所以在老师的建议下均设置成两位小数，还有一些单位、重量的小问题，都在老师的指导的进行了改善。
该系统还有很多方面可以完善：
1、为了更人性化，可以设置成对话框的形式，比如“是否继续称量？”，“确定要删除记录吗？”等一系列的设置；
2、选项卡之间目前都是手动切换，可以设成自动切换；
3、清除记录必须持续按键1s以上，否则不能成功清除，这方面还有待改善。
5.2 使用说明
1、进行硬件线路的连接，即将外界接入的电压信号接至DAQ采集卡的AI0通道，两者一定要共地；
2、运行程序。首先进行设置，即0g电压和200g电压的标定，点击“OK”确定标度，标定完成；
3、称重。将待测物体放到称重台上，手动输入单价，单件物品称重完成，点击“总金额”，进行物品金额的累加，点击“保存”按钮对物品信息进行保存；
4、继续称重，则重复步骤3的过程，直至称重完成；
5、称重完成后查看历史记录，则按照称重日期，单价、重量、金额的形式对所称物品信息进行保存；
6、按下总金额“清零”按钮，则总金额清零，如若需要，可通过点击“清除记录”按钮对历史记录进行清除。
第六章心得体会
两周的课程设计很快就结束了，我真的收获良多。
由于这学期初忙于找工作，并没有在这门课上下过多的功夫，甚至没怎么用心，基础知识掌握的相当的不扎实，这也直接反应到我的考试成绩中，我本课程的裸分只得了60分。直到课程设计之后，工作也确定了，有更多的精力投入到这个上面，我突然发现对这种新颖的可视化的图形编程软件产生极大的兴趣，它不同于我之前所接触的所有编程软件，都是一大段一大段乏味的代码，而是以直观的图形控件进行设计，简单易懂，还有很强的趣味性。于是我抓紧有限的时间把LabVIEW最基础的内容快速的看了一下，总算对这门课程的使用设计方法有了基本的了解。
在设计的过程中，我遇到不懂的，就及时的翻阅资料书籍，整个过程就是一个边学边用，循序渐进的过程，所以感觉对这方面知识的掌握程度进步很快。在整个设计过程中，我觉得遇到问题最多的部分就是“文件”的存储读取，在保存格式、新建文件、文件清空、读取、显示都不同程度遇到了问题。比如在清除记录的设计时，之前想的是将以保存的文件初始化，及全部赋初值0，但是总不成功，后来就换成删除文件，而且把删除部分放在读取文件循环的内部，就可以了，还有一些小问题，当时很难发现，怎么都不行，但最后找到问题所在发现是很简单的问题，这些小问题反而不容易发现，所以设计的过程中一定要认真仔细，全面考虑，这也是我们以后工作态度和方式的养成。
总之，通过这两周的实践，我从对LabVIEW掌握很差的状态，到现在可以独立的进行一些基本设计，解决一些简单的问题，真的进步很多，课程设计真的是一个快速掌握所学知识的很有效的方法，再好的理论知识脱离了实践只能是变得空洞不实际，我以后也一定会坚持这种理论结合实际的学习方式。
参考文献：
《虚拟仪器设计基础教程》,黄松岭.，清华大学出版社, 2008《LabVIEW 7.1编程与虚拟仪器设计》, 侯国屏，清华大学出版社, 2005《labview6.1编程技术实用教程》.，石博强，中国铁道出版社，2002 《labview高级程序设计》，杨乐平，清华大学出版社，2003
《基于Labview的虚拟仪器设计》，刘君华，北京电子工业出版社，2003
简易电子称设计报告
摘要 本简易电子秤由数据采集、控制器和人机交互界面三部分构成。其中数据采集部分由测量电路、差动放大电路与电压采集电路组成；测量电路采用4片电阻应变片组成的全桥电路。差动放大把传感器输出的微弱模拟信号放大275倍，以满足A/D转换器对输入信号电平的要求；A/D转换器把模拟信号转变成数字信号，控制器把数字信号输送到显示电路中去。控制器选用IAP15F2K61S2单片机，用按键来选择、确定功能，最后所有结果由OLED进行显示。 电子秤自带电源，并具有称重、设置单价、金额累计、去皮、超量程报警与语音播报等功能。当电子秤称重围为5.00g~500g。当重量小于50g时，称重误差小于0.5g；重量在50g及以上，称重误差小于1g。整个系统稳定，界面友好，转换精度高，人性化。 关键词：电子秤传感器 A/D 控制器
目录 第1章方案比较论证与选择 (1) 1.1整体设计思路 (1) 1.2数据采集部分 (1) 1.2.1测量电路 (1) 1.2.2放大电路 (2) 1.2.3电压采集电路 (2) 1.3控制器部分 (2) 1.4人机交互界面 (3) 1.4.1按键 (3) 1.4.2显示界面 (3) 1.5系统设计框图 (4) 第2章系统模块电路设计 (4) 2.1数据采集部分 (4) 2.1.1测量电路 (4) 2.1.2放大电路 (5) 2.1.3电压采集电路 (6) 2.2控制器部分 (7) 2.3人机交互界面 (7) 2.3.1按键 (7) 2.3.2显示界面 (7) 2.4其他 (8)
2.4.1系统电源 (8) 2.4.2语音播报部分 (8) 2.4.3固件升级接口 (8) 第3章系统软件设计 (9) 3.1软件设计工具与平台 (9) 3.2软件设计思想 (9) 3.3软件设计流程图 (10) 第4章系统调试与测试 (10) 4.1调试与测试所用仪器 (10) 4.2调试过程 (10) 4.3测试过程 (11) 4.4测试结果 (13) 4.5结果分析 (13) 第5章设计总结 (14) 参考文献 (14) 附录 (15)
测控电路电子秤课设报告
《测控电路课程设计》报告题目人体电子秤设计 院系仪器科学与光电工程 专业测控技术与仪器 班级测控1102 学号 2011010652 学生姓名丁向友 指导老师刘国忠 实验时间 2014.06-2014.07 实验成绩
