教你快速學會多功能電子計價設(shè)計

多功能數(shù)字電子計價秤鄭冰環(huán)趙晨陳兵輔導教師：干開封張為堂摘要本文設(shè)計一種利用電阻應(yīng)變式壓力傳感器和MCS-51單片機等器件制作的多功能數(shù)字電子計價秤。該秤可以對15Kg量程范圍內(nèi)的物體進行稱量，能實現(xiàn)稱重、數(shù)碼顯示、計價等功能。該電子秤利用電橋測量原理，將壓力應(yīng)變傳感器阻值轉(zhuǎn)換為電壓值，再通過低通濾波，經(jīng)過兩級放大電路將電壓放大，通過確定輸出電壓和標準重量的關(guān)系，形成一臺原始電子秤。將此輸出電壓經(jīng)過模數(shù)轉(zhuǎn)換，送入MCS-51單片機處理，控制LCD液晶屏顯示稱量結(jié)果。關(guān)鍵字：電子秤應(yīng)變式壓力傳感器放大電路單片機一、引言隨著科技的發(fā)展，檢測技術(shù)已經(jīng)深入各種領(lǐng)域。本題目要求制作一多功能數(shù)字電子計價秤。要求滿足如下功能：（1）能用鍵盤設(shè)置單價，稱重后能同時顯示重量、單價和總額；電子計價秤的最大稱重為15.000公斤，重量誤差不大于±0.1％；（2）具有數(shù)碼顯示，顯示重量、單價、總額等信息。a.重量顯示為5位數(shù)碼，單位為公斤，最大重量顯示值為99.999公斤；b.單價金額顯示為5位數(shù)碼，單位為元，最大單價金額顯示值值為999.99元；c.總價金額顯示為6位數(shù)碼，單位為元，最大總價金額顯示值值為9999.99元，總價金額誤差不大于0.01元；（3）具有實時時鐘顯示并具有掉電保護，可顯示日歷時鐘（年、月、日、時、分、秒）；（4）擴展高精度A/D轉(zhuǎn)換器，提高電子計價秤測量精度，測量誤差不大于±0.01％；怪（5骨）濱能預(yù)通存1進0種互商品德的單遷價；瞇可以去隨意繞調(diào)出避使用慮。書系統(tǒng)騰框圖心如下獅圖1壽所示對：被圖1浸多甩功能級數(shù)字糕電子給計價嘴秤系蜓統(tǒng)框大圖口二、乘方案擔設(shè)計社1.趕設(shè)計肢思路誰要實絹現(xiàn)電志子計埋價秤矛需要決選擇突合適威的向傳感饞器散，傳嗎感器振精度捎越高珠，轉(zhuǎn)誰換的桃模擬擔電壓勸穩(wěn)定聰性要諸求越疑高，泄因此喇添加攝一個炸低通瓶濾波貞電路央模塊消，再辣由放假大器鉛放大艙成滿魔足A磨/D睛轉(zhuǎn)換逢的電概壓，徑將轉(zhuǎn)組換后枕的數(shù)愉字量速傳至患單片窯機控討制數(shù)準碼顯輕示。歌2.茶方案燦論證工與選營擇摘（1溜）系恐統(tǒng)方翼案論拉證與技選擇買通過乏以上祖分析擔，擬響定以娛下兩縫種方閉案：冷方案氧一：蔬采用忘A義T密me俱ga角16綁單片樣機作束為系敞統(tǒng)主寬控制蛾器。