智能称重系统的设计

i智能称重系统摘要电子称重仪器已广泛应用于建筑、化工、超市,如道路、电子秤综合检测与转换技术、计算机技术、信息处理和显示技术,它是一种现代新衡器。它与我们的生活密切相关,在人类生活中有不可替代的地位。智能电子称重仪主要是以单片机为中心控制单元，称重传感器进行模数转换单元，用键盘来实现人机交互、显示电路来显示信息等。电子称不但计量准确、快速方便，而且还可以实现自动称重、数字显示，对人们生活的影响越来越大。本系统设计针对电子称的这些功能如自动称重、数据显示，计价等进行了研究和制作。介绍了单片机是如何对采样数据进行处理，对数据的采集和转换、计算问题进行了研究。【关键词】：电子称；单片机；人机交互；数据显示。iiAbstractElectronicweighinginstrumenthasbeenwidelyusedinconstruction,chemical,supermarket,roadsandotherindustries,electronicscaleintegrateddetectionandconversiontechnology,computertechnology,informationprocessing,displaytechnology,isweighingmoderninstrumentmodel.Itiscloselylinkedwithourlife,inthelifeofhumanbeingsisindispensable.Intelligentelectronicweighinginstrumentismainlybasedonsingle-chipmicrocomputerasthecentralcontrolunit,theweighingsensoranalogdigitalconversionunit,usethekeyboardtoachievehuman-computerinteraction,thedisplaycircuittodisplayinformation.Electronicsaidnotonlyaccuratemeasurement,fastandconvenient,butalsocanrealizeautomaticweighing,digitaldisplay,theimpactonpeopleslivesmoreandmore.Thedesignofthesystemisknownfortheelectronicthesefunctionssuchasautomaticweighing,datadisplay,thevaluationoftheresearchandproduction.Thecomputerishowtoprocessthesampleddata,dataacquisitionandconversion,computationalproblemsstudied.Keywords:electronic;singlechipmicrocomputer;human-computerinteraction;datadisplay.iii目录目录.i摘要.1前言.2第1章绪论.31.1课题背景.31.2研究意义.3第2章系统方案设计.42.1设计任务及要求.42.2电子称重系统重要的组成部分.62.3主控电路的介绍.7第3章硬件电路设计.153.1单片机控制电路设计.153.2系统电源电路设计.163.3显示电路设计.173.4超重报警提示电路.183.5串口通信电路设计.193.6键盘电路设计.20第4章软件设计.214.1主程序流程图.214.2显示部分流程图.224.3键盘部分流程图.23第5章系统调试与测试.255.1调试.255.2测试.255.3测试结果分析.29第6章总结与展望.30致谢.32附录.33附录1：原理图.33附录2：部分源程序.34第0页前言称重技术自古以来被人们重视,作为一种测量方法,广泛应用于工业和农业、科研、交通、内外贸易等领域,与人们的生活紧密相连。在我们的生活中经常需要测量物体的重量,随着测量技术和电子技术的发展,传统纯机械结构的杆秤、台秤、称重装置的规模逐步被淘汰,电子称量装置,电子天平,电子天平,以其准确、快速、方便,直接显示,和许多其他优势,得到人们的青睐。通过分析近年来电子衡器产品的发展和国内外市场的需求,电子衡器的总的发展趋势是小型化、模块化、集成、智能,其技术性能趋势是高速,高精度,高稳定性,高可靠性;称重计量控制信息是其功能定位和控制信息和“智能”功能,其应用程序的性能往往是全面的和组合。称重设备已达到国民经济各领域的应用取得了显著的经济效益。从世界水平看，衡器技术已经经历了四个阶段，从传统的全部由机械元器件组成的机械称到用电子线路代替部分机械元器件的机电结合秤，再从集成电路式到目前的单片机系统设计的电子计价秤。