目录 一、课程设计目的及意义 (3) 二、系统设计的主要任务 (3) 三、总体方案设计 (3) 四、电路设计及调试 (4) 4.1称重传感器电路 (4) 4.2信号调理电路 (5) 4.2.1放大电路 (5) 4.2.2调零电路 (7) 4.3比较电路 (7) 4.4或非电路 (9) 4.5显示模块 (10) 4.6报警系统 (10) 五、电路调节 (10) 六、实验数据分析与处理 (11) 6.1准确性 (11) 6.2稳定性 (12) 6.3关键点电压 (13) 七、总结 (14) 八、参考文献 (14)
一、课程设计目的及意义 测控电路课程设计是测控电路课程体系的一个重要组成环节，独立实践教学环节是对《测控电路》理论部分的必要补充。 课程设计内容为典型测控系统电路设计，通过课程设计，使学生完成测控系统任务分析、电路总体设计、单元电路设计以及电路调试等各个环节。掌握有关传感器接口电路、信号处理电路、放大电路、滤波电路、运算电路、显示电路以及执行部件驱动电路等内容在测控系统中的使用方法。了解有关电子器件和集成电路的工作原理。 在课程设计中，做到理论联系实际，加深对理论知识的进一步理解，提高分析问题和解决问题的能力。本课程设计以AD620、LM741、LM339为核心，进行智能人体电子秤的设计,并详述该系统硬件的设计方法。该系统集称重、显示、报警于一体,功能齐全,实用性强，充分利用了电路分析、模拟电路、测控电路、信号分析与处理、传感器等课堂上学到的知识，有机的将所学到的知识融合在一起，投入到实际运用中，便于对知识的综合掌握及运用。 二、系统设计的主要任务 任务：设计一个人体电子秤测量系统。 要求： 1）基本要求 最大称重：150KG 用3位半数字显示表头显示体重，输入电压范围0-2V, 当体重大于W1时，点亮LED1，发出声音提示； 当体重小于W2时，点亮LED2，发出声音提示。 2）提高部分 提高线性度 可以设置W1和W2; 语音提示； 自由发挥 三、总体方案设计 本系统主要由称重传感器模块、滤波放大电路模块、调零模块、报警电路模块、LCD显示模块等部分组成。人体的体重信息由称重传感器转换成电信号,并通过测量电路进行滤波放大,通过显示电路进行显示,如体重超出设定范围系统还会报警。
电子称毕业设计开题报告
一、综述本课题国内外研究动态，说明选题的依据和意义 1.前言 在我们生活中经常都需要测量物体的重量,于是就用到称重器,但是随着社会的进步,科学的发展, 我们对其要求操作方便,易于识别。随着计量技术和电子技术的发展,电子称重器向提高精度和降低成本方向发展的趋势对低成本, 高性能模拟信号处理器件需求的增加,通过近年来电子称产品的发展情况及国内外市场的需求,电子称总的发展趋势是小型化,模块化, 集成化,智能化。 2.国内研究动态 目前，电子称重器在商业销售中的使用已相当普遍[1]。国内从20世纪60年代中期开始研制和生产电子秤,初期为模拟式,20世纪80年代中后期发展成数字式,20世纪90年代末至21世纪初已研制开发出微机式产品。[2]近几年，我国的电子称重系统从最初的机电组合型发展到现在的全电子型和数字智能型，电子称重技术逐渐从静态称重到动态称重发展，从模拟测量到数字测量发展，从单参数测量到多参数测量发展[4]。总体来说,目前国内电子称重器的发展水平相当于发达国家20世纪90年代的水平，少数产品的技术已处于国际领先水平[5]。杨东海也在期刊《水利电力机械》中写到，电子秤现在已被社会所公认,它能完成一般机械秤所不能实现的计量问题，所以电子称的研究与开发越来越得到社会的重视[6]。目前，虽然我国在电子秤测量精度上，与外国产品一般相差1个数量级，但我国在电子秤研究方面也取得了很大成就。在《第九届称重技术研讨会》中，张书芳提出的门座式起重机动态电子秤，主要应用于大型动态称重系统中[7]。罗及红在《计算机测量与控制》一书中发表了以DSP处理器TMS320LF2407为信息处理核心的高精度电子秤的设计，电子秤的各项性能均优于国家标准《非自动秤通用检定规程JJG555-1996》规定的三级秤指标[8]。另外，国际电子秤产品已网络化，我国基本上处在起步阶段,如上海三积电子有限公司的唐令弟发表的《网络一体化的智能电子秤》一书中，说明了其设计，并申请了专利[9]。杨柯编写的《智能网络电子计价秤》也获得了专利，说明我得电子秤的网络化也在慢慢
电子秤设计报告
设计报告 实验名称：电子称设计 院（系）：专业： 姓名：学号： 实验室：实验组别： 同组人员：实验时间：2016年12月02
评定成绩：审阅教师： 目录 1 设计要求··3 2 设计原理··3 3 系统框图··3 4 具体设计··4 4.1 称重传感器··4 4.2 放大电路和量程切换··5 4.3 A/D转换··7 4.4 显示器··8 5 实验小结··9
1设计要求 试设计10μg~10kg电子称，数字显示，精度为0.1%。 2设计原理 数字电子称通过传感器将被测物体的重量转换成模拟的电压信号，较小的电压信号通过应用放大系统进行准确、线性的放大，以满足模数转换器对输入信号电平的要求。 放大电路采用三运放数据放大器。仪表用放大器具备足够大的放大倍数、高输入电阻和高共模抑制比的特点。放大后的模拟电压信号经过模数转换电路变成数字量，模数转换电路采用模数转换芯片CC7107实现。然后把数字信号输送到显示电路中去，最后由显示电路显示出测量结果，显示电路采用四块分立的七段LED显示电路进行显示。本设计中通过改变放大电路的增益，从而达到转换量程的目的。由于被测物体的重量相差较大，根据不同的测重范围要求，需对量程进行切换。 3系统框图
图1 电子称设计框图 （1）利用由电阻应变式传感器组成的测量电路测出物体的重量信号； （2）由放大器电路把传感器输出的微弱电压信号进行一定倍数的放大，放大后的电压信号送到模数转换电路中； （3）由模数转换电路把接收到的模拟信号转换成数字信号，传送到显示电路； （4）由显示电路显示数据。 4具体设计 4.1称重传感器 4.1.1 设计原理 图2 电阻应变式桥式测量电路
