基于51单片机的智能电子秤 --开题报告.pdf

南京理工大学泰州科技学院 毕业设计 论文 开题报告 学学 生生 姓姓 名名 XXX学学 号号 XXX 专专业业 电气工程及其自动化 设设计计 论论文文 题题目目 智能电子秤的设计 指指 导导 教教 师师 XX 2010年 1 月 6 日 开题报告填写要求 1 开题报告 含 文献综述 作为毕业设计 论文 答辩委员会对学生答辩资格审查的依据材料之一 此报告 应在指导教师指导下 由学生在毕业设计 论文 工作前 期内完成 经指导教师签署意见及所在专业审查后生效 2 开题报告内容必须用黑墨水笔工整书写或按教务处 统一设计的电子文档标准格式 可从教务处网页上下载 打印 禁止打印在其它纸上后剪贴 完成后应及时交给指 导教师签署意见 3 文献综述 应按论文的格式成文 并直接书写 或 打印 在本开题报告第一栏目内 学生写文献综述的参考 文献应不少于 15 篇 不包括辞典 手册 4 有关年月日等日期的填写 应当按照国标 GB T 7408 94 数据元和交换格式 信息交换 日期和时间表示法 规定的要求 一律用阿拉伯数字书写 如 2008 年 3 月 15 日 或 2008 03 15 毕毕 业业 设设 计 论计 论 文 开文 开 题题 报报 告告 1 结合毕业设计 论文 课题情况 根据所查阅的文献资料 每人撰写 2000 字左右的文献综述 文文 献献 综综 述述 摘要摘要本设计系统以单片机 AT89C51 为控制核心 实现电子秤的基本控制功能 在设计系统时 为了更好地采用模块化设计法 分步设计了各个单元功能模块 系统的硬件部分包括最小系统部分 数据采集部分 人机交互界面和系统电源四 大部分 最小系统部分主要包括 AT89C51 和扩展的外部数据存储器 数据采集部分由 称重传感器 信号的前期处理和 A D 转换部分组成 包括运算放大器 ADC0832 和双通道 A D 转换 人机界面部分为键盘输入 四位 LED 数码显示器 可以直观的显示重量的具 体数字以及方便的输入数据 使用方便 系统电源以 LM317 和 LM337 为核心设计电路 以提供系统正常工作电源 系统的软件部分应用单片机 C 语言进行编程 实现了该设计的全部控制功能 该 电子秤可以实现基本的称重功能 称重范围为 0 9 999Kg 重量误差不大于 0 005Kg 可以设置日期和设定商品的单价 还具有超量程和欠量程的报警功能 本系统设计结构简单 使用方便 功能齐全 精度高 具有一定的开发价值 关键词关键词单片机A D 转换数据处理 1 电子秤概述电子秤概述 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 因此 称重技术的研究和衡器工业的发展各国都非常重视 我国电子衡器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水平 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 电子秤属于电子衡器的一种 它的发展也遵循这一趋势 随着时代科技的迅猛发 展 微电子学和计算机等现代电子技术的成就给传统的电子测量与仪器带来了巨大的 冲击和革命性的影响 常规的测试仪器仪表和控制装置被更先进的智能仪器所取代 使得传统的电子测量仪器在远距离 功能 精度及自动化水平定方面发生了巨大变化 并相应的出现了各种各样的智能仪器控制系统 使得科学实验和应用工程的自动化程 度得以显著提高 做为重量测量仪器 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 接下来让大家了解更多有关于智能电子秤的相关知识 2 2 课题的意义以及国内外发展状况 课题的意义以及国内外发展状况 课题的意义 课题的意义 电子秤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 近年来 电子秤已愈 来愈多地参与到数据处理和过程控制中 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缺少的组成部分 随着称重 传感器各项性能的不断突破 为电子秤的发展奠定了其础 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 称量准确度的电子秤 并在 70 年代中期约对 75 的机械秤进行了机电结合式的电子化改造 电子秤是日常生活中常用的电子衡器 广泛应用于超市 大中型商场 物流配送 中心 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 电子秤具有称量精度高 装机体积小 应用范围广 易于操 作使用等优点 在外形布局 工作原理 结构和材料上都是全新的计量衡器 电子秤 的设计首先是通过压力传感器采集到被测物体的重量并将其转换成电压信号 输出电 压信号通常很小 需要通过前端信号处理电路进行准确的线性放大 放大后的模拟电 压信号经 A D 转换电路转换成数字量被送入到主控电路的单片机中 再经过单片机控 制译码显示器 从而显示出被测物体的重量 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 因此 有针 对性地开发出一套有实用价值的电子秤系统 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 国内外发展状况 国内外发展状况 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 