塵At傳me它l公協(xié)司的委AT艙me繁ga逼16碑單片拆機具賺有先忙進的慣RI如SC罩(精兵簡指取令集都計算享機)仗結(jié)構(gòu)刪、非嚇易失腹性程押序和美數(shù)據(jù)田存儲造器，講16閥k航B可痛編程火Fl饒as雷h存辰儲器聞、5珍12爐B直的E王EP耐RO院M和禍1窗kB哨片內(nèi)恢SR滋AM克，具厚有豐電富的拒外設(shè)刊接口疏，其負US淡AR彼T(球通用憲同步濟和異匙步接粉收器榮和轉(zhuǎn)畫發(fā)器倦)是自一個類高度領(lǐng)靈活速的串艱行通廁信設(shè)或備，憲SP病I(旱串行伴外設(shè)馬接口美)允起許A禁Tm以eg惑a1私6與畜外設(shè)槐或其男他A蹦VR荷器件連進行棟高速祥的同碎步數(shù)聯(lián)據(jù)傳撐輸。燕內(nèi)部你集成夠高精捆度1應(yīng)0位治A/面D轉(zhuǎn)黨換器躬。鐘系統(tǒng)訓原理撕框圖樹如下計圖2限所示怕：剖圖2劉滅方案隆一原航理框佩圖拘方案慮二：多采用閉AT部89烘S5螞2單挖片機鴿作為諷系統(tǒng)器主控被制器倍。燒AT傳89捉S5娃2單踢片機撐是一津種低跳功耗榴高性鈴能的滴CM用OS留8位慈微控墳制器沃，內(nèi)松置8務(wù)KB瞧可在配線編蘆程閃俊存。有片內(nèi)鑰程序則存儲絲器允棟許重日復(fù)在螞線編蘋程，誕允許云程序趣存儲籌器在鉗系統(tǒng)壩內(nèi)通甘過S候PI化串行餓口改節(jié)寫或釋用同裝用的貓非易宰失性茅存儲騎器改寧寫。蝕通過管把通戶用的租8位蠢CP積U與逃可在秀線下使載的涼Fl負as嚷h集荷成在鉆一個爽芯片淋上，枕AT蚊89駕S5享2便土成為康一個扯高效飼的微圈型計藏算機觀。盜系統(tǒng)嬸原理須框圖過如下攔圖3臺所示牛：顫圖棒3閑譜方案料二咽原理逐框圖讀方案促一譯主控執(zhí)制系昏統(tǒng)內(nèi)須部集擇成了脈A/尼D轉(zhuǎn)隨換器壤，可際以節(jié)美省外考部器讓件，來簡化蔽外部筒電路地，但撥是M吸EG違A1垮6單拐片機釋價格蛙較貴拖，運漫用技住術(shù)不要夠成釘熟。蜜方案剝二貝AT衰89柔S5擦2單覽片機倍的應(yīng)何用范株圍廣品，可夾用于壁解決謝復(fù)雜納的控命制問遙題，箏且成乖本較演低。份它雅需要肚外接義A/尿D轉(zhuǎn)認換電閑路，套相對及比較琴復(fù)雜誓，但糠是成員本低粗。綜割合比租較，障考慮夕到成蜻本和鐵設(shè)計塌需要鏡，蔑10緊位A華/D勉能夠倆滿足喚題目學需求稍，因叼此瑞采用崗方案唱二。討（2蟻）傳嫁感器緞的論眠證與雕選擇除方案匪一：黎采用坊雙孔租懸壁動梁式濾（電勤阻應(yīng)首變式華）貪稱重蚊傳感皇器廈。?？讘宜薇哿合Ｊ椒Q腎重傳權(quán)感器波是電灘子杜計價皆秤中剛廣泛公使用險的傳盞感器檔。這佳種傳厲感器冰的彈妄性體走具有眨上下箏兩個翠平行險梁，勞它的有最大奏特點障就是系具有象抗偏爺載的語力學察特性夫。聾它的瀉稱量箏范圍特為3窯00到g至便數(shù)千撒kg牧，計獅量準饒確度草達1漁/1嬌00鋤0～存1/禿10英00膜0，穿結(jié)構(gòu)閣較簡鈔單，真可靠捕性較路好。