单片机课程设计报告书----电子秤
一、设计任务及要求： 设计任务： 完成一个简单的使用数字电子秤的硬件与软件部分的设计。 设计要求： 1.利用单片机实现对所设计的电子秤的各项功能的控制。 2.电子秤能够LCD液晶显示出商品的名称、价格，重量、总价等信息。 3.电子秤具有储存几种简单商品价格的功能。 4.电子秤的测量范围要求达到5KG，测量精度要求达到0.001。 5.电子秤能够自动完成商品的价格计算。 指导教师签名： 2010 年6月16 日二、指导教师评语： 指导教师签名： 2010 年7月3日三、成绩 验收盖章 2010 年7 月日
基于单片机的实用电子秤的设计 1 设计目的 单片机以其功能强，体积小，功耗低，易开发等很多优势被广泛应用。本 次数字电子秤的设计就是需要通过选择合适的单片机来进行主控，再结合A/D 转换、键盘、液晶显示、复位电路和蜂鸣器报警驱动电路的知识，同时在软件 的设计过程中用到键盘扫描、液晶显示驱动、模数转换程序及汉字库的的设计， 做到对我们所学数电、模电、单片机等知识的综合应用，最终实现所设计数字 电子秤的各项功能，达到“巩固知识，培养技能，学而用之”的实践目的。通过这次课程设计，不但要提高我们在工作中的学习能力、探究能力、应用能力和动 手能力，还要历练我们不畏艰难、不懂便学、有漏必补的认真严谨的工作态度，强化我们的社会适应力和社会竞争力，为走向社会提前试水，完善自我。 2 设计的主要内容及要求 本设计主要完成一个简单实用数字电子秤的硬件电路部分和软件部分的设计。硬件部分包括数据采集、最小系统板、人机交互界面三大部分。其中，数 据采集部分由压力传感器和A/D 转换部分组成；人机界面部分为键盘输入、 液晶显示。软件部分应用单片机 C 语言实现了本设计的全部控制功能。本设 计的数字电子秤要求能够显示商品的名称、价格、总量、总价等；能够自动完 成商品的价格计算；能够储存几种简单商品的价格；能够具有超重提醒功能， 一旦重量超出了自身重量的测量的范围，发出警报；同时对数字电子秤的测量 范围要达到5KG，测量精度要求达到0.001。 3 整体设计方案 整个数字电子秤电路由压力传感电路(ADC0832采样）、模数转换系统、单 片机主控制电路、LM4229显示电路、蜂鸣器报警电路和4*4键盘电路6 个部
数字电子秤数字电路课程设计说明书
数字电路课程设计说明书 题目：数字电子秤 学生姓名：李思标 学号： 8080514215 院（系）：职业技术学院 专业：机械设计制造及其自动化 指导教师：郭文强 2010 年 7 月 2日
目录 第一节绪论 (3) 1.1本设计的任务和主要内容 (3) 1.2基本工作原理及原理框图………………………………… 第二节硬件电路的设计 (4) 2.1 电阻应变式传感器的选择 (4) 2.2 三运放大电路的设计 (6) 2.3 集成A/D转换器CC7106 (7) 2.4 LED显示电路的设计 (9) 2.5 总体工作电路原理图 (10) 第三节电路元件列表 (11) 第四节设计总结 (12)
数字电子秤设计 第一节绪论 本课程设计的电子秤以单片机为主要部件，利用全桥测量原理，通过对电路输出电压和标准重量的线性关系，建立具体的数学模型，将电压量纲（V）改为重量纲（g）即成为一台原始电子秤。其中测量电路中最主要的元器件就是电阻应变式传感器。电阻应变式传感器是传感器中应用最多的一种，本设计采用全桥测量电路，使系统产生的误差更小，输出的数据更精确。而三运放大电路的作用就是把传感器输出的微弱的模拟信号进行一定倍数的放大，以满足A/D转换器对输入信号电平的要求。CC7106 A/D转换的作用是把模拟信号转变成数字信号，进行模数转换，然后把数字信号输送到显示电路中去，最后由显示电路显示出测量结果。 1.1本设计的任务和主要内容 设计任务：设计一数字电子秤，其技术要求如下： 1）测量范围：0-1.999kg; 0-19.99kg; 0-199.9kg; 0-1999kg。 2）用数字显示被测重量，小数点位置对应不同量程显示。 3）具有自动切换量程功能。 1.2设计思路及原理框图 1.设计思路 1）用电子称称重的过程是把被测物体的重量通过传感器转换成电压信号。由于这一信号通常都非常小，需要进行放大，放大后的模拟信号经模/数变换转变成数字量，再通过译码显示器显示出重量。由于被测物体的重量相差很大，根据不同的测量范围要求，可由电路自由切换量程，同时，显示器的小数点数位对应不同量程而变化，即可实现电子称的要求。 2）称重的准确程度首先取决于传感器输出的信号，电子称的传感器通常使用电桥，它将应变电阻转变成电压信号或电流信号。 基本工作原理框图如下：
电子秤开题报告
毕业设计开题报告 课题名称：基于单片机的实用电子秤设计学生姓名： 班级： 指导教师： 所在系部： 专业名称： 2014年3 月12 日
说明 1．根据某学校《毕业设计(论文)工作管理规定》，学生必须撰写《毕业设计（论文）开题报告》，由指导教师签署意见、教研室审查，系教学主任批准后实施。 2．开题报告是毕业设计（论文）答辩委员会对学生答辩资格审查的依据材料之一。学生应当在毕业设计（论文）工作前期内完成，开题报告不合格者不得参加答辩。 3．毕业设计开题报告各项内容要实事求是，逐条认真填写。其中的文字表达要明确、严谨，语言通顺，外来语要同时用原文和中文表达。第一次出现缩写词，须注出全称。 4．本报告中，由学生本人撰写的对课题和研究工作的分析及描述，应不少于2000字，没有经过整理归纳，缺乏个人见解仅仅从网上下载材料拼凑而成的开题报告按不合格论。 5．开题报告检查原则上在第2～4周完成，各系完成毕业设计开题检查后，应写一份开题情况总结报告。 毕业设计(论文)开题报告
