机电一体化课程设计论文简易人体电子秤设计VIP

机 电 一 体 化 课 程 设 计题 目: 简易人体电子秤设计 专 业：XXXXXXXXXXXX班 级： XXX 学生姓名： XXX 指导教师： XXX 成 绩： XX 学院20XX 年 X 月目录1 概述 .11.1 课程设计目的 .11.2 设计任务 .11.3 课程设计要求 .12 系统总体方案 .22.1 总体设计思路 .22.2 总体流程图 .33 传感器选择及说明 .34 实体部分设计 .65 电路设计 .65.1 电池及降压模块 .65.2 单片机选用 .65.3 焊制最小系统 .75.4 1602 液晶显示 .75.5 A/D 转换芯片 .85.6 电路原理图 .96 程序调试及结果 .97 总结与体会 .17参考文献 .171简易人体电子秤设计XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX1 概述随着电子技术的迅猛发展，各种传感器的应用愈发广泛，电子技术深入各个领域。通过机电一体化课程的学习，我们对传感器和单片机有了比较具体的了解。选修机电一体化课程设计，可以让我们熟悉所学知识，将理论与实践相结合，从而达到对我们的运用能力进行检查和综合素质的培养。1.1 课程设计目的时下人们越来越注重形体和健康，几乎每个家庭都备有电子秤。而随着传感器和电子技术的熟练运用，人体电子秤越来越注重轻便、美观和个性化。现有的电子秤配有温度显示、日历、闹铃和电池电量监测等功能。当然其发展的关键功能是测重精确度也越来越高，整体实物越来越轻薄。所以为了锻炼自己的动手能力，将所学知识及时运用到社会所需要的方面，初步了解电子秤的工作原理和制作，本次课程设计课题选定为简易人体电子秤设计 。1.2 设计任务本次课程设计题目为简易人体电子秤设计 ，其设计任务主要包括：1、自行设计电子秤外形结构，选用材料制作其实体部分。2、选用合适的称重传感器，其量程应满足人体的普遍体重范围。3、自行设计电子系统，焊制单片机最小系统。4、最终作品应尽量满足实用。 1.3 课程设计要求为落实课程设计的动手要求，规范设计制作的准则，特提出以下要求。21、能够根据设计任务和选题，综合运用机械设计、单片机和机电一体化等课程中所学到的理论知识与实践技能独立完成设计课题。2、根据课题需要选择参考书籍，网上查阅手册、图表等有关文献资料。要求通过独立思考、深入钻研课程设计中所遇到的问题，培养自己分析、解决问题的能力。3、进一步熟悉常用电子器件的类型和特性，掌握合理选用的原则。4、学会单片机最小系统的制作安装与调试技能，掌握常用仪器设备的正确使用方法。5、小组团队设计不能从网上下载，自己动手编排电路，编写程序等。6、电路图必须采用 protel 软件绘制，用 multisim 或者 proteus 软件仿真，并提交程序及结果、课程论文电子版。2 系统总体方案2.1 总体设计思路整个设计电路有三个模块组成：传感器模数转换电路，单片机控制电路，显示电路。设计是由单片机为中心，单片机实现初始化、数据采集、传递显示等。软件程序从开始执行，先通过初始化，各部分正常，经过传感器感应外界物理量的变化量来转换给单片机信息，进而在显示器上显示相应数值。32.2 总体流程图 图 1 总体流程3 传感器选择及说明此次电子秤设计，我们从网上找到的传感器是电子人体秤 50kg 称重传感器/电阻应变半桥式。其外形平面尺寸为 34mm*34mm，内部为 1000半桥应变片，量程为 50kg 。图 2 电子人体秤称重传感器 图 3 内部原理开始初始化传感器阻值变化显示程序NY单片机执行转换结束4在测量时,其外侧边正确施加外力，E 字形传感器的应变梁部分(即中间贴应变片的,有白色覆胶的梁臂)和外侧边要形成一个方向相反的剪切力,即中间的应变梁在受力下必需可以发生弯曲变化,应变梁受力面另一侧不可有阻挡物。为贴近使用，此次制作我们使用四只传感器组成全桥测量,量程为四只传感器的量程之和，即50kgx4=200kg图 4 机械尺寸5图 5 主要技术指标图 6 传感器接线方式64 实体部分设计因传感器使用时需在其下面留有一定的空隙以方便其形变产生阻值变化，且使用材料不易变形，综合考虑成本和加工性，故采用木板制作电子秤实体部分。图 7 电子秤实体正面设计 图 8 电子秤实体内部设计5 电路设计5.1 电池及降压模块由于电路焊接和程序调试需反复试验，所以电源采用 2 节标准电压 3.7V 的18650 锂电池，其充满电后电压为 8.4V 左右。故采用 LM2596 电源模块降压提供5V 电源。图 9 18650 锂电池 图 10 LM2596 电源模块5.2 单片机选用本次设计采用 STC12C5A60S2MCU 为主控芯片，其内部集成 MAX810 专用复7位电路，2 路 PWM，8 路高速 10 位 A/D 转换，是高速、低功耗、超强抗干扰的新一代 8051 单片机。此外，其综合性能较高，成本较低，丰富的片上资源简化了系统的硬件。5.3 焊制最小系统为锻炼自己的动手能力，我们决定自己焊制单片机的最小系统。其中包括电源电路、复位电路等。同时为了验证最小系统是否能正常工作，我们焊制了一个蜂鸣器，后期将之设定为限重报警功能，即当测重值超过 180kg 时，蜂鸣器发出警报声。图 11 焊制板正面 图 12 焊制板反面5.4 1602 液晶显示显示装置采用 HJ1602 液晶显示模块，其为工业字符型液晶，能够同时显示16*02 即 32 个字符。8图 13 1602A 液晶显示模块尺寸表 1 1602A 液晶引脚接口说明其中第 3 脚 VL 为液晶显示器对比度调整端，通过实际测试，接入 2k的电阻再接地时其亮度比较合理。5.5 A/D 转换芯片HX711 是一款专为高精度称重传感器而设计的 24 位 A/D 转换器芯片。与同类型其它芯片相比，该芯片集成了包