閃方案尤二：蠶采用訓電磁戀力式床傳感太器饒。姻它利鋤用承塞重臺演上的使負荷弦與電怎磁力材相平寸衡的奔原理購工作嫩。當堡承重喉臺上歡放有扒被測煉物時掀，杠劣桿的裹一端蹦向上給傾斜和;光冤電件泉檢測養(yǎng)出傾喊斜度傷信號但，經(jīng)港放大策后流爐入線罰圈，牙產(chǎn)生樹電磁臂力，略使杠比桿恢潤復(fù)至歐平衡純狀態(tài)獵。對散產(chǎn)生稼電磁過平衡艱力的球電流濾進行安數(shù)字然轉(zhuǎn)換寨，即揮可確堆定被怨測物語質(zhì)量尸。電景磁力積式傳薯感器區(qū)準確喜度高遺，可箭達1落/2妨00復(fù)0～例1/倆60虛00飼0，醬但稱臨量范壓圍僅饞在幾挑十毫濃克至挽10會千克棄之間哄。突綜合扯比較涌兩種廈傳感資器的追結(jié)構(gòu)薯、力歡學特的性和商稱重抄范圍破等，要采用魄方案竹一。版（3誼）顯不示器闊的論點證與升選擇總方案眉一：蝶采用秩七段畢數(shù)碼電管顯裳示。述數(shù)碼眨管體，進顯示區(qū)大梳亮度圖高，寸驅(qū)動猜部份固的軟恨件簡療單，血但是來耗電峽和功尿耗比塑較大習。題伴目要珍求最鄭高顯坊示6邊位數(shù)復(fù)碼，確對數(shù)寄碼管謹而言之硬件窄電路襲較復(fù)各雜，信還要詳顯示風萬年概歷，譽因此蟻數(shù)碼口管不統(tǒng)適合斑完成駱此功則能。覆方案舞二：罪采用觸LC蹈D1跑28交64寨液晶內(nèi)顯示甜。方12旦86處4是哪一種盡圖形連點陣帳液晶壺顯示賭器,千它主殲要由挪行驅(qū)穴動器踏/列滲驅(qū)動滴器及淺12鞏8具×雖64鋸全點站陣液兩晶顯莫示器盒組成戒?？珊嫱瓿苫趫D形劈顯示答，也黎可以貞顯示籌8艦×話4個齊(1記6冠×皇16場點陣懼)漢剛字。怒具有澆很好仁的人符機界而面。拴方案企三：速采用乒LC罵D步32門0*沿24泄0液飾晶顯夕示。醉該液濱晶屏玻具有瘋更大磚的顯線示界傘面，邪可以欣實現(xiàn)搜多層肚次顯妥示，聚更具初人性樹化。冬綜合攔比較軌，考雕慮到慣需顯截示的削量比骨較多顧，因廈此同芽時采手用方曬案二那和方夏案三燒。1魄28奮64堡主要背顯示激時間納和時愈鐘，圈32敬0*枯24次0大占屏顯搖示重橡量價賊格、凳菜單怕等。孝3.洞系統(tǒng)紹硬件易電路裝設(shè)計史（1托）旱電阻鞏應(yīng)變糖式喪傳感肺器電哲路年電阻湊應(yīng)變咸式傳花感器扛是將悲被測駐量的謠力，由通過筑它產(chǎn)善生的谷金屬愚彈性柔變形課轉(zhuǎn)換擁成電言阻變丙化的落元件紀。由獻電阻梨應(yīng)變第片和澡測量燃線路擴兩部抬分組膠成，孤其主塘要參籠數(shù)如洪附錄幻1所獅示。扇電阻鞠應(yīng)變慕片產(chǎn)傾生的擺誤差紀，主龍要來累源于稅溫度采的影尼響，喬本設(shè)扶計主耕要在捐實驗蛛室內(nèi)睜進行谷，溫圓度的稈影響明可傍不考敏慮佩。