学生 姓名 学号专业 指导教 师姓名 职称所在系部 课题 来源 课题类型 课题 名称 基于单片机的实用电子秤的设计 毕业设计的内容和意义一、毕业设计的内容 本课题是设计一基于单片机控制的实用电子称，其测量量程1-10kg。 系统采用52单片机作为主控芯片用以实现称重、计算价格等主控功能；采用高精度电阻应变式压力传感器实现数据采集；采用电子秤专用模拟/数字（A/D）转换器芯片HX 711对传感器信号进行调理转换；采用4*4矩阵键盘进行人机交互；采用液晶屏显示称重重量、单价、总价等信息，此外设计的系统还具有超量程声光报警功能。 二、毕业设计意义 电子称是电子衡器的一种，是国家法定计量器具。电子秤是称重技术中的一种新型仪表，广泛应用于各种场合。电子秤与机械秤相比有体积小、重量轻、结构简单、价格低、实用价值强、维护方便等特点，可在各种环境工作，重量信号可远传，易于实现重量显示数字化，易于与计算机联网，实现生产过程自动化，提高劳动生产率。 本课题在设计过程中结合了传感器技术、电子技术、单片机控制技术与数码显示技术等相关课程知识，这对加深本专业课程内容的理解和提高实际动手能力有很大帮助，因此本课题具有良好的教学和实践应用前景。
单片机电子秤设计报告
单片机电子秤设计报告 秤是一种在实际工作和生活中经常用到的测量器具。随着计量技术和电子技术的发展，传统纯机械结构的杆秤、台秤、磅秤等称量装置逐步被淘汰，电子称量装置电子秤、电子天平等以其准确、快速、方便、显示直观等诸多优点而受到人们的青睐。 和传统秤相比较，电子秤利用新型传感器、高精度AD转换器件、单片机设计实现，具有精度高、功能强等特点。本课题设计的电子秤具有基本称重、键盘输入、计算价格、显示、超重报警功能。该电子秤的测量范围为0-40Kg，测量精度达到5g，有高精度，低成本，易携带的特点。电子秤采用液晶显示汉字和测量记过，比传统秤具有更高的准确性和直观性。另外，该电子秤电路简单，使用寿命长，应用范围广，可以应用于商场、超市、家庭等场所，成为人们日常生活中不可少的必需品。 一、功能描述 1、采用高精度电阻应变式压力传感器，测量量程0-40kg，测量精度可达5g。 2、采用电子秤专用模拟/数字（A/D）转换器芯片hx711对传感器信号进行调理转换，HX711 采用了海芯科技集成电路专利技术，是一款专为高精度电子秤而设计的24 位A/D 转换器芯片。 3、采用STC89C52单片机作为主控芯片，实现称重、计算价格等主控功能。 4、采用128*64汉字液晶屏显示称重重量、单价、总价等信息。 5、采用4*4矩阵键盘进行人机交互，键盘容量大，操作便捷。 6、具有超量程报警功能，可以通过蜂鸣器和LED灯报警。 7、系统通过USB电源供电，单片机程序也可通过USB线串行下载。
二、硬件设计 1、硬件方案 单片机电子秤硬件方案如图1所示： 图1 单片机电子秤硬件方案 称重传感器感应被测重力，输出微弱的毫伏级电压信号。该电压信号经过电子秤专用模拟/数字（A/D）转换器芯片hx711对传感器信号进行调理转换。HX711 采用了海芯科技集成电路专利技术，是一款专为高精度电子秤而设计的24 位A/D 转换器芯片，内置增益控制，精度高，性能稳定。HX711芯片通过2线串行方式与单片机通信。单片机读取被测数据，进行计算转换，再液晶屏上显示出来。 矩阵键盘主要用于计算金额。当被测物体重量得到后，用户可以通过矩阵键盘输入单价，电子秤自动计算总金额并在液晶屏显示。电源系统给单片机、HX711电路及传感器供电。 2、称重传感器 传感器是测量机构最重要的部件。称重传感器本身具有单调性，其主要参数指标是灵敏度、总误差和温度漂移。 (1) 灵敏度 称重传感器的电灵敏度为满负荷输出电压与激励电压的比值，典型值是
基于AT89C51的数字电子秤的设计_课程设计报告
综合课程设计报告 基于AT89C51的数字电子秤的设计
目录 1、设计目的 (2) 2、设计的主要内容和要求 (2) 3、整体设计方案 (2) 3.1设计方案 (2) 3.2工作原理 (2) 4、硬件电路的设计 (3) 5、软件设计 (5) 5.1主程序设计 (5) 5.2 LM4229液晶显示 (5) 5.3 ADC0832采样程序 (7) 5.4 4*4键盘程序 (8) 6、系统仿真 (8) 7、使用说明 (12) 8、设计总结 (13) 9、元器件 (13) 10、参考文献 (13) 附录A (14) 附录B (23)
基于AT89C51的数字电子秤的设计 1、设计目的 单片机以其功能强，体积小，功耗低，易开发等很多优势被广泛应用。但单片机不是万能的，也存在不适合的场合，我们要充分利用单片机的内部资源和选择合适的单片机来完成我们的设计。本数字电子秤的设计过程中需要用到A/D转换、键盘、液晶显示、复位电路和蜂鸣器报警驱动电路的知识，同时在软件的设计过程中需要用到键盘扫描、液晶显示驱动、模数转换程序及汉字库的的设计，可以很好的将数电、模电、单片机知识进行综合应用。在综合应用中进一步熟悉单片机设计的开发各个流程，最终达到"巩固基础、注重设计、培养技能、追求创新、走向实用"的目的。 2、设计的主要内容和要求 本文主要完成一个简单实用数字电子秤的硬件电路部分和软件部分的设计。在设计的过程学会使用单片机对数字电子秤的各种功能进行控制。本设计中的数字电子秤要求能够显示商品的名称、价格、总量、总价等；能够自动完成商品的价格计算；能够储存几种简单商品的价格；能够具有超重提醒功能，一旦重量超出了自身重量的测量的范围，发出警报；同时对数字电子秤的测量范围要达到5KG，测量精度要求达到0.001。 3、整体设计方案 3.1设计方案 整个数字电子秤电路由电源电路、单片机主控制电路、LM4229显示电路、蜂鸣器报警电路、4*4键盘电路和压力传感电路(ADC0832采样）6个部分组成。如图3.1所示。 3.2工作原理 打开电源开关，数字电子秤开始工作。接通电源时，数字电子秤进入欢迎界面“欢迎使用电子秤设计······”。此时数字电子秤上MCU开始工作，键盘不断进行扫描，同时通过ADC0832也不断进行外部称量数据采样，LCD上显示“实用电子秤名称单价······”。当载物台上放有物体时，ADC0832立即将数据收集送给单片机处理。此时工作人员只要输入对应商品的代码编号，在240*128的LCD上可以看到相应商品的名称，单价，总重，总价格等信息。在称量的过程中，一旦物体自身的重量超出电子秤的称量范围，蜂鸣器立即会发出“滴
