電子秤單片機(jī)課程設(shè)計(jì)報(bào)告.doc

電子信息專業(yè)方向課程設(shè)計(jì)報(bào)告指導(dǎo)教師：專業(yè)電子信息工程班級(jí)：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(dòng)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(biāo)42.2工作原理42.3基本結(jié)構(gòu)43電子秤的硬件設(shè)計(jì)53.1信號(hào)采集電路53.2單片機(jī)控制系統(tǒng)74電子秤的軟件設(shè)計(jì)84.1主程序設(shè)計(jì)84.11，主程序設(shè)計(jì)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(jī)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(cè)與轉(zhuǎn)換技術(shù)、計(jì)算機(jī)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(chǎng)、超市、大型商場(chǎng)、及零售業(yè)等公共場(chǎng)所的信息顯示和重量計(jì)算。電子秤主要以單片機(jī)作為中心控制單元，通過稱重傳感器進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換單元，在配以鍵盤、顯示電路及強(qiáng)大軟件來組成。該電子秤不但計(jì)量準(zhǔn)確、快速方便，更重要的自動(dòng)稱重、計(jì)價(jià)功能外，還可實(shí)現(xiàn)去皮、凈/毛轉(zhuǎn)，自動(dòng)計(jì)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(jiǎn)單，對(duì)人們生活的影響越來越大。本系統(tǒng)是針對(duì)是電子秤的自動(dòng)稱重、自動(dòng)計(jì)價(jià)、數(shù)據(jù)處理進(jìn)行研究的。為了闡明用單片機(jī)是如何對(duì)采樣數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，對(duì)數(shù)據(jù)的采集和轉(zhuǎn)換、計(jì)算問題進(jìn)行了研究。討論了單片機(jī)控制系統(tǒng)中關(guān)鍵的中斷、計(jì)算問題，結(jié)果表明通過軟件設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)更完善。本文在給出智能電子秤硬件設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，詳細(xì)分析了電子秤的軟件控制方法。由于單片機(jī)控制的電子秤結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低廉，深受人們的喜愛，本文將對(duì)此進(jìn)行詳細(xì)討論。緒論2緒論隨著科學(xué)技術(shù)和經(jīng)濟(jì)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(duì)稱重裝置的要求也越，電子秤重裝置推廣，從而進(jìn)入到傳感器，電子學(xué)和微處理機(jī)領(lǐng)域、使得稱重裝置變成為電子儀器。它的特點(diǎn)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(jì)價(jià)、易作弊等缺點(diǎn)，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(jī)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?cái)?shù)據(jù)，而且進(jìn)一步要求稱重工作的自動(dòng)化，實(shí)現(xiàn)快速稱量，以及測(cè)量各種動(dòng)態(tài)參數(shù)，提高測(cè)量精度和各種數(shù)據(jù)的及時(shí)處理。這些精度、速度、性能和功能方面的要求是傳統(tǒng)的機(jī)械測(cè)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(jī)，單片機(jī)的發(fā)展和計(jì)算機(jī)軟件的開發(fā)，產(chǎn)品價(jià)格的下降、電子秤重裝置在技術(shù)上的優(yōu)勢(shì)；多功能、高精度、操作方便等，使得不僅實(shí)驗(yàn)室的傳統(tǒng)稱量裝置已被電子秤重裝置所取代，這種趨勢(shì)已經(jīng)擴(kuò)展到工業(yè)和其他領(lǐng)域。本系統(tǒng)是針對(duì)自動(dòng)稱重、計(jì)算價(jià)格進(jìn)行了研究的。講述了用單片機(jī)控制A/D轉(zhuǎn)換、鍵盤輸入和數(shù)據(jù)顯示，對(duì)如何實(shí)現(xiàn)鍵盤中斷、A/D采樣進(jìn)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(shí)現(xiàn)一系列功能使的性能價(jià)格比達(dá)最優(yōu)。設(shè)計(jì)特別適用于測(cè)量精度要求較高的場(chǎng)合,具有較高的實(shí)用價(jià)值和推廣價(jià)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(duì)電子秤一些簡(jiǎn)單功能進(jìn)行了研究。主要通過強(qiáng)大軟件功能實(shí)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(jì)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(shí),功能更加齊全的高精度的先進(jìn)電子秤將會(huì)不斷問世,其應(yīng)用范圍也會(huì)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(diǎn)部分，詳細(xì)介紹了電子秤的軟件設(shè)計(jì)，及各部分功能實(shí)現(xiàn)的軟件設(shè)計(jì)。第1章31.電子秤系統(tǒng)的概況隨著自動(dòng)化測(cè)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(jià)比等方面越來越難以滿足人們的需要，尤其對(duì)一些微小質(zhì)量的測(cè)量更顯得力不從心。