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。现今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。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。本论文共分为6章，具体安排如下。第1章讲述了电子称重的背景和研究它的意义。第2章介绍了电子秤设计的几种方案。第3章介绍了电子秤的硬件电路设计。第4章介绍了电子秤的软件设计。第5章介绍了电子秤的系统调试与测试。第6章叙述了对电子称重的总结和未来的展望。第1页第1章绪论1.1课题背景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，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。进入新世纪，电子科技迅猛发展，电子秤电子天平价格明显下降。自从20世纪40年代初,利用粘贴式电阻应变计的模拟式称重传感器问世以来,经过60多年的种种改进与发展,从结构设计、制造工艺到综合性能指标、稳定性和可靠性都达到较高的水平,在各种电子衡器和称重计量与控制系统中得到了广泛的应用。随着科学技术的进步,工业过程自动化水平的提高，特别是数字技术与信息技术的发展，在称重计量与控制系统中，应用数字技术与数字系统的需求越来越多，对衡器行业提出了电子衡器数字化，智能化，用数字称重系统突破模拟称重系统的局限性等要求。众所周知，数字称重系统要求称重传感器和称重仪表系统以数字形式输出。模拟式称重传感器，由于电阻应变转换原理决定了无论采用何种电阻应变计进行制造，其本身都不能产生具有数字特征的输出信号，而且传输距离短，抗干扰能力差，称重显示控制仪表复杂，安装和调试不方便。因此，引起了人们对模拟式称重传感器与数字称重系统接口和数字式智能称重传感器的重视，国外一些著名的称重传感器生产厂家对此开展了许多研究。并取得突破性的科技成果。1.2研究意义早在1983年为适应工业过程自动化的需要，美国TOLEDO公司引入了“数字式”概念并逐步将其应用于称重领域。致力于研究采用微处理器、数字补偿技术，使其与传统的应变式称重传感器技术相结合，经过多年的努力，开发出摇柱型数字式智能称重传感器。美国STS公司也在1988年全美衡器展会上，推出了整体型数字式智能称重传感器。两者都是以模拟式称重传感器的基本原理为基础，利用现代电子技术及计算机软件技术而开发出的新型称重传感器。即在模拟式称重传感器内部增加放大、滤波、A/D转换、微处理器芯片和温度敏感元件等器件。现今电子衡器制造技术及应用得到了新发展，传统的电子测量仪器在远离、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第2页智能仪器控制系统，使得科学实验和应用工程的自动化程度得以显著提高。第3页第2章系统方案设计2.1设计任务及要求使用电阻应变片、电桥电路、放大及A/D转换实现称重，结合单片机技术，实现数据采集、计算与显示。2.1.1方案一数码管显示L图2-1数码管显示方案这个方案可实现简单的称重功能，硬件电路简单，接口电路易于实现，在编写程序时大大减少了工作量，方便简单。但是此方案虽然可以实现电子称基本的称重功能，但是却不能实现人机交互，外部数据无法输入，不能根据实际情况灵活地设定各种控制参数。本方案设计的电子秤的功能过于简单，达不到设计的标准。2.1.2方案二带键盘的输入图2-2带键盘方案本方案的设计是在方案一得基础上增加了键盘功能的电子秤，可以实现人机交互，称物计价功能。但是局限于数码管的功能，在显示重量时，如果数码管没有足够的位数，那么称量物体重量的精度会到限制，所以如果要设计一个数据采集A/D转换LED显示单片机处理A/D转换按键处理单片机处理LED显示数据采集第4页精确的电子称选用此方案的话，则需要接入较多的数码管。但这样在处理输入输出接口时又会遇到很多麻烦，另行扩展供数码管使用的I/O接口会增加很多，后期处理带来不必要的麻烦。2.1.3方案三LCD显示体信图2-3LCD显示方案本方案在方案二的基础上又增加了信号放大功能，采用本方案在前端信号处理时可增加信号采集强度；显示方面也采用具有字符图文显示功能的LCD显示器。此方案不仅加强了人机交互的能力，而且可以显示购物清单、所称量的物息等相关内容。被测信号经放大整形后送入单片机，由单片机对输入信号进行处理，并根据相应的数据关系译码显示出被测物体的重量。综上所述的三种方案，充分考虑到系统的实用性及成本的可行性等，在分析利弊后决定在本次设计中选用第三种方案，从而使本系统的设计功能得到了很好的扩展与应用。