单片机电子秤开题报告
太原理工大学信息工程学院 本科毕业设计（论文）开题报告 毕业设计(论文)题目 多功能电子计价秤的设计 学生姓名王静导师姓名李晓林 专业自动化 报告日期2011年3月班级0704 指导教 师意见 签字年月日 专业(教 研室)主 任意见 年月日系主任 意见 年月日
1. 国内外研究现状及课题意义 1.1 研究现状 20世纪前期，我国的衡器制造业主要以杠杆原理的机械式为主，20世纪后期，我国的衡器不断的发展，由过去的全机械式进入机电结合式，在几十年的发展和完善中，发展到现在的全电子型和数字智能型。我国电子衡器的技术装备和检测试验手段基本达到国际90年代中期的水平。电子衡器制造技术及应用得到了新发展。电子称重技术从静态称重向动态称重发展：计量方法从模拟测量向数字测量发展；测量特点已从单参数测量向多参数测量发展，特别是对快速称重和动态称重的研究与应用。但就总体而言，我国电子衡器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、稳定性和可靠性较差等。 众所周知，传统的量具是杆秤或盘秤，20世纪70年代开始出现了电子称。早期的电子秤多通过模拟电路实现，随着电子技术的不断发展．数字芯片的价格逐渐下降，模拟控制已逐步被数字控制所替代，电子秤的设计模式也大都以微处理器为核心，使精度和可靠性都有了明显提高。因为小型商用电子秤运算不太复杂，所以用8位微处理器足可满足要求。 电子称重系统必须将多只传感器的输出进行和算，才能得到完整准确的称重结果。从20世纪70年代的模拟串联和算到80年代的模拟并联和算，和算技术的发展大幅度降低了电子秤的成本，提高了可靠性和稳定性。但是，模拟并联和算也存在不足：如对传感器的一致性要求较高、无法对单个传感器进行检测、电子秤四角偏差调试复杂等。目前，解决上述问题的最好方法是采用数字和算或数模混合和算。由于信号放大器成本的不断下降以及A/D转换器性能的大幅度提高，数字和算无论在技术上还是在经济上都进入了实用阶段。 通过分析近年来电子衡器产品的发展情况及国内外市场的需求，电子衡器总的发展趋势是小型化、模块化、集成化、智能化；其技术性能趋向是速率高、准确度高、稳定性高、可靠性高；其功能趋向是称重计量的控制信息和非控制信息并重的“智能化”功能；其应用性能趋向于综合性和组合性。在称重传感器方面,国外电子秤产品的品种和结构又有创新,技术功能和应用范围不断扩大,成果举例如下:美国Revere公司研制出PUS型具有大气压力补偿功能的拉压两用的称重传感器,用于高准确度检验平台,称重平台,准确度
电子秤课程设计实验报告
电 子 设 计 实 验 报 告 电子科技大学 设计题目：电子称姓名：
学生姓名 任务与要求 一、任务 使用电阻应变片称重传感器，实现电子秤。用砝码作称重比对。 二、要求 准确、稳定称重； 称重传感器的非线性校正，提高称重精度； 实现“去皮”、计价功能； 具备“休眠”与“唤醒”功能，以降低功耗。
电子秤 第一节绪论 摘要：随着科技的进步，在日常生活以及工业运用上，对电子秤的要求越来越高。常规的测试仪器仪表和控制装置被更先进的智能仪器所取代，使得传统的电子测量仪器在远离、功能、精度及自动化水平定方面发生了巨大变化，并相应的出现了各种各样的智能仪器控制系统，使得科学实验和应用工程的自动化程度得以显著提高。影响其精度的因素主要有:机械结构、传感器和数显仪表。在机械结构方面,因材料结构强度和刚度的限制,会使力的传递出现误差,而传感器输出特性存在非线性,加上信号放大、模数转换等环节存在的非线性,使得整个系统的非线性误差变得不容忽视。因此,在高精度的称重场合,迫切需要电子秤能自动校正系统的非线性。此外,为了保证准确、稳定地显示,要求所采用的ADC具有足够的转换位数,而采用高精度的ADC,自然增加了系统的成本。基于电子秤的现状,本文提出了一种简单实用并且精度高的智能电子秤设计方案。通过运用很好的集成电路,使测量精度得到了大大提高,由于采用数字滤波技术,使稳态测量的稳定性和动态测量的跟随性都相当好。并取得了令人满意的效果。 关键词：压力传感器，AD620N放大电路，ADC模数转换，STM32单片机，OLED 显示屏，矩阵键盘，电子秤。 1.1引言 本课程设计的电子秤以单片机为主要部件，利用全桥测量原理，通过对电路输出电压和标准重量的线性关系，建立具体的数学模型，将电压量纲（V）改为重量纲（g）即成为一台原始电子秤。其中测量电路中最主要的元器件就是电阻应变式传感器。电阻应变式传感器是传感器中应用最多的一种，本设计采用全桥测量电路，是系统产生的误差更小。输出的数据更精确。而AD620N放大电路的作用就是把传感器输出的微弱的模拟信号进行一定倍数的放大，以满足A/D 转换器对输入信号电平的要求。A/D转换的作用是把模拟信号转变成数字信号，进行模拟量转数字量转换，然后把数字信号输送到显示电路中去，最后由OLED
电子称课程设计
