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基于单片机的称重仪设计毕业设计

发布时间：2020-12-23   来源：文档文库   
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设计说明书


基于单片机的称重仪设计


学生姓名： 学号：
学 院：
专 业： 指导教师： 2014 年 6月


基于单片机的称重仪设计
摘要
电子称重仪是将检测与转换技术、计算机技术、信息处理、数字技术等技术综合一体的现代新型称重仪器，它是科学研究、工业生产与人民生活必需的计量器具。在生产生活中，常规的称量器具已逐渐被智能称重仪器所取代。本设计采用AT89C51芯片作为单片机的主控芯片，外围以称重电路，放大电路，A/D转换电路，显示电路等构成系统电路，物体重量通过称重传感器输出模拟电压信号，用信号放大系统放大，经过A/D转换系统转换将信号输送给单片机进行控制，利用LED显示系统显示数据。实际研究结果表明，本设计实现了称重仪的基本功能，具备使用方便，直观，测量准确，成本低等特点。

关键词：单片机，AT89C51，称重传感器，A/D转换器，LED显示器





Electrnoic Scale Design Based on SCM Abstract Intelligent electronic scale is an integrated modern technology of new weighing equipment, bringing the detection and conversion technology, computer technology, information processing and digital technology together. It is necessary measuring instruments of scientific research, industrial production and people's life. In production of life, weighing apparatus routine has been replaced by intelligent instrument. This design uses the AT89C51chip as the microcontroller control chip, and the external-load including the weighing circuit, amplifying circuit, A/D converter and display circuit constitute the systemcircuit. Measured by the sensor，the signal is amplified by the signal amplification system, after A/D conversion system control signal transmission to the SCM, LED display system displays. Actual results indicate this design basically realize the basic functions of electronic scales,with easy to use, intuitive, measurement accuracy, and lowcost.

Keywords：SCM，AT89C51，load sensor，A/D converter，LED display




目 录
1. 绪论 ....................................................................................................................................... 0 1.1. 引言 .................................................................................................................................... 0 1.2. 本课题的研究背景与意义 ................................................................................................ 0 1.3. 国内外研究现状 ................................................................................................................ 1 1.3.1. 国外研究现状 ................................................................................................................. 1 1.3.2. 国内研究现状 ................................................................................................................. 2 1.4. 本课题的设计内容与任务 ................................................................................................ 3 2. 称重仪的总体方案设计 ....................................................................................................... 4 2.1. 称重仪的工作原理 ............................................................................................................ 4 2.2. 称重系统总体框图设计 .................................................................................................... 4 2.3. 称重仪各模块的设计选型 ................................................................................................ 5 2.3.1. 称重传感器 ..................................................................................................................... 5 2.3.2. 前级放大部分 ................................................................................................................. 7 2.3.3. 信号转换（A/D转换）部分 ......................................................................................... 8 2.3.4. 主控制器（单片机）的选型 ....................................................................................... 10 2.3.5. 显示模块 ....................................................................................................................... 13 3. 系统硬件设计 ..................................................................................................................... 14 3.1. 基于AT89C51的主控电路 ............................................................................................ 14 3.2. 称重传感器 ...................................................................................................................... 15 3.2.1. 弹性体的分析与贴片位置的选定 ............................................................................... 15 3.2.2. 传感器电桥电路设计 ................................................................................................... 17 3.3. 信号放大电路 .................................................................................................................. 18 3.4. A/D转换电路 ................................................................................................................... 19 3.4.1. ADC0809 CLK信号产生电路 ...................................................................................... 19 3.4.2. ADC0809与AT89C52单片机的接口电路 ................................................................. 19 3.5. 显示电路 .......................................................................................................................... 20 3.6. 报警电路 .......................................................................................................................... 21
4. 系统软件设计 ..................................................................................................................... 22 4.1. 系统主程序设计 .............................................................................................................. 22 4.2. A/D转换子程序设计 ....................................................................................................... 23 4.3. 显示子程序设计 .............................................................................................................. 23 5. 称重仪的调试与安装 ......................................................................................................... 25 5.1. 软件程序调试 .................................................................................................................. 25 5.2. protues模拟仿真 .............................................................................................................. 25 5.3. 硬件模块调试 .................................................................................................................. 26 5.3.1. A/D转换与显示电路调试 ............................................................................................ 26 5.3.2. 称重传感器的调试 ....................................................................................................... 26 5.4. 硬件系统安装与调试 ...................................................................................................... 28 6. 结论 ..................................................................................................................................... 29 附录A 程序清单 .................................................................................................................... 30 参考文献 .................................................................................................................................. 35 致 谢 ........................................................................................................................................ 37




1. 绪论
1.1. 引言
在生活中经常都需要测量物体的重量，于是就用到秤，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，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，包括电子秤、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。电子秤向提高精度和降低成本方向发展的趋势引起了对低成本、高性能模拟信号处理器件需求的增加[1]。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[2]。 1.2. 本课题的研究背景与意义
称重技术自古以来就被人们所重视，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，与人民的生活紧密相连。电子秤是电子衡器中的一种，衡器是国家法定计量器具，是国计民生、国防建设、科学研究、内外贸易不可缺少的计量设备，衡器产品技术水平的高低，将直接影响各行各业的现代化水平和社会经济效益的提高[3]。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[4-5]。
电子衡器产业是国家经济和科学技术竞争的重要阵地。计量设备随着电子技术和传感器技术的进步得到了迅速的发展。手工磅秤计量，定容式转盘计量或机械式计量设备由于准确度低、维修频繁、通讯困难等原因已不能适应现代工业生产发展的需要[6]。应用微电子技术控制的电子式定量秤进行测量已给化工、食品等诸多行业带来了显著的经济效益和社会效益[7]。同时，用户对控制器的计量精度和工艺控制要求越来越高，这使得旧式称重仪表在计量上存在的缺陷显示了出来。电子秤作为称重技术中的一种新型仪表，广泛应用于各种场合。作为重量测量仪器，智能电子秤在各行各业开始显现其测量
准确，测量速度快，易于实时测量和监控的巨大优点，并开始逐渐取代传统型的机械杠杆测量称，成为测量领域的主流产品。并且广泛应用于超市、大中型商场、物流配送中心等各种场合[8]。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[9-11]。
目前市场上使用的称量工具，或者是结构复杂，或者运行不可靠，且成本高，精度稳定性不好，调正时间长，易损件多，维修困难，装机容量大，能源消耗大，生产成本高。而且目前市场上电子秤产品的整体水平不高，部分小型企业产品质量差且技术力量薄弱，设备不全，缺乏产品的开发能力，产品质量在低水平徘徊[12]。因此，有针对性地开发出一套有实用价值的电子称重系统，从技术上克服上述诸多缺点，改善电子秤系统在应用中的不足之处，具有现实意义。本课题在电子秤硬件设计的基础上完善和加强软件设计，最终达到单片机智能控制称重仪的称重目标。 1.3. 国内外研究现状 1.3.1. 国外研究现状
称重仪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全电子化、由单一功能到多功能的过程。特别是近30年以来，工艺流程中的现场称重、配料定量称重、以及产品质量的监测等工作，都离不开能输出信号的电子衡器。这是由于电子衡器不仅给出质量或重量信号，而且也能作为总系统中的一个单元承担着控制和检验功能，从而推进工业生产和贸易交往的自动化和合理化。近年来电子称已愈来愈多地参与到数据的处理和控制过程中。现代称重技术和数据系统已经成为工艺技术、储运技术、预包装技术、收货业务及商业销售领域中不可或缺的组成部分。随着称重传感器各项性能的不断突破，为电子称的发展奠定了基础，国外如美国、西欧等一些国家在20世纪60年代就出现了0.1%称量准确度的电子称，并在70年代中期约对75%的机械称进行了机电结合式改造[13]。
电子称的发展集中体现在称重传感器技术的提高，国际称重传感器技术的发展动向是：把称重传感器的准确度、稳定性和可靠性作为极其重要的质量指标，把制造技术和制造工艺作为核心竞争力，紧紧抓住称重传感器的特性问题、生产问题和应用问题进行基础研究、工艺研究和应用研究[14]。

