您好, 歡迎來到化工儀器網(wǎng)
基于單片機(jī)和AD574的簡易電子秤的設(shè)計
本文基于單片機(jī)和AD574設(shè)計了款簡易電子秤。電子秤是根據(jù)重力作用測量物體質(zhì)量的裝置,，本文在分析測量原理的基礎(chǔ)上,，選擇了比較簡單的51系列單片機(jī)作為主控制系統(tǒng)，根據(jù)測量要求設(shè)計了傳感器電路,、AD轉(zhuǎn)換電路,、超量程報電路、顯示電路,、按鍵電路等,，根據(jù)硬件電路，完成了相應(yīng)的軟件設(shè)計,。經(jīng)過測試,，該簡易電子秤應(yīng)用簡單，方便快捷,，具有良好的應(yīng)用前景,。
電子秤是種根據(jù)重力作用測量物體質(zhì)量的檢測裝置，隨著電子技術(shù)的發(fā)展,，在國民經(jīng)濟(jì)的各個域,，電子秤的應(yīng)用越來越廣泛，對電子秤的要求也越來越高,，本文根據(jù)當(dāng)前電子秤的應(yīng)用情況,，分析采用單片機(jī)和AD574設(shè)計款簡易電子秤裝置，在分析測量原理的基礎(chǔ)上,，選擇了比較簡單的51系列單片機(jī)作為主控制系統(tǒng),，根據(jù)測量要求設(shè)計了傳感器電路、AD轉(zhuǎn)換電路,、超量程報電路,、顯示電路、按鍵電路等,，根據(jù)硬件電路,，完成了相應(yīng)的軟件設(shè)計。
1 測量原理
電子秤般由三部分組成,，稱重傳感器,、承重系統(tǒng)、傳力復(fù)位系統(tǒng),。在這個基礎(chǔ)上,，分成了其他的硬件電路子單元，如單片機(jī)小系統(tǒng)電路,、傳感器電路,、AD轉(zhuǎn)換電路、超量程報電路,、顯示電路,、按鍵電路、存儲電路等,。其測量原理是：將物體放置在承重系統(tǒng)的秤臺上時,，其重量參數(shù)會通過傳感器，產(chǎn)生壓力-電效應(yīng),，轉(zhuǎn)換為與其重量相對應(yīng)的電信號,，然后通過放大電路將電信號放大并經(jīng)過AD處理，后將信號輸入給單片機(jī)處理,，經(jīng)單片機(jī)處理后,，將輸入信息顯示在LCD上。測量的精度般由稱重傳感器決定,。
2 硬件電路設(shè)計
2.1 總體設(shè)計框圖
根據(jù)其測量原理,，設(shè)計整體硬件框圖如圖1所示。主要包含壓力傳感器電路模塊,、放大電路模塊,、AD轉(zhuǎn)換模塊、LCD顯示器模塊,、閾值報模塊,、單片機(jī)控制系統(tǒng)模塊。 2.2 傳感器電路設(shè)計
設(shè)計采用SP20C-G501電阻應(yīng)變式傳感器,，稱重傳感器由組合式S型梁結(jié)構(gòu)及金屬箔式應(yīng)變計構(gòu)成,，具有過載保護(hù)裝置。過程設(shè)計中采用惠斯登電橋進(jìn)行電壓采集轉(zhuǎn)換,，它能抑制溫度變化的影響,，抑制*力強(qiáng)，補(bǔ)償方便簡單,，因此選用的傳感器精度高,、零漂小,、工作穩(wěn)定等。傳感器原理圖如圖2所示：
其工作原理：用應(yīng)變片測量時,，將其粘貼在彈性體上,。當(dāng)彈性體受力變形時，應(yīng)變片的敏感柵也隨之變形,，其阻值發(fā)生相應(yīng)的變化,，通過轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換為電壓或電流的變化。由于內(nèi)
部線路采用惠更斯電橋,，當(dāng)彈性體承受載荷產(chǎn)生變形時,，輸出信號電壓可由下式(1)給出：
[Eout=R2×R4(R2+R4)×△R1R1+△R2R2+△R3R3+△R4R4×Ein] (1)
2.3 AD轉(zhuǎn)換電路設(shè)計
AD574是美國Analog Device公司生產(chǎn)的12位單片A/D轉(zhuǎn)換器。它采用逐次逼近型的A/D轉(zhuǎn)換器,，大轉(zhuǎn)換時間為25us,，轉(zhuǎn)換精度為0.05%，所以適合于高精度的快速轉(zhuǎn)換采樣系統(tǒng),。芯片內(nèi)部包含微處理器借口邏輯(有三態(tài)輸出緩沖器),，故可直接與各種類型的8位或者16位的微處理器連接，而無需附加邏輯接口電路,，切能與CMOS及TTL電路兼容,。AD574采用28腳雙列直插標(biāo)準(zhǔn)封裝。
圖3 AD574芯片及與AT89s52的接線圖
2.4 LCD顯示電路設(shè)計
顯示電路采用LCD顯示,。其驅(qū)動方式包括靜態(tài)驅(qū)動,、動態(tài)驅(qū)動。本設(shè)計采用動態(tài)驅(qū)動的方式,，電路原理圖如圖4所示,。
2.5 報電路設(shè)計
報電路采用有源蜂鳴器設(shè)計，只要通電流即可發(fā)聲進(jìn)行報,，在其兩端并聯(lián)個反向的二管,，防止誤報。
3 程序設(shè)計
根據(jù)硬件原理分析和設(shè)計,，軟件同樣分為幾個部分：傳感器信號采集部分,、AD轉(zhuǎn)換部分、顯示部分和報部分,，其中數(shù)據(jù)處理部分為重要,，處理過程同樣比較復(fù)雜。必須利用單片機(jī)的中斷系統(tǒng)結(jié)構(gòu),，如圖6所示,。
4 結(jié)論
本論文通過對電子秤的稱重原理進(jìn)行分析，在此基礎(chǔ)上介紹了硬件設(shè)計和軟件設(shè)計,，后完成了本簡易電子秤裝置的設(shè)計,，采用高精度AD轉(zhuǎn)換芯片AD574和實時處理的MCU-AT89C52單片機(jī)進(jìn)行處理,，精度高，操作簡單,，可推廣性強(qiáng),。
參考文獻(xiàn)：
[1] 潘佑華，林盛鑫. 基于51單片機(jī)的多功能電子秤設(shè)計研究[J].科技傳播,，2012(6)：188-189.
[2] 羅及紅.種高精度的電子秤設(shè)計[J].計算機(jī)測量與控制，2010,，18(8)：1955-1958.
[3] 孫娜.基于單片機(jī)的便攜式電子秤的設(shè)計[J].中國科技信息,，2012(1)：98-100.
[4] 王德清.胡曉毅.賈宏.等.基于SPCE061A的高精密電子秤的設(shè)計[J].電子技術(shù)應(yīng)用，2008,，27(5)：83-86.
[5] 佟瑩辛.基于C8051F350高精度低成本電子秤[J].遼寧科技學(xué)院學(xué)報,，2008，10(3)：9-10.
[6]周杰.電子秤與計算機(jī)在串行通訊控制中的應(yīng)用[J].信息化技術(shù)與控制,，2014,，14(5)：16-19.