1.前言 电子称重技术是现代称重计量和控制系统工程的重要基础之一，电子衡器经过40年的不断改进和完善，从60年代的机电结合型发展到现在的全电子型和数字化智能型。由于它具有称量准确、快速，读取方便，环境适应性强，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等特点，在工商贸易、能源交通、轻工食品、医药卫生、航空航天等部门得到了广泛的应用。本课题本着电子秤向高精度、高可靠方向研究,讲述了用单片机控制A/D转换、键盘输入和数据显示，对如何实现键盘中断、A/D采样进行研究。设计特别适用于测量精度要求较高的场合, 具有较高的实用价值和推广价值。本文中第一章讲述了电子秤的发展情况及其工作原理，第二章讲述了电子秤的硬件电路组成部分,第三章介绍了电子秤各部分功能实现的软件设计。 1.1研究本文的意义 物料计量是工业生产和贸易流通中的重要环节。称重装置或衡器是不可缺少的计量工具。随着工农业生产的发展和商品流通的扩大，衡器的需求也日益增多，过去沿用的机械杠杆秤己不能适应生产自动化和管理现代化的要求。自六十年代以来，由于传感器技术和电子技术的迅速发展，电子称重技术日趋成熟，并逐步取代机械秤。尤其是七十年代初期，微处理机的出现使电子称重技术得到了进一步的发展。快速、准确、操作方便、消除人为误差、功能多样化等方面已成为现代称重技术的主要特点。称重装置不仅是提供重量数据的单体仪表，而且作为工业控制系统和商业管理系统的一个组成部分，推进了工业生产的自动化和管理的现代化，它起到了缩短作业时间、改善操作条件、降低能源和材料的消耗、提高产品质量以及加强企业管理、改善经营管理等多方面的作用。称重装置的应用已遍及到国民经济各领域，取得了显著的经济效益。同时对称重仪表的要求也越来越高，要求仪表有更高抗干扰能力、更高的精度。 基于电子秤的现状，本文拟研究一种用单片机控制的高精度数字电子秤设计方案。这种高精度数字电子秤计量准确、携带方便，集质量称量功能与价格计算功能于一体，能够满足商业贸易和居民家庭的使用需求。 1.2 电子秤的发展 1.电子技术渗入衡器制造业 随着第二次世界大战后的经济繁荣，为了把称重技术引入生产工艺过程中去，对称重技术提出了新的要求，希望称重过程自动化，为此电子技术不断渗入衡器制造业。在1954年使用了带新式打印机的倾斜杠杆式秤，其输出信号能控制商用结算器，并且用电磁铁机构与代替人工操作的按键与办公机器联用。在1960年开发出了与衡器相联的专
全国大学生电子设计竞赛简易电子秤d题
2016年全国大学生电子设计竞赛 简易电子秤（D题） 高职组 摘要：系统以STC12LE5A60S2单片机为主控器，设计一款一个以电阻应变片为称重传感器的简易电子秤。该系统包括单片机主控模块、重量传感器模块、语音模块、键盘输入模块、显示模块、电源模块。重量传感器完成被测物体的重量信息采集；独立式按键设定被测物的单价；采用直流稳压输出电源5V和3V为系统提供工作电源。系统制作成本较低、工作性能稳定，能很好达到设计要求。 关键词：HX711、WTV020-SD语音模块。 目录 1设计任务与要求 (1) 1.1设计任务 (1) 1.2技术指标 (1) 1.3题目评析 (1) 2方案比较与选择 (1) 2.1 单片机模块选择 (1) 2.2 压力传感器选择................................................... 错误!未定义书签。 2.3 PCA和AD转换模块的选取............................... 错误!未定义书签。 2.4 语音模块选择....................................................... 错误!未定义书签。 2.5 输入按键模块选择............................................... 错误!未定义书签。
2.6 电源模块选择....................................................... 错误!未定义书签。 2.7 显示模块选择....................................................... 错误!未定义书签。 3 电路系统与系统设计...................................................... 错误!未定义书签。 3.1 系统总体设计....................................................... 错误!未定义书签。 3.2 单片机最小系统设计........................................... 错误!未定义书签。 3.3 压力传感器模块设计........................................... 错误!未定义书签。 3.4 语言模块设计....................................................... 错误!未定义书签。 3.5 输入按键模块设计................................................................................ 3.6 电源模块设计....................................................... 错误!未定义书签。 3.7 显示模块设计....................................................... 错误!未定义书签。 3.8 程序设计............................................................... 错误!未定义书签。4系统测试........................................................................... 错误!未定义书签。5总结................................................................................... 错误!未定义书签。参考文献.............................................................................. 错误!未定义书签。附录Ⅰ系统原理图.......................................................... 错误!未定义书签。