在上述设计与制造技术支持下，称重传感器的品种和结构又有创新，技术功能和应用范围不断扩大，主要成果有[15-17]：
(l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,准确度可达5000d。
(2德国HBM公司研制成功C2A、 C16A两种不同结构的1-100t具有耐压外壳保护的防爆称重传感器,其防爆性能符合欧洲EN50014和EN50018d级标准。
(3美国斯凯梅公司研制出新一代高准确度不锈钢F6Ox系列5-5000kg称重传感器,准确度6000d。用于湿度大,腐蚀性强的环境中,而且防水。
(4德国塞特内尔公司研制出以被青铜为弹性体材料,快速称重用200型称重传感器。其特点是线性好,固有频率高,动态响应快。独创油阻尼装置与过载保护装置一体化,保证称量时速度快,工作寿命长。组装3一30kg电子平台秤,准确度可达4000d。 1.3.2. 国内研究现状
我国的衡器在20世纪40年代以前还全是机械式的，40年代开始发展了机电结合式的衡器。50年代中期电子技术的渗入推动了电子秤制造业的发展。60年代初期出现机电结合式电子秤以来，经过40多年的不断改进与完善，我国电子秤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。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,少数产品的技术已处于国际领先水平[19]。国内的电子秤市场中,100g左右量程的电子秤精度一般为0.01g即10mg。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[20-23]。
但就总体而言，我国电子秤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[24]。
通过分析近年来电子秤产品的发展情况及国内外市场的需求，电子秤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[27]。

1.4. 本课题的设计内容与任务
随着自动化测试技术的发展，传统的称重系统在功能、精度、性价比等方面已难以满足人们的需要，尤其在智能化、便捷式、对微小质量的测量方面更显得力不从心。
本课题采用以单片机为控制核心，结合应变式压力传感器和高精度的A/D转换器，设计称重系统的总体结构及软件、硬件，实现物体质量的测量与显示。按照设计的基本要求，系统可分为三大模块，数据采集模块、控制器模块、人机交互界面模块。其中数据采集模块由称重传感器、信号的前级处理和A/D转换部分组成，总计五个部分。转换后的数字信号送给控制器处理，由控制器完成对该数字量的处理，驱动显示模块完成人机间的信息交换。
此次设计工作中，主要的设计任务包括：
1.掌握应变式传感器的测量方法，设计称重传感器； 2.完成贴片、组桥实现质量的测量；
3.设计称重仪的软件、硬件实现质量的显示。



2. 称重仪的总体方案设计
2.1. 称重仪的工作原理
基于单片机设计的称重仪是以电子元件:称重传感器，放大电路,AD转换电路，单片机电路，显示电路等电路组成。当物体放在秤盘上时，压力施给传感器，该传感器发生形变，从而使阻抗发生变化，同时使激励电压发生变化，输出一个变化的模拟信号。该信号经放大电路放大输出到模/数转换器。转换成便于处理的数字信号输出到CPU运算控制。CPU根据程序将这种结果输出到显示器，直至显示这种结果。 2.2. 称重系统总体框图设计
本课题主要完成称重自动控制功能，系统采用单片机为控制核心，来实现称重仪的重量称量与显示。
按照本设计功能的要求，系统可具体分为5个部分组成：控制器部分、信号采集部分、报警部分、数据显示部分、和电路电源部分，系统设计总体方案框图如图2.1所示。
称重传感器

前端信号处理
A/D转换

LED显示





电源电路
单片机图2.1 系统组成框图 信号采集部分是利用称重传感器检测压力信号，得到微弱的电信号（本设计为电压信号），而后经处理电路（如滤波电路，差动放大电路，）处理后，送A/D转换器，将模拟量转化为数字量输出。控制器部分接受来自A/D转换器输出的数字信号，经过复杂的运算，将数字信号转换为物体的实际重量信号，并将其存储到存储单元中。数据显示部分根据需要实现显示功能。电路电源部分主要是为电路提供稳定方便的电源，将工频电压直接转换成所需的±5伏电压。报警部分只要是在超重时对使用者发出警告。

超重报警

2.3. 称重仪各模块的设计选型 2.3.1. 称重传感器
电阻应变式传感器是目前应用最广泛的传感器之一，已广泛地应用于航空、机械、电力、化工、建筑、医疗等领域中的力、压力、力矩以及位移、加速度等参数的测量。目前，无论在数量上还是在应用领域上，与其他传感器相比都具有重要的地位。其主要优点是结构简单，使用方便，灵敏度高，性能稳定，可靠，测量速度快，适合静态、动态测量。因此此次设计采用电阻应变式传感器作为称重传感器。
电阻应变式传感器是利用电阻应变效应，其原理为：弹性体（弹性元件，敏感梁）在外力作用下产生弹性变形，使粘贴在他表面的电阻应变片（转换元件）也随同产生变形，电阻应变片变形后，它的阻值将发生变化（增大或减小），再经相应的测量电路把这一电阻变化转换为电信号（电压或电流），从而完成了将外力变换为电信号的过程。
导体的电阻随着机械变形而发生变化的现象叫做电阻应变效应。电阻应变片把机械应变信号转换为△R/R后，由于应变量及相应电阻变化一般都很微小，难以直接精确测量，且不便处理。因此，要采用转换电路把应变片的△R/R变化转换成电压或电流变化。其转换电路常用测量电桥。
下图2.2为一直流供电的平衡电阻电桥，Ein接直流电源E：