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 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 电子衡器产品量大面广 种类繁多 从通用的各种规格的电子秤到大型的电子称 重系统 从单纯的称重 计价到生产过程检测系统的一个测量控制单元 其应用领域 在不断地扩大 根据近年来电子称重技术和电子衡器的发展情况及电子衡器市场的需 求 电子衡器总的发展动向为 小型化 模块化 智能化 集成化 其技术性能趋向 于速率高 准确度高 稳定性高 可靠性高 其应用性趋向于综合性 组合性 小型化 体积小 高度低 重量轻 即小薄轻 为使电子衡器的承载器达到小 薄 轻 开始采用重量轻且刚度大的空心波纹铜板和方形闭合截面的薄壁型材 模块化 电子衡器的承载器采用模块式一体组合或分体组合 产生新的品种和规 格 这种模块化组合不但提高了产品的通用性和可靠性 而且也大大提高了生产效率 降低了成本 智能化 与电子计算机组合或开发称重用计算机 利用计算机的智能来增加称重 显示控制的功能 使其在原有功能的基础上增加推理 判断 自诊断 自适应 自组 织等功能 集成化 对于某些品种和结构的电子衡器 可以实现承载器与称重传感器一体化 或承载器 称重传感器与称重显示控制器一体化 综合性 电子称重技术和电子衡器产品的应用范围不断扩大 它已渗透到一些学 科和工业自动控制领域 对某些商用电子计价秤而言 只具备称重 计价 显示 打 印功能还远远不够 现代商业系统还要求它能提供各种销售信息 把称重与管理自动 化紧密结合 使称重 计价 进库 销售管理一体化 实现管理自动化 这就要求电 子计价秤能与电子 计算机联网 把称重系统与计算机系统组成一个完整的综合控制系 统 组合性 在工业生产过程或工艺流程中 不少称重系统还应具有可组合性 即 测量范围可以任意设定 硬件能够依据不定的程序进行修改和扩展 输入输出数 据与指令可使用不同的语言 并能与外部的控制和数据处理设备进行通信 3 本课题的研究内容 方法 手段及预期成果 本课题的研究内容 方法 手段及预期成果 研究内容 研究内容 本课题主要完成称重自动控制功能 本系统采用单片机 AT89S52 为控制核心 实 现电子秤的基本控制功能 系统的硬件部分包括最小系统板 数据采集 人机交互界 面三大部分 最小系统部分主要是扩展了外部数据存储器 数据采集部分由压力传感 器 信号的前级处理和 A D 转换部分组成 人机界面部分为键盘输入 软件部分应用单片机 C 语言实现了本设计的全部控制功能 包括基本的称重功 能 和发挥部分的显示购物清单的功能 具有超重报警功能 由于系统资源丰富 还 可以方便的扩展其应用 称重硬件结构框图 称重硬件结构框图 方法 方法 题目没有要求具体的称重范围 我们选择最大量值为 10 千克 选择 L PSIII 型 传感器量程 10Kg 精度为 0 01 满量程时误差 0 002Kg 可以满足系统的精度要求 选择了 AT89C51 通用的比较普通单片机来实现系统设计 内部带有 8KB 的程序存 储器 在外面扩展了 32K 数据存储器 以满足系统要求作传感器数据采集 处理和控 制核心电路 完成硬件电路设计和主要程序流程设计 写出主要流程图和核心程序 并对整个设计的可靠性进行初步论证 结构图 要流程图如下 要流程图如下 手段 手段 以压力传感器为核心的智能监测及控制来实现单片机智能控制电子秤的称重目 标 预期成果 预期成果 在电子秤硬件设计的基础上完善和加强软件设计 能够精确称量 显示报警功能 最终达到单片机智能控制电子秤的称重目标 参 考 文 献 1 李光飞 单片机课程设计实例指导 M 北京航空航天大学出版社 2004 2 胡汉才 单片机原理及其接口技术 M 清华大学出版 社 1993 87 119 220 224 3 余文俊 8051 C 语言实习 M 北京 中国水利水电出版社 2003 4 周林等编著 数据采集与分析技术 M 西安 西安电子科技大学出版 社 2005 5 基于单片机控制的新型交流电压表系统 J 微计算机信息 2008 14 103 104 209 6 魏立峰 单片机原理与应用技术 M 北京大学出版社 2006 8 7 张铮 Multisim 在单片机系统仿真中的应用 J 现代电子技术 2008 10 174 179 8 骆旭坤 基于 avr 单片机实现积分式直流数字电压表的设计 J 黎明职 业大学学报 2008 03 31 34 9 王伟 刘晓平 高精度数字电压表方案设计 J 仪表技术 2007 4 36 39 10 李秋生 刘小燕 基于 AT89C52的某数字电压表的设计 J 微计算机信 息 2008 25 199 200 233 11 张迎新 雷文 姚静波 单片机原理及应用 M 北京 国防工业出版社 2005 12 任艳玲 基于单片机的量程自动转换电压表设计 J 电子科技 2006 11 56 59 13 吴正伟 任意波形真有效值检测的实现 J 继电器 2001 12 25 26 14 苗红霞 单片机实现数字电压表的软硬件设计 J 河海大学常州分校 学报 2002 03 74 75 79 15 黄亮 基于 HT46R51 单片机的数字电压表设计 J 常州工学院报 2007 05 19 22 毕毕 业业 设设 计 论计 论 文 开文 开 题题 报报 告告 本课题要研究或解决的问题和拟采用的研究手段 途径 研究或解决的问题研究或解决的问题 通过对AT89C51的工作原理的学习 ADC0832的转换研究 以及12864LCD显示原理 的学习和研究 设计一个具有一定量程范围和精度的数字万用表 完成电路的设计 程序的设计 并利