电子秤课程设计
【设计题目】:基于单片机的电子秤设计 【设计要求】： （1）设计一款电子秤，用LCD液晶显示器显示被称物体的质量（2）可以设定该秤所称的上限 （3）当物体超重时，能自动报警 【设计过程】 1.【方案设计】 1.1电子秤的组成 1.1.1电子秤的基本结构 电子秤是利用物体的重力作用来确定物体质量（重量）的测量仪器，也可用来确定与质量相关的其它量大小、参数、或特性。不管根据什么原理制成的电了秤均由以下三部分组成： (1)承重、传力复位系统 它是被称物体与转换元件之间的机械、传力复位系统，又称电子秤的秤体，一般包括接受被称物体载荷的承载器、秤桥结构、吊挂连接部件和限位减振机构等。 (2) 称重传感器 即由非电量（质量或重量）转换成电量的转换元件，它是把支承力变换成电的或其它形式的适合于计量求值的信号所用的一种辅助手段。 (3) 测量显示和数据输出的载荷测量装置 即处理称重传感器信号的电子线路（包括放人器、模数转换、电流源或电
压源、调节器、补尝元件、保护线路等）和指示部件（如显示、打印、数据传输和存贮器件等）。 1.1.2电子秤的工作原理 当被称物体放置在秤体的秤台上时，其重量便通过秤体传递到称重传感器，传感器随之产生力一电效应，将物体的重量转换成与被称物体重量成一定函数关系（一般成正比关系）的电信号（电压或电流等）。此信号由放大电路进行放大、经滤波后再由模／数( A/D)器进行转换，数字信号再送到微处器的CPU处理，CPU不断扫描键盘和各功能开关，根据键盘输入容和各种功能开关的状态进行必要的判断、分析、由仪表的软件来控制各种运算。运算结果送到存贮器，需要显示时，CPU发出指令，从存贮器中读出送到显示器显示，或送打印机打印。 1.2本设计思路 本设计的主要思路是：利用压力传感器采集因压力变化产生的电压信号，经过电压放大电路放大，然后再经过模数转换器转换为数字信号，最后把数字信号送入单片机。单片机经过相应的处理后，得出当前所称物品的重量，然后显示出来。主要技术指标为：称量围0～600g，分度值1kg，精度等级III级，电源AC220V。 2.【器件选择】 按照本设计功能的要求，系统由5个部分组成：控制器部分、测量部分、数据显示部分、键盘部分、语音提示部分和电路电源部分，系统设计总体方案框图如图1所示。
数字电子秤设计开题报告
论文题目数字电子秤设计 一、选题背景和意义 称重技术自古以来就被人们重视，作为一种计量手段，广泛应用于工农业、科研、交通、内外贸易等各个领域，与人民的生活息息相关。随着科技、经济的发展，电子秤在日常生活中的适用范围越来越广，成为日常生活中常用的电子衡器，广泛应用于超市，大中型商场，物流配送中心。电子秤在结构和原理上取代了以杠杆平衡为原理的传统机械式称量工具。相比传统的机械式称量工具，电子秤具有称量精度高，装机体积小，应用范围广，易于操作使用等优点。在外形布局，工作原理，结构和材料上都是全新的计量衡器。实际上电子秤的发展过程与其它事物一样，也经历了由简单到复杂，由粗糙到精密，由机械到机电结合再到电子化的过程。随着称重传感器各项性能的不断突破，为电子秤的发展奠定了基础，如美国，西欧等一些国家在20世纪60年代就出现了0.1%称量准确度的电子秤，并在70年代中期约对75%的机械秤进行了机电结合式的电子化改造。电子秤的设计首先是通过压力传感器采集到被测物体的重量并将其转换成电压信号。输出电压信号通常很小，需要通过前段信号处理电路进行准确的线性放大。放大后的模拟电压信号经A/D转换电路转换成数字量被送入到主控电路的单片机中，再经过单片机控制译码显示器，从而显示出被测物体的重量。本次要求设计的电子秤有具体的称重范围，且具有自动换挡功能，精确度为1%。目前这样的电子秤具备最简单的称重功能，操作非常简便。
二、国内外研究现状、发展动态 近几年，我国的电子称重系统从最初的机电结合型发展到现在的全电子型和数字智能型。电子称重技术逐渐从静态称重向动态称重发展，从模拟测量向数字测量发展，从单参数测量向多参数测量发展。电子称重系统制造技术及其应用得到了新的发展。国内电子称重技术基本达到国际上20实际90年代中期的水平，少数产品的技术已处于国际领先水平。国内的电子秤市场中，100g左右量程的电子秤精度一般为0．0lg，即10mg。在国际上，一些发达国家在电子称重方面，从技术水平、品种和规模等方面都达到了较高的水平。特别是在准确度和可靠性等方面有了很大的提高。其中梅特勒．托利多公司生产的BBK4系列高精度电子秤精度达到了lmg，速度大约为1次／秒。 在研究方法上，电子称重系统的工作原理一般是将作用在承载器上的质量或力的大小，通过压力传感器转换为电信号，并通过控制电路来处理该电信号。其中压力传感器大多数采用电阻应变片压力传感器，由于应变片的体积较小，市场上有多种规格可供选择，而且可以针对弹性敏感元件的形式可以灵活设计来适应各种应用场合的要求，所以应变片式压力传感器得到广泛的应用。但是电阻应变片压力传感器的一个严重缺陷是应变灵敏度、应变片本身的电阻都随温度变化，而且灵敏度随温度变化较大。在不同的环境中，应变片的阻值发生变化，输出零点漂移明显。并且应变片的输出信号很小、线性范围窄，而且动态响应较差，有待进一步开发。 