R1-ΔR1R2+ΔR2

U0
R4+ΔR4R3-ΔR3




Ein
图2.2 传感器结构原理图
因此，应变式称重传感器主要由弹性体、电阻应变片与电缆线等组成，内部线路采用惠更斯电桥，当弹性体承受载荷产生变形时，输出信号电压可由式（2.1）给出[28]： U0R2•R4R1R2R3R4•（2.1） •E R2R4R1R2R3R4in若其中第一臂为电阻应变片，由应变引起的电阻变化为△R1，当R1=R2、R3=R4时，
此时有电桥的输出电压：
U01R1Ein1• （2.2） 4R111R12R11R1Ein （2.3） 4R1当应变很小时： U0由式（2.2）可知，电桥的输出电压U0fR是非线性的；式（2.3是在假定应变片承受的应变很小时得到的结论，此时U0fR是线性的，实际的非线性特性曲线与理想的线性特性曲线的偏差称之为非线性误差。
采用差动电桥可以消除非线性误差。故电阻应变式称重传感器都选用直流供电的全桥连接，该电桥的电压灵敏度比单一工作应变片的电压灵敏度提高了4倍，且具有温度补偿作用，各臂参数一致，各种干扰的影响容易相互抵销。
此时，电桥输出电压为： U0ER1 （2.4） R1而对于传感器的弹性体而言，其结构是多种多样的，但从电阻应变片所测量的对象来区分，常见的有两类：正应力类，如立柱式（GD系列传感器）和梁式（MT系列传感器），以及剪应力类（SB系列传感器）。根据设计要求与经验，通常选择梁式传感器作为智能称重仪的称重传感器。如图2.3所示为此次设计采用的悬臂梁结构的弹性敏感单元。

图2.3 悬臂梁结构图
当对其自由端施加垂直载荷后，悬臂梁结构会因受力而发生弯曲变形，且其内部应力（应变）越接近固定端变化越大，其上表面为拉伸状态，下表面为压缩状态，依据此原理可进行传感器的贴片工作，设计所需的称重传感器。

2.3.2. 前级放大部分
经由传感器或敏感元件转换后输出的信号一般电平较低；经由电桥等电路变换后的信号亦难以直接用来显示、记录、控制或进行信号转换。为此，测量电路中常设有放大环节。这一环节目前主要依靠由集成运算放大器的基本元件构成具有各种特性的放大器来完成。
放大器的输入信号一般是由传感器输出的。传感器的输出信号不仅电平低，内阻高，还常伴有较高的共模电压。因此，一般对放大器有如下一些要求：
1、输入阻抗应远大于信号源内阻。否则，其负载效应会使所测电压造成偏差。 2、抗共模电压干扰能力强。
3、在预定的频带宽度内有稳定准确的增益、良好的线性，输入漂移和噪声应足够小以保证要求的信噪比。从而保证放大器输出性能稳定。
4、能附加一些适应特定要求的电路。如放大器增益的外接电阻调整、方便准确的量程切换、极性自动变换等。
基于以上分析，采用制作方便而且精度很好的专用仪表放大器 INA126是一个较好的选择。但是考虑到实际状况、精度要求等因素，选择高精度低漂移运算放大器0P07同样可以满足要求，并且其价格便宜，应用电路简单，因此选择运放0P07组成前级放大部分。
0P07芯片是一种低噪声，非斩波稳零的双极性运算放大器集成电路。由于OP07具有非常低的输入失调电压（对于OP07A最大为25μV），所以OP07在很多应用场合不需要额外的调零措施。OP07同时具有输入偏置电流低（OP07A为±2nA）和开环增益高（对于OP07A为300V/mV）的特点，这种低失调、高开环增益的特性使得OP07特别适用于高增益的测量设备和放大传感器的微弱信号等方面。其引脚图如下图2.4所示。

图2.4 OP07芯片引脚图


管脚功能说明：
1和8为偏置平衡(调零端，2为反向输入端，3为正向输入端，4接电源负端，5空脚 6为输出，7接电源正端。
运算放大器0P07芯片及其特点如下图2.5所示。
图2.5 0P07芯片及其特点
2.3.3. 信号转换（A/D转换）部分
根据设计要求，信号转换模块是将测得的模拟量转换为数字量，因此有几种方案可采用：
方案一：采用V/F变换，例如芯片LM331。
V/F控制的原理是产生一个震荡频率的电路叫做压控震荡器，是一个压敏电容，当受到一个变化的电压时候它的容量会变化，变化的电容引起震荡频率的变化，产生变频。
该方案是使用压频变换器件，把电压信号转化为频率信号，单片机通过计数获得重物的重量，此方案需要比较复杂的小信号放大、调理电路，并且LM331外围电路较繁琐，参数配置相对严格，故未采用。
方案二：采用A/D转换，例如逐次逼近式A/D转换器ADC0809。
逐次逼近式A/D是比较常见的一种A/D转换电路，转换的时间为微秒级。采用逐次逼近法的A/D转换器是由一个比较器、D/A转换器、缓冲寄存器及控制逻辑电路组成。基本原理是从高位到低位逐位试探比较，好像用天平称物体，从重到轻逐级增减砝码进行试探。该类A/D转换器转换精度高，速度快，价格适中，是目前种类最多，应用最广的A/D转换器。并且此方案经小信号放大、调理电路，可直接连接单片机，也可以可满足精度要求，故采用此方案。
ADC0809是带有8位A/D转换器、8路多路开关以及微处理机兼容的控制逻辑的CMOS
组件。它是逐次逼近式A/D转换器，可以和单片机直接接口。 ADC0809由一个8路模拟开关、一个地址锁存与译码器、一个A/D转换器和一个三态输出锁存器组成。多路开关可选通8个模拟通道，允许8路模拟量分时输入，共用A/D转换器进行转换。三态输出锁器用于锁存A/D转换完的数字量，当OE端为高电平时，才可以从三态输出锁存器取走转换完的数据。DC0808/0809的内部结构如图2.6所示。

图2.6 ADC0808/0809内部结构框图

ADC0809分辨率为8位，具有转换启停控制端，转换时间为100μs采用单+5V电源供电，模拟输入电压范围为0～+5V，且不需零点和满刻度校准，工作温度范围为-40～+85℃功耗可抵达约15mW。
ADC0809芯片有28条引脚，采用双列直插式封装，图2.7所示是其引脚排列图。

