基于单片机的简易电子秤

该系统主要由单片机，应变传感器模块，差分放大模块（由IN333构成），A / D转换模块（HX711AD采集芯片），显示模块和电源模块组成。通过系统硬件和软件调试，可以测量出lg到500g的重量，误差很小，可以满足设计要求。 1.程序演示处理器模块：采用STC的STC12C5A60S2。该单片机具有强加密，高速，高可靠性，低功耗，超低价，抗静电性强，抗干扰性强，并具有内部A / D转换接口。不需要外部的A / D转换芯片，它具有内部的D / A转换PWM，操作相对简单，性价比高。传感器模块：采用臂式全桥传感器电路，该电路具有零补偿功能，消除了温度引起的误差，大大降低了测试结果误差，灵敏度很高，可用于小物体的测量。差分放大器模块：TI的IN333芯片用于形成差分放大器模块电路。 IN333是集成的运算放大器芯片，只需要为其供电，并将相应大小的电阻连接到良好的控制器放大倍数即可。优点：电路简单，混乱，准确性更高。木材系统首先将应变计的电阻变化转换为通过四臂全桥电路输出的电压信号，但是输出电压信号太小，无法由单片机检测到，因此该信号需要被IN333放大器电路放大，然后连接到A / D采集模块最后发送MCU进行计算并显示当前重量。 2.理论分析和计算2.1应变仪的安装方法和应变仪的安装方法：应变仪只能在试样膨胀和收缩时反映试样的应变，因此必须粘贴应变仪在标本上。公司。粘贴的位置在最终测量中起着至关重要的作用，如果位置不正确，则测试结果很难准确。 2.1.1选择用于应变计粘贴的粘合剂：选择粘合剂时，应基于多种因素，例如应变计的基材，工作温度，湿度，稳定性要求，化学腐蚀和粘合时间。选择一种粘合剂。常用的有502，环氧树脂，703硅酮等。试件处理：为了确保一定的粘结强度，必须对试件的表面进行彻底处理，以除去杂质，油污和表面氧化层。糊剂的表面保持平坦和光滑。 2.1.2应变片的位置非常重要。应变仪的位置非常重要。分析和计算试件以找出试件的应变区。只有将应变仪很好地粘贴在应变区中，才能获得更准确的测量值。在轴向拉伸试验中，在应变区中粘贴后的粘贴角度也会影响最终测量。假设轴向应变为A，横向变形系数为U，横向应变为-UA，粘贴角的偏差为X。则实际应变应为。 2.2四臂全桥四臂全桥实验过程中，四桥臂的电阻会发生变化，与单臂双桥相比，四臂桥的测量精度大大提高，灵敏度更高。臂桥。具有零补偿功能，温度补偿在恶劣环境下也能更好地工作。并且在电桥电路中，相邻的应变仪应以相反的电阻变化连接（也就是说，拉伸应变仪和压缩应变仪必须相邻）。电桥电路如图1所示：2.3输入和输出数据拟合方程式通过A / D采集模块后，单片机将接收与电压值相对应的数字量，并且必须找到与电压值之间的对应关系。数字量和重量。因此，将1g〜500g的砝码一一放入托盘中，测量加减法的10倍数据。权重，通过excel表找出多个测试数据之间的拟合方程，并根据拟合设计程序。 2.4悬臂梁的选择悬臂梁在测试中起着至关重要的作用。应变仪，主要的承重体和变形体均附接到其上。悬臂梁的形状是决定实验结果准确性的决定性因素。悬臂梁的材料优选地是铝合金或其他合金，其具有更好的变形和对相应力的更精确的测量。其他材料也可以用作悬臂梁的材料。与合金相比，仍有一定的差距。市场上的悬臂梁都是合金材料，不含铁，不能满足设计要求。经过多次试验，木结构设计最终决定使用两根钢筋（包含铁，可以被磁体吸引）作为悬臂梁。 3.电路与程序设计3.1系统组成该系统主要由应变片传感器模块，差分放大器模块，A / D转换模块，显示模块和电源模块组成。应变片传感器模块主要由传感器电桥电路组成，差分放大器模块主要由IN333差分放大器电路组成，A / D采集模块主要由HX711AD采集芯片实现，显示模块采用更多的传感器。全面直观的显示屏12864作为显示设备，电源模块采用整流桥加三端稳压管组成直流稳定电源。系统框图如图2所示：3.2硬件电路设计硬件电路设计部分主要是差分放大器电路，它由TI的芯片IN333和参考源组成。 IN333是TI生产的自返回仪表放大器。它具有轨到轨输入输出特性。同时，其内置的射频去耦滤波器可以有效减少机载电磁波对仪表放大器输入电平的影响。 REF引脚可使输出包含固定的DC偏置，这对于后端运算放大器或ADC电路的设计非常方便。它还需要低阻抗电压来驱动。差分放大器电路图如图3所示：在图3中，引脚1和引脚8连接到电阻R1，引脚5连接到参考源TL431。电阻R1控制增益，参考源用作放大和增加静态工作点的参考。 IN333的增益为：