三、研究的内容及可行性分析 1.设计思路 应变式称重传感器是将电阻的变化转化为电压变化，但电阻因受力变化很小，使传感器输出的信号较小，需要先进行放大处理，并且输出的信号是电压量，为模拟信号，而单片机能处理的信号是数字信号，因此需先将信号进行模数转换再输入单片机中进行处理并控制LCD显示其重量. 2.方案论证与比较 （一）控制部分的方案论证与选择 方案一：采用89S52作为控制核心。51单片机具有主频12M,三十二个I/O引 脚，8K flash程序存储空间，256 byte RAM , 三个定时、计数器，五个中断源， 且价格低廉，C语言程序编写容易，控制方便。 方案二：采用FPGA（现场可编程门阵列）作为系统的控制器。FPGA可以实现 各种复杂的逻辑功能，规模大，密度高。由于其集成度高，使其成本偏高，同时其 芯片引脚较多，实物硬件电路板布线复杂，加重了电路设计和实际焊接的工作。
电子秤设计报告
电子秤设计报告-CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN
设计报告 实验名称：电子称设计 院（系）：专业： 姓名：学号： 实验室：实验组别： 同组人员：实验时间：2016年12月02日
评定成绩：审阅教师： 目录 1 设计要求 (3) 2 设计原理 (3) 3 系统框图 (3) 4 具体设计 (4) 称重传感 器 (4) 放大电路和量程切 换 (5) A/D转 换 (7) 显示器 (8)
5 实验小结 (9) 1设计要求 试设计10μg~10kg电子称，数字显示，精度为%。 2设计原理 数字电子称通过传感器将被测物体的重量转换成模拟的电压信号，较小的电压信号通过应用放大系统进行准确、线性的放大，以满足模数转换器对输入信号电平的要求。放大电路采用三运放数据放大器。仪表用放大器具备足够大的放大倍数、高输入电阻和高共模抑制比的特点。放大后的模拟电压信号经过模数转换电路变成数字量，模数转换电路采用模数转换芯片CC7107实现。然后把数字信号输送到显示电路中去，
最后由显示电路显示出测量结果，显示电路采用四块分立的七段LED显示电路进行显示。本设计中通过改变放大电路的增益，从而达到转换量程的目的。由于被测物体的重量相差较大，根据不同的测重范围要求，需对量程进行切换。 3系统框图 图1 电子称设计框图 （1）利用由电阻应变式传感器组成的测量电路测出物体的重量信号； （2）由放大器电路把传感器输出的微弱电压信号进行一定倍数的放大，放大后的电压信号送到模数转换电路中； （3）由模数转换电路把接收到的模拟信号转换成数字信号，传送到显示电路； （4）由显示电路显示数据。 4具体设计 4.1称重传感器 设计原理
单片机课程设计报告 基于单片机的电子秤设计
基于单片机的电子秤设计 一、【设计题目】 基于单片机的电子秤设计 二、【设计要求】 设计要求如下: （1）设计一款电子秤，用LCD液晶显示器显示被称物体的质量 （2）可以设定该秤所称的上限 （3）当物体超重时，能自动报警。 三、【设计过程】 1.【方案设计】 微控制器技术、传感器技术的发展和计算机技术的广泛应用，电子产品的更新速度达到了日新月异的地步。本系统在设计过程中，除了能实现系统的基本功能外，还增加了打印和通讯功能，可以实现和其他机器或设备（包括上位PC机和数据存储设备）交换数据.除此之外，系统的微控制器部分选择了兼容性比较好的AT89系列单片机，在系统更新换代的时候，只需要增加很少的硬件电路，甚至仅仅删改系统控制程序就能够实现。 另外由于实际应用当中，称可以有一定量的过载，但不能超出要求的范围，为此本设计提供了过载提示和声光报警功能。 综上所述,本课题的主要设计方案是：利用压力传感器采集因压力变化产生的电压信号，经过电压放大电路放大，然后再经过模数转换器转换为数字信号，最后把数字信号送入单片机。单片机经过相应的处理后，得出当前所称物品的重量及总额，然后再显示出来。此外，还可通过键盘设定所称物品的价格。主要技术指标为：称量范围0～5kg；分度值0.01kg；精度等级Ⅲ级；电源DC1.5V（一节5号电池供电）。其设计框图如图3.1所示。 这种高精度智能电子秤体积小、计量准确、携带方便,集质量称量功能与价格计算功能于一体，能够满足商业贸易和居民家庭的使用需求。
图3.1 系统设计框图 2.【器件选择】 2.1单片机选择 本设计由于要求必须使用单片机作为系统的主控制器,而且以单片机为主控制器的设计，可以容易地将计算机技术和测量控制技术结合在一起，组成新型的只需要改变软件程序就可以更新换代的“智能化测量控制系统”。考虑到本设计中程序部分比较大，根据总体方案设计的分析，设计这样一个简单的的系统，可以选用带EPROM 的单片机，由于应用程序不大，应用程序直接存储在片内，不用在外部扩展存储器，这样电路也可简化。INTEL 公司的8051和8751都可使用，在这里选用ATMENL 生产的AT89SXX 系列单片机。AT89SXX 系列与MCS-51相比有两大优势：第一，片内存储器采用闪速存储器，使程序写入更加方便；第二，提供了更小尺寸的芯片，使整个硬件电路体积更小[1]。此外价格低廉、性能比较稳定的MCPU ，具有8K×8ROM 、256×8RAM 、2个16位定时计数器、4个8位I/O 接口。这些配置能够很好地实现本仪器的测量和控制要求 最后我们选择了AT89S52这个比较常用的单片机来实现系统的功能要求。AT89S52内部带有8KB 的程序存储器，基本上已经能够满足我们的需要。 2.2压力传感器的选择 在本设计中，传感器是个十分重要的元件，因此对传感器的选择也显得十分重要。不仅要注意其量程和参数，还要考虑与其相配置的各种电路的设计的难易程度键盘设定 阀值报警 LCD 显示器 AT89S52单片机 压力传感器 放大电路 A/D 转换器