图2.7 ADC0809的引脚排列图
管脚功能说明：
IN0－IN7：模拟量输入通道。

ADDA－C：地址线。 ALE：地址锁存允许信号。
START：启动转换信号。当它为上升沿后，将内部寄存器清0。当它为下降沿后，开始A/D转换。
D0－D7：数据输出口。
OE：输出允许信号，是D0－D7的输出控制端。OE＝0，输出端呈高阻态，OE＝1，输出转换得到的数据。
CLOCK：时种信号。ADC0809内部没有时钟电路，需由外部提供时钟脉冲信号。 EOC：转换结束状态信号。EOC＝0，正在进行转换。EOC＝1，转换结束。 REF(+、REF(-：参考电压。一般REF(=＝5v REF(-接地。
ADC0809的工作过程：首先输入3位地址，并使ALE=1，将地址存入地址锁存器中。此地址经译码选通8路模拟输入之一到比较器。START上升沿将逐次逼近寄存器复位。下降沿启动 A/D转换，之后EOC输出信号变低，指示转换正在进行。直到A/D转换完成，EOC变为高电平，指示A/D转换结束，结果数据已存入锁存器，这个信号可用作中断申请。当OE输入高电平 时，输出三态门打开，转换结果的数字量输出到数据总线上。
A/D转换器的位数决定着信号采集的精度和分辨率。对于8通道的输入信号，其分辨率为0.5％。8位A/D转换器的精度为：±0.4%，因此符合此次设计的数据转换要求要求。
2.3.4. 主控制器（单片机）的选型
在众多的51系列单片机中，要算 ATMEL 公司的AT89C51、AT89S51更实用，它不但和8051指令、管脚完全兼容，而且其片内的4K程序存储器是FLASH工艺的，这种工艺的存储器用户可以用电的方式瞬间擦除、改写，一般专为 ATMEL AT89xx 做的编程器均带有这些功能。显而易见，这种单片机对开发设备的要求很低，开发时间也大大缩短。写入单片机内的程序还可以进行加密，这又很好地保护了你的劳动成果。
AT89C51是一种带4K字节闪存可编程可擦除只读存储器（FPEROM—Flash Programmable and Erasable Read Only Memory）的低电压，高性能CMOS 8位微处理器，俗称单片机。AT89C2051是一种带2K字节闪存可编程可擦除只读存储器的单片机。单片机的可擦除只读存储器可以反复擦除100次。该器件采用ATMEL高密度非易失存储
器制造技术制造，与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。由于将多功能8位CPU和闪烁存储器组合在单个芯片中，ATMEL的AT89C51是一种高效微控制器，AT89C2051是它的一种精简版本。AT89C单片机为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。
AT89C51单片机特点能与MCS-51 兼容，有 4K字节可编程闪烁存储器，寿命能够达到1000写/擦循环，数据可以保留时间长达10年，全静态工作：0Hz-24MHz，三级程序存储器锁定，128×8位内部RAM，32可编程I/O线，两个16位定时器/计数器，5个中断源，可编程串行通道，低功耗的闲置和掉电模式，片内振荡器和时钟电路。所以AT89C51符合本次设计的主控芯片。
AT89C51芯片图如下：

图2.8 AT89C51 的引脚图
VCC：供电电压。 GND：接地。
P0口：P0口为一个8位漏级开路双向I/O口，每脚可吸收8TTL门电流。当P1口的管脚第一次写1时，被定义为高阻输入。P0能够用于外部程序数据存储器，它可以被定义为数据/地址的第八位。在FIASH编程时，P0 口作为原码输入口，当FIASH进行校验时，P0输出原码，此时P0外部必须被拉高。
P1口：P1口是一个内部提供上拉电阻的8位双向I/O口，P1口缓冲器能接收输出4TTL门电流。P1口管脚写入1后，被内部上拉为高，可用作输入，P1口被外部下拉为低电平时，将输出电流，这是由于内部上拉的缘故。在FLASH编程和校验时，P1口作为第八位地址接收。

P2口：P2口为一个内部上拉电阻的8位双向I/O口，P2口缓冲器可接收，输出4个TTL门电流，当P2口被写“1”时，其管脚被内部上拉电阻拉高，且作为输入。并因此作为输入时，P2口的管脚被外部拉低，将输出电流。这是由于内部上拉的缘故。P2口当用于外部程序存储器或16位地址外部数据存储器进行存取时，P2口输出地址的高八位。在给出地址“1”时，它利用内部上拉优势，当对外部八位地址数据存储器进行读写时，P2口输出其特殊功能寄存器的内容。P2口在FLASH编程和校验时接收高八位地址信号和控制信号。
P3口：P3口管脚是8个带内部上拉电阻的双向I/O口，可接收输出4个TTL门电流。当P3口写入“1”后，它们被内部上拉为高电平，并用作输入。作为输入，由于外部下拉为低电平，P3口将输出电流（ILL）这是由于上拉的缘故。
P3口也可作为AT89C51的一些特殊功能口，如下表所示： P3.0 RXD（串行输入口） P3.1 TXD（串行输出口） P3.2 /INT0（外部中断0） P3.3 /INT1（外部中断1） P3.4 T0（记时器0外部输入） P3.5 T1（记时器1外部输入） P3.6 /WR（外部数据存储器写选通） P3.7 /RD（外部数据存储器读选通）

P3口同时为闪烁编程和编程校验接收一些控制信号。

RST：复位输入。当振荡器复位器件时，要保持RST脚两个机器周期的高电平时间。 ALE/PROG：当访问外部存储器时，地址锁存允许的输出电平用于锁存地址的地位字节。在FLASH编程期间，此引脚用于输入编程脉冲。在平时，ALE端以不变的频率周期输出正脉冲信号，此频率为振荡器频率的1/6。因此它可用作对外部输出的脉冲或用于定时目的。然而要注意的是：每当用作外部数据存储器时，将跳过一个ALE脉冲。如想禁止ALE的输出可在SFR8EH地址上置0。此时， ALE只有在执行MOVX，MOVC指令是ALE才起作用。另外，该引脚被略微拉高。如果微处理器在外部执行状态ALE禁止，置位无效。

/PSEN：外部程序存储器的选通信号。在由外部程序存储器取指期间，每个机器周期两次/PSEN有效。但在访问外部数据存储器时，这两次有效的/PSEN信号将不出现。

/EA/VPP：当/EA保持低电平时，则在此期间外部程序存储器（0000H-FFFFH），不
管是否有内部程序存储器。注意加密方式1时，/EA将内部锁定为RESET；当/EA端保持高电平时，此间内部程序存储器。在FLASH编程期间，此引脚也用于施加12V编程电源（VPP）。
XTAL1：反向振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入。 XTAL2：来自反向振荡器的输出。 2.3.5. 显示模块
显示器是最常用的输出设备。特别是发光二极管显示器（LED）和液晶显示器（LCD），LED是一类可直接将电能转化为可见光和辐射能的发光器件，具有工作电压低，耗电量小，发光效率高，发光响应时间极短，光色纯，结构牢固，抗冲击，耐振动，性能稳定可靠，重量轻，体积小，成本低等一系列特性，发展突飞猛进，现已能批量生产整个可见光谱段各种颜色的高亮度、高性能产品。由于结构简单、价格廉价和接口容易，而得到广泛的应用。尤其是在单片机系统中大量应用。
本设计只需要显示出所称实物的实际重量，由于LED耗电省、使用寿命长、成本低、亮度高等优点，再加上驱动简单，容易利用单片机对其进行控制和编程等特点选用LED显示。
考虑到由单片机处理的数据与精度要求，选择四位八段共阴极数码管进行显示，下图2.9是一个四位数码管的内部结构图，其中共阴极数码管公共端接低电平，作为位选端进行选择，共阳极则与之相反。

