基于单片机的电子秤设计与教学应用

本文介绍了基于单片机的集教学，实践培训和科学研究于一体的电子秤的设计。该设计以STC89C52单片机为主要控制核心，可实现去皮，清算，定价，金酵母堆积，超重声光报警等功能。我们使用电阻应变仪建造了惠斯通电桥，并制作了一个称重传感器来收集数据。 HX711和LCD1602芯片用于AD转换和数据显示。测试数据表明，自制电子秤具有测量精度高，性能稳定的优点。同时，由于其简单的制造和快速的操作，它可以用作典型的教学模型，以更好地服务于大多数微控制器爱好者和学生的教学。实习培训等环节。 0.简介电子秤是日常生活和工作中最常用的电子设备。它们广泛用于大型，中型和小型购物中心，超市，家庭，工业包装，仓储和运输领域。学生对单片机学习的热情提高了他们的实践能力和综合素质。本文提出了一种自制称重传感器的电子秤设计。 1.电子秤的硬件设计方案电子秤的设计应符合：单位价格（元/克）可以设定。计算物品的数量并累计数量，电子秤的重量为5.00g〜500g，误差精度小于0.5g，以克（g）为单位，数字表示被称量物体的重量，还应皮重和超重警报功能。称重传感器设备必须是自制的（不能使用商用电子称重设备），硬件电路板需要焊接或制成PCB板。电子秤的外部结构如图1所示。电子秤的原理：称重时将物体放在秤盘上时，自制称重传感器的铁悬臂梁会由于外力而变形，并且安装在悬臂梁上的电阻应变仪将产生应变。相应的电信号被传输到电子秤的硬件电路板pi。模拟信号通过硬件电路板上的A / D模块转换为数字信号，并传递到控制核心（单片机），用于称重数据的计算和处理1.1电子秤的总体设计电子秤应具备的功能是：称量数据收集，数据处理，数据输入和数据显示等。通过分析和分析，该电子秤的总体设计方案如图2所示。1.2硬件组件的选择1.2 .1单片机的选择STC89C52是STC生产的一种低功耗，高性能的8位微控制器。它具有高性价比，高灵活性，抗干扰性强等优点，已被广泛应用于嵌入式控制系统和教学实践中。 1.2.2重量传感器的选择重量传感器是一种将物体的重量信号转换为可测量的电信号输出的设备。它的设计将直接影响电子秤的性能。秤的性能是自制电子秤最关键的部分。从准确性，可靠性，经济性和可操作性方面，本设计将使用自制电阻器。称重传感器。电阻应变式压力传感器是目前使用最广泛的称重传感器，主要由电阻应变仪和金属弹性元件组成。通过将四个应变仪导线连接到惠更斯桥，可以使用应变胶将电阻应变仪粘贴到悬臂梁上。惠更斯电桥如图3所示。[4]称重时，当金属弹性元件受力变形时，电阻应变计通过压缩，弯曲而拉伸，电阻值发生变化，使电桥不平衡，并且产生相应的压差信号，该信号将物品的重量信号转换为电输出。 1.2.3 AD转换芯片HX711具有较强的抗干扰能力，可靠性高，响应速度快，成本低。这是24位A /D转换器芯片专门为高精度电子秤而设计。本设计将使用HX711A / D转换器芯片。 1.2.4数字显示LCD1602液晶显示器与传统的数字管相比，具有功耗低，体积小，显示稳定，显示内容丰富的特点。它是单片机应用设计中最常用的信息显示设备。本设计将使用LCD1602液晶显示模块。基于以上设计选择，本设计将采用STC89C52微控制器作为控制核心进行数据处理，采用24位AD转换芯片HX711对传感器采集的模拟量进行AD转换，并将转换后的数据发送出去。到STC89C52微控制器进行处理。 LCD1602液晶实现。电子电路硬件电路设计如图4所示。2.电子秤软件程序设计该电子设备将设计编译环境指定为keilUV4，并使用C语言编程。软件编程主要包括：初始化，按键检测，数据采集，数据处理和显示39。主程序流程图如图5所示。3.设计的物理对象和结果测试3.1设计的物理对象电子秤的总体设计为如图6所示，电子秤的物理电路板如图7所示。3.2测试结果表1中的数据表明，通过一系列功能测试，这种自制的电子秤最终可以实现皮重，清晰，价格，累计量，超重声光报警等功能通过按钮实现，错误率可控制在0.38％左右，可实现稳定，快速的数据处理和显示。 4.结论这款自制的电子秤可以实现去皮，清算，计价，累计金额，超重声光报警等功能。它具有测量精度高，性能稳定，生产和操作简单快捷等优点。作为典型案例，非常适合单片机爱好者和学生的教学和实践培训。