屬內(nèi)部器絲繞躁式應(yīng)膽變片院結(jié)構(gòu)意圖如孫下圖慢4所刷示：鐵當貼誕有電號阻應(yīng)副變片混的彈賞性平布衡梁燭受到使載荷狡Ｆ違作用從時，憐電阻零應(yīng)變簽片松Ｒ釣1艷和耀Ｒ鞠3吊受到盛拉伸乎作用廚，阻抵值增悉加；撞Ｒ始2瘋和懸Ｒ滿4弓受到給壓縮鞠作用姿，阻謊值減下小，濃電橋陽失去晉平衡摟，產(chǎn)濱生的虛不平最衡電脊壓禮Ｕ攏的大破小與刺所受椅作用孟力零Ｆ隙成正犯比。袖電橋機的輸名出電叨壓反更映了嫩電阻憑應(yīng)變隙片相孩應(yīng)的龍受力努狀態(tài)疏。圓電橋咸電路棋如圖址5所半示遠。庸電橋宗電路理是最伯常用及的非列電量姑電測國電路灰中的鞏一種沉，當冬電橋碗平衡趣時，古橋路贈對臂篇電阻恐乘積擠相等針，電惜橋輸妹出為數(shù)零，烈在橋養(yǎng)臂四氣個電建阻或R1沈、碧R2犬、嚇R3伏、租R4缸勇中，變電阻肢的相桂對變不化率王分司別影為晝△宗R1迷/奶R1進、弟△新R2委/鵝R2忠、傭△艇R3把/融R3石、料△顧R4偽/某R4殘他，當陷使用瞇一個般應(yīng)變辨片時舌，味；當雹二個茄應(yīng)變朋片組鏈成差彎動狀起態(tài)工酒作，霧則有袍；用創(chuàng)四個留應(yīng)變桃片組確成二禍個差士動對輛工作編，且棵R1套=旅R2誓=伴R3偶=慰R4港=R洲，描。量當電材橋后豈面接舉放大菜器時品，放摔大器身的輸太入阻判抗都截很高膏，比擱電橋謹?shù)妮敁u出電辦阻大混很多竊，因鋼此可視以把屆電橋萬輸出荷端看越成是詠開路煉。應(yīng)浴變電釋橋電工路如布下圖廚6所撒示：句圖6掌電伏橋應(yīng)圾變電稈路原泉理圖陵若電掘橋不跟平衡昂時，僅即R砌1論R魄3伶≠憤R萬2賀R家4瓣時，鉗電橋戰(zhàn)輸出殘：昏恰好僵選擇槽各橋念臂電嶺阻，勿可消裳除電扶橋的斬恒定筍輸出御，使憤輸出各電壓纏只與旋應(yīng)變今片輸俊出有少關(guān)。爪令R名1=喜R2評,R怠3=昂R4梁,在潤應(yīng)變代片工梳作時策，其遭電阻盟R1禮變化北△儉R,除此時消電橋降的靈開敏度臉為：吧k熔u后=U春/4云電壓欺輸出植為:鹿施U政O潛=(葉U/貿(mào)4)銹(耗△壞R1模/R量1)進。淹（2槍）倦低通禿濾波紙電路栽濾波罵器是次具有羞頻率餓選擇筋作用喝的電景路或秀運算逝處理融系統(tǒng)共，具尾有濾灰除噪星聲和紗分離帥各種完不同藍信號銳的功追能。痕傳感染器過線來的終信號陶經(jīng)常改帶有分各種船各樣罪的干雞擾，稻因此宏要采趴用濾群波電太路來耗去除萄干擾穗。綜撓合考獅慮，芽采用瘡低通弄濾波綿器，夜運放此采用焰NE罷55買32猜，條電路腎原理禮如下究圖7冒所示胖：雖圖7緩低膛通濾飾波電傲路原箏理圖嗚傳感廈器輸長出信貼號非圍常小穩(wěn)，因躬此設(shè)毫置低蹈通截血止頻壯率為博fc除=1我00秩H桶z。真選擇虛電容船為1棚00劇nF英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