图2.9 四位数码管的内部结构图



3. 系统硬件设计
根据设计要求以及系统所需要实现的功能，在设计系统时可以分成以下几个部分：单片机控制模块，前端信号采集、处理、转换模块以及人机接口界面（为实现系统超量程的报警功能，还扩展了报警电路）。 3.1. 基于AT89C51的主控电路
单片机采用89S51单片机，它有4K的程序存储空间和256B的数据存储空间，可以满足编程的要求。基于AT89C51的主控电路的最小系统电路一般由单片机、时钟电路、复位电路组成。
时钟电路：单片机内部具有一个高增益反相放大器，用于构成振荡器。通常在引脚XTALl和XTAL2跨接石英晶体和两个补偿电容构成自激振荡器，可以根据情况选择6MHz、8MHz或12MHz等频率的石英晶体，补偿电容通常选择20-30pF左右的瓷片电容。
复位电路：单片机小系统采用上电自动复位和手动按键复位两种方式实现系统的复位操作。上电复位要求接通电源后，自动实现复位操作。手动复位要求在电源接通的条件下，在单片机运行期间，用按钮开关操作使单片机复位。上电自动复位通过电容C3充电来实现。
其最小系统的外围电路图如图3.1所示：

图3.1 AT89C51 最小系统电路图

3.2. 称重传感器
3.2.1. 弹性体的分析与贴片位置的选定
在设计称重传感器时，为了改善悬臂梁的特性，在提高动态特性的同时也增加其灵敏度，通常将梁做成各种形状，以改变其应力分布并增强刚度，双孔梁是其中有代表性的一种作为弹性体其具有良好的性能。但是在现有材料的基础上，应用简单等截面梁来进行应变式压力传感器的设计。
对于弹性体来说, 要满足称重传感器的设计要求，除了需要满足机械强度和刚度要求以外, 必须保证弹性体上粘贴电阻应变片部位的应力(应变与弹性体承受的载荷(被测力 保持严格的对应关系; 同时, 为了提高测力传感器测力的灵敏度, 还应使贴片部位达到较高的应力(应变水平。对于简单的等截面悬臂梁，构建其力学模型，当弹性体自由端受到垂直力F时,其最大应变及其最大位移分别为：
Fl36Fl max，Wbmax （3.1）
23EIEbh其中，E为其弹性模量，I为其截面惯矩。
此次依据现有材料，选择弹性体材料为钢材，其已知材料力学量为：长约0.33m，宽约0.04m，厚0.004m，弹性模量E=2*1011Pa，截面惯矩I=hb3/12。
设计中对选择的弹性体进行有限元分析，讨论其自由端受到垂直力作用时，其应力应变的分布状况，以确定应变片的贴片位置对传感器的影响。图3.2为弹性体的有限元分析模型。
 图3.2 弹性体的有限元模型

在此模型的基础上，分别施加载荷F=2N,3N,5N,10N的力，来观察弹性体的应力分布以及其最大应力与施加载荷的关系，如下图3.3与图3.4所示。

图3.3 载荷F=2N，3N时的应力分布


图3.4 载荷F=5N，10N时的应力分布

针对以上有限元分析结果，将弹性体的已知量带入式（3.1）中，得出载荷为2N,3N,5N,10N时，自由端最大位移理论计算结果分别为W1=5.597*10-4m,W2=8.396*10-4m,W3=1.399*10-3m,W4=2.799*10-3m。该理论结果与实际分析结果对应，得出此次有限元分析的正确性。
由以上的分析可以确定越靠近梁的固定端，应力（应变）水平越高，同时根据应变片的粘贴要求，因此选择其靠近根部的贴片位置更为合理。并且通过弹性体承受载荷与最大应力的关系（如图3.5所示）可以得出：弹性体上粘贴电阻应变片部位的应力(应变
与弹性体承受的载荷(被测力 保持严格的对应线性关系。因此可以选择其作为称重传感器的弹性体进行设计。

图3.5 弹性体承受的载荷与最大应力之间的关系
3.2.2. 传感器电桥电路设计
电桥电路的功能是把电阻应变片的电阻变化转变为电压输出。因为惠斯登电桥具有很多优点，如可以抑制温度变化的影响，可以抑制侧向力干扰，可以比较方便的解决称重传感器的补偿问题等，所以惠斯登电桥在称重传感器中得到了广泛的应用。因为全桥式等臂电桥的灵敏度最高，各臂参数一致，各种干扰的影响容易相互抵销，所以称重传感器一般采用全桥式等臂电桥。
如若采用全桥连接，在贴片时，应变方向相同的两个电阻应变片安装在相对臂上，以保证电桥灵敏度最大。即：应变片R1、R3贴在上表面，受拉伸应力；R2、R4贴在下表面，受压缩应力。由于现实材料的限制，并且出于本次设计的低精度要求。在硬件设计中采用了单臂电桥。因此在本设计设计中，将应变片R1贴在悬臂梁上表面，与电阻组成电桥，完成此次的电桥电路设计。
如下图3.6所示，为此次设计在弹性体上贴片，并根据要求组成的电桥。

图3.6 称重传感器实物图

直流电桥的特点是信号不会受各元件和导线的分布电感及电容的影响，抗干扰能力强，但因机械应变的输出信号小，要求用高增益和高稳定性的放大器放大。 3.3. 信号放大电路
称重传感器输出的电压信号为毫伏级，所以对运算放大器要求较高，因此选择高精度低漂移运算放大器(如OP07，具体电路设计如下图3.7所示。

图3.7 0P07放大电路连接图
根据需要应对电桥输出信息进行高精度信息放大，可以在高精度低漂移运算放大器(如OP07外围增加一个反馈通路，该电路具有高输入阻抗，增益高的特点。如下图3.8所示为利用0P07构成的反馈通路，并且根据反馈通路的特点，可以设置放大倍数为1000倍，符合称重仪设计要求。

图3.8 利用0P07构成的差动放大器
设计中也可采用专用仪表放大器，如：AD620，INA126等。此类芯片内部采用差动输入，共模抑制比高，差模输入阻抗大，增益高，精度也非常好，且外部接口简单，也是信号放大系统较好的选择。

3.4. A/D转换电路
A/D转换电路主要由AD转换器AD0809，频率发生器SUN7474，单片机AT89S51及显示用数码管组成。
AD0809的启动方式为脉冲启动方式，启动信号START启动后开始转换，EOC信号在START的下降沿10us后才变为无效的低电平。这要求查询程序待EOC无效后再开始查询，转换完成后，EOC输出高电平，再由OE变为高电平来输出转换数据。在设计程序时可以利用EOC信号来通知单片机（查询法或中断法）读入已转换的数据，也可以在启动AD0809后经适当的延时再读入已转换的数据。
AT89S51的输出频为晶振频的1/6（2MHZ），AT89C51与SUN7474连接经与7474的ST脚提供AD0809的工作时钟。AD0809的工作频范围为10KHZ-1280KHZ,当频率范围为500KHZ时，其转换速度为128us。 3.4.1. ADC0809 CLK信号产生电路
ADC0809的CLK(10号引脚所需的时钟输入信号的典型值为500kHz，鉴于500kHz频率的获取比较复杂，采用在89C51的ALE信号的基础上分频的方法。单片机的晶振频率为12MHz时，ALE引脚上的频率大约为2MHz，经4分频后能达到500kHz，4分频是由74LS74的两个D触发器实现的，如图3.9所示，在D触发器中，当Q与D相接时，输出是输入的二分频。所以采用两个D触发器就能实现4分频。