為了實(shí)現(xiàn)高智能化的微小質(zhì)量測(cè)量，以及商業(yè)流通領(lǐng)域中經(jīng)常進(jìn)行各種精度范圍的重量測(cè)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(shí)商品種類的繁多和對(duì)服務(wù)更高的要求也促使電子秤的功能進(jìn)一步擴(kuò)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(jì)由傳感器、A/D轉(zhuǎn)換、單片機(jī)和LED顯示器等組成，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低，精度高等優(yōu)點(diǎn)。1.1電子秤的發(fā)展史早在20世紀(jì)80年代，美國(guó)、德國(guó)等工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)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(dòng)了電子衡器數(shù)字化和數(shù)字稱重系統(tǒng)的發(fā)展。我國(guó)數(shù)字式智能稱重傳感器的研究開發(fā)始于20世紀(jì)90年代中后期，在短短幾年時(shí)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(hào)與數(shù)字信號(hào)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(cè)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(shí)踐數(shù)字式智能化電路，數(shù)字補(bǔ)償技術(shù)與數(shù)字補(bǔ)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?？梢灶A(yù)計(jì)，很快就會(huì)在電子衡器數(shù)字化和數(shù)字稱重系統(tǒng)中，見到國(guó)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(jì)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(duì)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(diǎn)，廣泛應(yīng)用在商業(yè)、企業(yè)、日常生活等各個(gè)領(lǐng)域。1.3電子秤的研究動(dòng)態(tài)稱重技術(shù)的突破是微處理機(jī)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?cái)?shù)據(jù)，而且進(jìn)一步要求稱重工作的自動(dòng)化，實(shí)現(xiàn)快速稱量，以及測(cè)量各種動(dòng)態(tài)參數(shù)，提高測(cè)量精度和各種數(shù)據(jù)的及時(shí)處理。這些精度、速度、性能和功能方面的要求是傳統(tǒng)的機(jī)械測(cè)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(biāo)（1）設(shè)計(jì)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(jī)為核心，組成稱量系統(tǒng)。系統(tǒng)主要有STC125204AD單片機(jī)、A/D轉(zhuǎn)換器、鍵盤/顯示電路、傳感器、放大電路等組成。當(dāng)物體放到秤盤上時(shí)，秤盤下的重量電阻應(yīng)變式傳感器產(chǎn)生一電信號(hào)，信號(hào)的強(qiáng)弱隨物體重量的大小而變，該電信號(hào)經(jīng)放大電路放大后，送入A/D轉(zhuǎn)換芯片進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換后的數(shù)字量與物重成正比，再進(jìn)入STC125204AD單片機(jī)經(jīng)過數(shù)據(jù)處理，STC125204AD單片機(jī)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(shí)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(jìn)行測(cè)量，得出模擬信號(hào)；再進(jìn)行放大和模數(shù)轉(zhuǎn)換，然后送入單片機(jī)行處理。由A/D接口模塊、主機(jī)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(hào)采集部分：利用稱重傳感器獲取外部重量信息；信號(hào)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(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)以送到單片機(jī)進(jìn)行處理；單片機(jī)控制部分：?jiǎn)纹瑱C(jī)是中央控制系統(tǒng)，它接受外部送進(jìn)的各種數(shù)據(jù)和控制信息，通過運(yùn)算和處理，然后送到外部以實(shí)現(xiàn)顯示等需要；人機(jī)接口部分：人機(jī)聯(lián)系部件有鍵盤、顯示器等，這些部件同主機(jī)電路的連接是由人機(jī)接口電路來完成的。人機(jī)接口技術(shù)是智能儀表和操作者進(jìn)行聯(lián)系并得到實(shí)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(jī)接口鍵盤盤顯示器第3章53電子秤的硬件設(shè)計(jì)3.1信號(hào)采集電路（1）（1）要達(dá)到設(shè)計(jì)的性能要求，傳感器的精度起著決定性作用。本設(shè)計(jì)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(cè)量的力通過它所產(chǎn)生的金屬?gòu)椥宰冃无D(zhuǎn)換成電阻變化的敏感元件。我設(shè)計(jì)的這個(gè)電子秤稱重范圍10Kg，重量誤差不大于+0.005Kg，考慮到秤臺(tái)自重、振動(dòng)和沖擊分量，還要避免超重?fù)p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(shí)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(jì)價(jià)秤的專用產(chǎn)品，可以滿足本系統(tǒng)的精度要求。本設(shè)計(jì)的測(cè)量電路采用最常見的橋式測(cè)量電路（見圖3-1），用到的是電阻應(yīng)變傳感器半橋式測(cè)量電路2。它的兩只應(yīng)變片和兩只電阻貼在彈性梁上，測(cè)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(cè)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(gè)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-