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基于51单片机的多功能电子秤设计研究

更新时间：2019-11-21 07:32:36 大小：2M 上传用户：杨义查看TA发布的资源 标签：51单片机多功能电子秤 下载积分：1分评价赚积分（如何评价?）收藏评论(0) 举报

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Information Technology

信息科技

基于51单片机的多功能电子秤设计研究

潘佑华，林盛鑫

东莞理工学院，广东东莞

523808

摘

要随着我国经济的飞速发展，各种新兴商品层出不穷，商品种类增多，度量工具有时是无法实现称量功能的，

虽然作为度量工具的各种设备在不断的完善和改进，但是传统的度量工具，如杆秤、盘秤等还是存在着一些弊端和

问题，如度量不够精确、效率低，还有一点就是容易被不法商贩作手脚，欺骗消费者，谋取非法的利益，而电子秤

的出现就很好的避免了这些问题，本文将围绕51单片机的多功能电子秤的设计进行讨论和研究，希望文中的内容

助于这种电子秤的推广应用。

关键词 51单片机；多功能电子秤；设计研究

中图分类号 TP368.1

文献标识码 A

文章编号 1674-6708（2012）68-0188-02

基于 51 单片机的多功能电子秤和传统的度量工具相比，

无论是精确度，还是操作方式都有着很明显的优势，电子秤精

度高，使用方便简捷，而且电子秤的效率很高，能有效的避免

不法商家在秤上弄虚作假，从而保护消费者利益。

因此，本设计采用数码管显示方式。数码管显示的亮度高，而

且价格低廉，在本设计中采用的是双阳数码管，这样既可以简

化电路，同时还实现了亮度可调的需求。一般情况下，驱动电

路常采用 74I-1240 芯片，因为该芯片支持高达 24MHz 的时钟

频率，能满足显示电路的功能需求。

1 电子秤工作原理

3 软件部分

要进行电子秤设计研究，就要从电子秤的工作原理说起。

电子秤中的压力传感器的作用是非常重要的，通常情况下压力

传感器常采用电阻应变式，传感器在这里充当媒介的作用，即

通过传感器将需要称量物品的重力转变成电压输出，经放大器

放大电压过后，再经过 A/D 转换电路将电压变化的信息转变

成相关的数据信息，之后由单片机完成最后的数据计算处理任

务，数据处理之后在经由显示电路显示出称量重物的物重信息。

本品在进行软件部分的设计时，第一步是从整体上设计出

系统总框图以及各个区块的模块功能设计，同时还要有详细的

功能计划；第二步是根据设计的图纸和方案进行具体设计，主

要要有各个模块的流程图，采用合理的编程语言和工具进行程

序设计，具体的设计内容有：进行代码设计、文档设计以及界

面设计等；第三步也就是最后一步，调试、测试软件，以期达

到预期的功能要求。一般情况下完整的软件系统是由主程序和

若干个功能子程序组成。本设计中的子程序包含有显示子程序，

信号处理子程序，以及 A/D 转换模块等。

2 硬件部分

在第一部分中讲述了电子秤的设计原理，本部分则是关于

电子秤的硬件部分，具体的有压力传感器、模数转换以及显示

电路。

3.1 ADC0809 复位

ADC0809 复位即分别将单片机 P30 按先后顺序放置于口 l、

置 0，置于口 1 时 START 信号为高电平，置于口 0 时又使之为

底电平，即将 ADC0809 复位。

2.1 压力传感器

电子秤的压力传感器型号为 FSGl5N1A 型，是由 Honeywell

公司研制生产的。这种类型的传感器是以压阻效应作为基本原

理，同时采用了半导体材料，这里的半导体材料是作为感应测

试组件的。这里的提到的压阻效应主要是指当有外部压力作用

在传感器的感测组件时，感测组件的压力值就会有相应的变化。

压力传感器利用这一特性，当这些半导体材料组件遇到外界压

力后会发生变形收缩，这时组件的电阻值会随着压力的变化而

变化。但是由于传感器输出的电压十分微小，敏感度几乎达到

了 O.24mV/g，即便是满量程也不过 1 500g 而已，而且本设备

中也没有放大电路等增大电压的处理设备，所以这些细微的数

据处理起来将非常的困难，所以需要放大器的放大作用，以方

便相关电路的处理。下面的是相关的物理公式，可供参考。

V0=（V2-V4）R/R1 因为 R3/R1=R 4/R2

3.2 数据采集

当完成复位工序后，才能启动模数转换开关。需要注意的

是，当 EOC=0 时，则说明装换正在进行，EOC=l 时候，说明

转换已经结束。之后利用 D0~D7 数字信号输出口将转换的数

据结果果传送给单片机 Po，实现数字转换。

3.3 LED 显示

在 LED 显示块中采用了发光二极管来显示字段，即发光

二级管作为显示器件。一般情况下，七段 LED 经常应用于微

机系统中。七段显示块与微机接口非常容易，即将一个 8 位并

行输出口与显示块的发光二极管脚相连即可。显示方式分主要

有两种，分别是动态和静态显示。本设计采用动态显示。先选

中一个数码管，然后将相应的数值赋给该数码管。

2.2 模数转换

在单片机电子秤的设计中选用的是有 ADC0809 转换芯片，

即 CMOS 单片型逐次逼近式 A/D 转换器，它由 8 路模拟开关、

地址锁存与译码器、比较器、8 位开关树型 D/A 转换器、组成

的模数转换芯片。本品采用单一电源，电压为 +5V，即模拟输

入的电压范围 0V~+5V，输出的量为 00H~FFH，需要的转化时

间为 100us，且在使用时是不需要进行调零的，这样使用时会

非常的便捷。

4 结论

本文通过对基于 51 单片机的多功能电子秤设计的探讨分

析，系统的论述了电子秤的设计过程和设计内容，文中分别对

电子秤的工作原理，硬件部分以及软件部分的设计进行了论述

研究，在硬件部分中的传感器设计是重点内容，本设计中的传

感器采用压阻效应原理，以半导体材料作为感测组件，从而实

现用电阻变化放映重力变化的目的。硬件部分还包括了显示电

路和模数转换两个部分，本设计采用的是数码管显示，软件部

2.3 显示电路

显示电路中的显示方式主要有两种分别是液晶显示和数码

分主要由主程序和各个子程序组成。

（下转第153页）

管显示。本设计中的 89S51 是没有专门配备的的液晶驱动接口，

2012•6（上）

《科技传播》

188

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