图3.9 74LS74分频电路
3.4.2. ADC0809与AT89C52单片机的接口电路
ADC0809与AT89C52单片机的接口电路如图3.10所示。图中，P3.4、P3.5、P3.6 输出的低3位地址加到通道选择端A、B、C，可作为通道编码。其通道基本地址为0000H～
0007H。输出数据与P1口连接，START、ALE一起与P3.2相连，CLOCK连接74LS74分频电路Q2端，EOC与P3.1相连，OE和P3.0相连。

图3.10 ADC0809与AT89C51单片机接口电路
从ADC0809的通道IN3输入0－5V之间的模拟量，通过ADC0809转换成数字量在数码管上以十进制形成显示出来。ADC0809的VREF接＋5V电压。 3.5. 显示电路
数码管动态显示接口是单片机中应用最为广泛的一种显示方式之一，动态驱动是将所有数码管的8个显示笔划"a,b,c,d,e,f,g,dp"的同名端连在一起，另外为每个数码管的公共极COM增加位选通控制电路，位选通由各自独立的I/O线控制，当单片机输出字形码时，所有数码管都接收到相同的字形码，但究竟是那个数码管会显示出字形，取决于单片机对位选通COM端电路的控制，所以只要将需要显示的数码管的选通控制打开，该位就显示出字形，没有选通的数码管就不会亮。通过分时轮流控制各个数码管的的COM端，就使各个数码管轮流受控显示，这就是动态驱动。
由单片机发出采集到的信号指令来决定各个数码管的明灭状态和时间长短。四位LED分别显示的是称重结果的各个位数，单位为千克，显示精度为1/1000，符合系统设计的要求。
设计中，单片机的输出P0.0-P0.7分别通过上拉电阻与四位七段数码管的A-G和DP相连，上拉电阻起分压保护作用；单片机的P2.0-P2.3输出引脚分别与四位七段数码管的位选端口相连，来控制数码管的位选。设计电路如下图3.11所示。


图3.11 LED 显示器接口电路
3.6. 报警电路
一个完美的电路设计,不但只是能够保证系统能够在正常条件下稳定运行,还要能够使系统在非正常情况下向用户发出警告,以便使用户发现问题。为此，在设计系统后，一般都会添加一个报警部分电路。
针对此次设计，由于设计的称量装置中，称重传感器电桥的输出电压变化较小，其最大称量范围不会超过量程，因此在设计中，仅仅开发了一个外部接口，可以把发光二极管引线接到单片机P3.7口。当传感器检测到的信号经过模数转换和单片机处理后大于系统的称重范围时，发光二极管开始点亮，发出报警信号。此报警系统可以应用到以后对所设计称重仪优化时应用。




4. 系统软件设计
在单片机应用系统的开发中，软件的设计是最复杂和困难的，大部分情况下工作量都较大，特别是对那些控制系统比较复杂的情况。如果是机电一体化的设计人员，往往需要同时考虑单片机的软硬件资源分配。
本次称重仪软件设计均采用模块化设计，本系统的软件设计主要由主程序、初始化程序、显示子程序、A/D转换子程序和延时程序等组成。主程序的作用为程序初始化，调用A/D转换子程序，并进行数据处理，从而调用显示子程序进行数据的显示，为整个系统软件设计的主线流程。本次设计系统的软件程序，均采用汇编语言进行编写。 4.1. 系统主程序设计
根据系统方案，设计出本系统主程序流程，主程序流程图给出了系统工作的基本过程，描述了信号的基本流向，起到一个向导的作用。可以用框图4.1表示。

开始


系统初始化

调用A/D 子程序


送单片机进行数据处理




BCD码转换

是
是否超重？



否报警

调用显示子程序

返回

图4-1主程序框图

4.2. A/D转换子程序设计
A/D转换子程序主要是指在系统开始运行时，把称重传感器传递过来的模拟信号转换成数字信号并传递到单片机进行处理显示所涉及到的程序设计。设计流程图如下图4.2所示。
开始


A/D置位

软件时钟频率


读取A/D转换



查询是否是 转换完毕

否
数据送入单片机
是




软件延时
图4-2 A/D转换子程序框图
4.3. 显示子程序设计
显示子程序主要完成对称重信息的数字显示功能，本设计只需要显示出所称实物的实际重量，由于LED耗电省、使用寿命长、成本低、亮度高等优点，再加上驱动简单，容易利用单片机对其进行控制和编程等特点选用LED显示。
从 LED 显示器的显示原理可知，为了显示数字，必须最终转换成相应段选码。用 LED 显示器显示十进制数段码，如表4-1所示。这种转换可以通过硬件译码器或软件进行译码。


表4-1 LED段选码和显示字符之间的关系
字型 0 1 2 3 4 共阳极段码 共阴极段码
C0 F9H A4H B0H 99H 3FH 06H 5BH 4FH 66H 字型 5 6 7 8 9 共阳极段码 共阴极段码
92H 82H F8H 80H 90H 6DH 7DH 07H 7FH 6FH 显示程序主要将单片机处理后的数据进行显示，得到物体的重量信息。显示程序流程图4.3如下所示。



开始
串行口初始化
向缓冲区送数
查段码
送显示
返回
图4.3 数据显示程序框图



5. 称重仪的调试与安装
单片机应用系统组装好以后，便可进入系统的在线（联仿真器）调试，其主要任务是排除样机硬件故障，并完善其硬件结构，试运行所设计的程序，排除程序错误，优化程序结构，使系统达到期望的功能，进而固化软件，使其产品化。
在系统调试中，此次设计先后进行了软件程序的调试，protues模拟仿真，硬件模块调试等几部分内容，各部分调试成功之后，进行最终的组装连接，使其实现单片机控制下的称重显示功能。 5.1. 软件程序调试
程序调试，是将编制的程序投入实际运行前，用手工或编译程序等方法进行测试，修正语法错误和逻辑错误的过程。这是保证计算机信息系统正确性的必不可少的步骤。编完计算机程序，必须送入计算机中测试。
程序调试主要有两种方法，即静态调试和动态调试。程序的静态调试就是在程序编写完以后，由人工“代替”“模拟”计算机，对程序进行仔细检查，主要检查程序中的语法规则和逻辑结构的正确性。实践表明，有很大一部分错误可以通过静态检查来发现。通过静态调试，可以大大缩短上机调试的时间，提高上机的效率。
程序的动态调试就是实际上机调试，它贯穿在编译、连接和运行的整个过程中。根据程序编译、连接和运行时计算机给出的错误信息进行程序调试，这是程序调试中最常用的方法，也是最初步的动态调试。在此基础上，通过“分段隔离”、“设置断点”、“跟踪打印”进行程序的调试。实践表明，对于查找某些类型的错误来说，静态调试比动态调试更有效，对于其他类型的错误来说刚好相反。因此静态调试和动态调试是互相补充、相辅相成的，缺少其中任何一种方法都会使查找错误的效率降低。
此次设计主要通过程序动态调试的方法，运用Keil软件进行程序的编译与汇编，根据编译时计算机给出的错误信息进行程序的调试与修改，最终完成软件程序的调试。 5.2. protues模拟仿真
在硬件组装前，首先要进行模拟仿真，确认电路设计的正确性以及确认编译程序在电路中是否正常运行，是否实现所需功能，此次设计采用protues模拟仿真。
依据智能称重仪设计要求，在protues系统中建立A/D转换与数据显示系统，其中采用一个滑动变阻器作为信号的输入，载入设计程序后，输入模拟电压，可以得出相应的显示数字量，显示结果如下图5.1所示，实际模拟结果证明电路设计成功。


图5.1 protues模拟仿真图
5.3. 硬件模块调试
5.3.1. A/D转换与显示电路调试
在电路调试成功以后，根据设计好的电路进行电路板的制作与焊接，将实际电路连接上，从而进行硬件电路的调试，如图5.2所示，将实际电信号作为电路的输入信号，测试电路的数据转换与显示功能，当输入电压为1.0V时，制作电路显示为1.052V，当输入电压为2.3V时，制作电路显示为2.534V，由此可得出，在一定的误差允许范围内，实际设计出的A/D转换与显示电路硬件调试成功，各部分元器件运转正常，可以实现电信号的转换与显示功能。

图5.2 A/D转换与显示电路

5.3.2. 称重传感器的调试
在现有材料基础上，完成应变式传感器的贴片、组桥后，进行称重传感器（应变式压力传感器）的调试。在电桥调零之后，通过不断增大施加在自由端载荷的大小，观察
万用表的示数变化。如下图5.3与图5.4所示。

图5.3 电桥调零 图5.4 加载荷后电压显示

调试过程中，采用向瓶中注水的方式对自由端施加载荷，分别注入200mL、400mL、500mL、600mL、1L的水，分别对应的重量为0.2kg、0.4kg、0.5kg、0.6kg、1kg。由此观察电桥的输出电压分别为0.1mV、0.2mV、0.25mV、0.3mV、0.5mV。其对应关系如下表5-1所示。
表5-1 不同质量下的电桥输出电压
物体重量/kg 相应输出电压/mV 0.2 0.1 0.4 0.2 0.5 0.25 0.6 0.3 1 0.5 不断通过以上的调试过程，当改变载荷大小时，电压示数也发生相应的改变，由此，建立起重量与输出电压的关系，如图5.5所示。
图5.5 重量与输出电压关系图
由以上分析，可以得出，重量与电桥的输出电压呈线性关系，且物体重量每增加0.2kg电桥输出电压变化0.1mV。实验结果证明，称重传感器成功将物体的重量装换成
相应电压输出，硬件设计成功。但是，由于现实条件的限制，硬件制作相对粗糙，不可避免的出现误差，其灵敏度与精度相对较低，输出的重量数据可以作为参考大致范围。在此基础上，如若要求设计高精度电子称重系统，可以选用金钟电子衡器股份有限公司生产的L-PSII-10型压力传感器，为双孔悬臂梁形式，是电子计价秤的专用产品。
基于以上构建的重量与输出电压之间的关系，系统中设计信号放大系统的放大倍数为2000倍，可得出重量与显示输入之间的关系，即物体重量每增加0.2kg，显示系统输入电压变化0.2V。由此在最大输入电压为5V的基础上，可以实现最大称重5kg的称重仪设计。
5.4. 硬件系统安装与调试
在各个硬件模块调试完成以后，进行最后的系统安装，将称重传感器通过信号放大器将信息放大后作为A/D转换系统的输入，将两主要硬件模块组装，进行最后的系统调试工作。
系统组装调试完成之后，分别施加不同重量的物体来测试系统的运行情况，设计因为现实条件的限制，系统不可避免的出现了一定误差，同时由于手工制作的原因，系统的稳定性也有待加强。但在一定误差允许范围内，可以得出称重仪设计基本成功。


6. 结论
经过几个月的努力，终于按照毕业设计进度要求如期完成了基于单片机的称重仪的软、硬件设计任务。为了改变传统称重工具在使用上存在的问题，在本设计中将智能化，人性化，自动化用在了称重仪的控制系统中。实现了称重仪的称重与智能显示功能，具备使用方便，直观，测量准确，成本低等特点，适应了现代社会发展的需求。在设计过程中：
1、熟悉了AT89C51单片机功能及工作特性，掌握其接口扩展方法。
2、通过对数据采集的分析与数据采集模块的设计，了解了各种传感器、放大器及A/D转换器，对信号的转换、传输有了更深的认识。
3、运用protues软件进行模拟仿真，成功实现了模拟信息的转换与显示。 4、成功完成了以AT89C51芯片作为单片机的主控芯片，外围以称重电路，A/D转换电路，显示电路，报警电路等构成系统电路的称重仪硬件设计与组装，实现了重量信息的智能显示功能。
同时在设计过程中，也存在许多问题，由于现实条件的限制，在电子器件的选择与硬件制作方面有些欠缺，使得设计出的称重仪系统精度较差，系统不稳定等问题，都有待进行改善。




附录A 程序清单
设计程序：
OE BIT P3.0 ;ADC0808的OE端 EOC BIT P3.1 ;ADC0808的EOC端
ST BIT P3.2 ;ADC0808的START和ALE端 ADD0 BIT P3.4 ;ADC0808的模拟输入选择端 ADD1 BIT P3.5 ADD2 BIT
P3.6 LED_0 DATA 30H ;显示缓冲区 LED_1 DATA 31H LED_2 DATA 32H LED_3 DATA
33H ADC DATA 34H ;存放转换后的数据 //////主程序开始//////////////////////////////////////// ORG 0000H AJMP START ORG
0030H ;------初始化----------------------------------- START: MOV SP,#60H ;设置堆栈 MOV LED_0,#00H ;清空显示缓冲区 MOV LED_1,#00H MOV LED_2,#00H MOV
LED_3,#00H MOV DPTR,#TABLE ;送字型码表首地址 SETB ADD0 SETB
ADD1 CLR ADD2 ;选择ADC0808的通道3 ;------ADC0808转换------------------------------
WAIT: CLR ST SETB
ST CLR ST ;启动转换 JNB EOC,$ ;等待转换结束 SETB OE ;允许输出 MOV ADC,P1 ;暂存转换结果 CLR OE ;关闭输出 ;------数据处理，已备显示------------------------ MOV A,ADC ;将AD转换结果转换成BCD码 MOV B,#0C3H ;乘以19.5MV MUL AB MOV R7,A MOV
R6,B HB2: CLR A ;ＢＣＤ码初始化 CLR C MOV R3,A MOV R4,A MOV
R5,A MOV R2,#10H ;转换双字节十六进制整数
HB3: MOV A,R7 ;从高端移出待转换数的一位到CY中 RLC A MOV R7,A MOV A,R6 RLC A MOV
R6,A MOV A,R5 ;ＢＣＤ码带进位自身相加，相当于乘２ ADDC
A,R5 DA A ;十进制调整 MOV R5,A
MOV A,R4 ADDC A,R4 DA A MOV R4,A MOV A,R3 ADDC
A,R3 MOV DJNZ MOV SWAP ANL MOV MOV ANL MOV MOV SWAP ANL MOV MOV ANL MOV LCALL AJMP
R3,A R2,HB3 A,R5 A A,#0FH LED_0,A A,R4 A,#0FH LED_1,A A,R4 A A,#0FH LED_2,A A,R3 A,#0FH LED_3,A
DISP WAIT ;双字节十六进制数的万位数不超过６，不用调整 ;调用显示子程序
;//////数码管显示子程序/////////////////////////////////////////////// DISP: MOV A,LED_0 ;数码显示子程序 MOVC A,@A+DPTR CLR P2.3 ；万位选择控制口清零 MOV P0,A LCALL DELAY SETB
P2.3 MOV A,LED_1 MOVC A,@A+DPTR CLR P2.2 MOV P0,A LCALL DELAY SETB P2.2 MOV
A,LED_2 MOVC A,@A+DPTR CLR P2.1 MOV P0,A LCALL DELAY SETB P2.1 MOV A,LED_3 MOVC A,@A+DPTR CLR P2.0 MOV P0,A SETB P0.7 LCALL DELAY SETB P2.0 RET
；LED_1显示 ；查显示段码表
;//////延时子程序//////////////////////////////////// DELAY: MOV R6,#0AH ;延时5毫秒 D1: MOV R7,#0FAH DJNZ R7,$ DJNZ R6,D1
RET ;//////数码管字形码表///////////////////////////////// TABLE: DB 3FH,06H,5BH,4FH,66H DB 6DH,7DH,07H,7FH,6FH ;/////程序结束//////////////////////////////////////// END



参考文献
[1] 李秉荣,刘夫云,程雄等.自动称重系统的设计与实现[J].电子器件.2010,33(2:49-52. [2] 韩泽欣,杨雪松.基于单片机控制的电子称的设计[J].甘肃科技.2013(2:117-121. [3] 魏雨辰,滕春阳,白岩.电阻应变式传感器在新型电子天平中的应用[J]-中国电子商务.2010(6:122-128. [5] 单宝明，张彦军，崔凤英.串行A/D在电子称上的应用[J].青岛科技大学学报(自然科学版.2012,24(zl:1291-1293. [6] 肖旸.基于电阻应变式传感器的测力系统[J].湖北第二师范学院学报.2012,27(2. [7] 赵振,朱毅.基于单片机控制的袖珍电子秤设计[J].机电工程技术.2011,39(4:21-24 [9] 余莹多.功能电子秤的研制[J].计算机时代.2010(4:146-149. [10]Zhang L, Lu R Q, Xu S L. Design and implementation of automatic weighing system for vehicle weight scale[J]. Journal of Zhejiang University. Engineering Science, 2010, 44(7: 1414-1417.
[11]Inoue K, OSEKO N. Electronic weighing scale including load cell mounted in cupcomponent: U.S. Patent 7,994,440[P]. 2011-8-9. [12]Zhou J, Gu Y, Fei P, et al. Flexible piezotronic strain sensor[J]. Nano letters,2008,8(9: 3035-3040. [13]Han B, Ou J. Embedded piezoresistive cement-based stress/strain sensor[J]. Sensorsand Actuators A: Physical, 2007, 138(2: 294-298. [14]Pastorino C. Weighing experience: Francis Bacon, the inventions of the mechanicalarts, and the emergence of modern experiment[D]. INDIANA UNIVERSITY, 2011. [15]Sakhaee-Pour A, Ahmadian M T, Vafai A. Potential application of single-layered graphene sheet as strain sensor[J]. Solid State Communications, 2008, 147(7: 336-340. [16]Zhou J, Gu Y, Fei P, et al. Flexible piezotronic strain sensor[J]. Nano letters,2008,8(9: 3035-3040. [17]Li C L. Research and prevention on lightning induced failures in electronic weighi
ng instruments[J]. Zhongguo Ceshi China Measurement & Test, 2010, 36(4: 44-46. [18]Siemens AG.-Siemens Industry Catalog Automation technology Sensor-systems Weighing technology Load cells Introduction to mounting components Compact mounting unit SIWAREX WL270 KE CP-S SA[J]. 2011. [19]Xing M, Bo Z, Xiaohui J, et al. A Technology of Dynamic Automatic Weighing[J]. Ordnance Industry Automation, 2012, 4: 20.
[20]秦伟.基于STC89C51 RC电子称设计[J].电脑知识与技术.2009,5(31:21-22,27. [21]李朝清.单片机原理及接口技术[M].北京航空航天出版.2005-05:121-124. [22]李康,左谨平,金三梅.基于AVR单片机高精度电子秤设计[J].电子技术.2011（7）,117-120. [23]姜悦平.浅谈电子秤抗干扰问题[J].工业计量.2009,19(z1:165-167. [24]王剑宏.电子秤的原理及检定[J].活力.2011(2:132-136. [25]刘玉梅.高精度称重系统的设计与研制[J].机械工程师. 2009(1:119-124. [26]韩泽欣,杨雪松.基于单片机控制的电子称的设计[J].甘肃科技.2013(2:69. [27]辛毅.影响电子秤的干扰因素及排除方法[J].攀枝花学院报（综合版）2008,25(6：234-237. [28]李亚辉.多功能电子称的设计[J].商品与质量.学术观察.2013(12:24-27. [29]郭怀天,李宝华,赵玉侠等.基于电阻应变式传感器的电子天平的研制[J].微计算机信息.2010,23(16:14,17. [30]刘丹，朱目成.新型单片机称重系统设计[J].电脑知识与技术.2011,07(20:53-59.



致 谢
本文从拟定题目到定稿，历时一个学期。在毕业设计即将完成之际，我想向曾经给我帮助和支持的人们表示衷心的感谢。首先要向我的指导老师###老师致以诚挚的谢意，在毕业设计过程中老师给了我许许多多的帮助和关怀。老师学识渊博、治学严谨，待人平易近人，在老师的悉心指导中，我不仅学到了扎实的专业知识，也在怎样处人处事等方面收益很多；同时也获得了实践锻炼的机会。他严谨的治学态度、对我的严格要求将使我终身受益。有时候遇到一些设计中的小问题，也会拿来请教自己周围的同学，他们也很热情地给与我很大的帮助，这样既解决了问题又节省了时间。还有很多我无法一一列举姓名的师长和友人给了我指导和帮助，在此衷心的表示感谢，他们的名字我一直铭记在心！
惶恐地承受诸位的恩惠，唯有乘风破浪，展翅高飞以求不负众望。






系统设计总图



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