信号放大压力传感器按键处理A/D转换单片机处理LCD显示第5页2.2电子称重系统重要的组成部分2.2.1压力传感器压力是工业生产中重要的工艺参数，许多控制过程对压力的变化有着严格的要求。压力传感器是一种将压力信号转变为电信号的装置。压力传感器的类型有很多，按工作原理分为应变式、压阻式、电容式、压电式。2.2.2A/D转换在工程设计中，系统处理的信号除了数字信号之外，还有模拟信号。单片机只能接受、处理数字信号，所以模拟信号在送入单片机前必须通过相应的装置转换为数字量，A/D转换器就实现了这一功能。根据A/D转换器的原理和特点分为双积分型、逐次逼近型、并行比较型/串并行型等。2.2.3单片机系统单片微型计算机简称单片机，单片机内部含有CPU、ROM、RAM、并行I/O、串行I/O、定时器/计数器、中断控制、系统时钟及系统总线功能部件。由于单片机具有体积小、功能全、性价比高、开发性强等优点，因此在生产和生活中都得到了广泛的应用。2.2.4显示模块为及时的了解系统的运行情况，现在通常会在设计中加入显示模块及相关程序，现在单片机系统中常见的显示器件有LED、LCD。2.2.5键盘模块键盘是单片机系统设计中不可缺少的组成部分，是系统与用户之间信息交流的途径之一，操作人员可以通过键盘向单片机输入数据、地址、指令或其他控制命令，实现人机对话。第6页2.3主控电路的介绍2.3.1单片机的介绍STC89C52是一种低损耗、高性能、CMOS八位微处理器，片内有4k字节的在线可重复编程、快速擦除快速写入程序的存储器，能重复写入/擦除1000次，数据保存时间为十年。它与MCA-51系列单片机在指令系统和引脚上完全兼容，不仅可完全代替MCS-51系列单片机，而且能使系统具有许多MCS-51系列产品没有的功能。STC89C52可构成真正的单片机最小应用系统，缩小系统体积，增加系统的可靠性，降低系统的成本。只要程序长度小于4K，四个I/O口全部提供给用户。可用5V电压编程,而且擦写时间仅需10毫秒，仅为8751/87C51的擦除时间的百分之一,与8751/87C51的12V电压擦写相比，不易损坏器件，没有两种电源的要求，改写时不拔下芯片，适合许多嵌入式控制领域。工作电压范围宽（2.7V6V），全静态工作，工作频率宽在0Hz24MHz之间，比8751/87C51等51系列的6MHz12MHz更具有灵活性,系统能快能慢。STC89C52芯片提供三级程序存储器加密，提供了方便灵活而可靠的硬加密手段，能完全保证程序或系统不被仿制。P0口是三态双向口,通称数据总线口,因为只有该口能直接用于对外部存储器的读/写操作。主要功能介绍如下表2-1描述。表2-1STC89C52功能特性主要功能特性兼容MCS51指令系统8K可反复擦写FlashROM32个双向I/O口256*8bit内部RAM3个16位可编程定时/计数器中断时钟频率0-24MHZ2个串行中断可编程UART串行通道2个外部中断源共6个中断源2个读写中断口线3级加密位低功耗空闲和掉电模式软件设置睡眠和唤醒功能第7页单片机引脚图如下图2-4所示。图2-4单片机引脚图2.3.2传感器的介绍应变式压力传感器是压力传感器设计中应用最广泛的一种，是基于导体和半导体的“应变效应”来设计的。在设计时。将应变电阻片粘贴在测量压力的弹性元件表面上，当被测压力发生变化将引起弹性元件发生形变，使得其电阻也发生变化，通过阻值得变化可以获取被测压力的大小。应变式压力传感器具有响应速度快、测量范围大等特点，常用于一般要求的动态压力测量中。应变式压力传感器的受力工作原理如图2-5所示。图2-5压力传感器的受力工作原理下面的应变片受力压缩R2R3上面的应变片受力拉伸引出导线R4R1F第8页电桥电路的输入电压是一定的，当压力传感器在没有外力作用的情况下四个电阻的阻值是相同的，输出电压为零；当外力作用时，应变传感器的金属片会产生机械形变，从而导致电阻值发生变化，也因此导致电桥电路输出端产生电压差。应变片也会产生误差，产生的因素有很多，最易受环境温度影响。实现功能则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2-6为直流供电的平衡电阻电桥。图2-6直流供电平衡电阻电桥电桥中四个桥臂电阻为R1,R2,R3,R4,AC两端接为输入一个直流电源Ui，从ABC半个桥来看，流经R1的电流为：R1两端压降为：R3两端压降为：电桥输出电压为：RUIAC21ACAB21ACAD43URUACADB)(432140（2-1）（2-2）（2-3）（2-4）第9页应变片电阻的工作原理是吸附在基体材料上应变电阻随即机械形变而产生的阻值变化的现象，金属导体的电阻值可用下式表示：R=*L/S（2-5）式中：表示金属导体的电阻率S表示导体的截面面积L表示导体的长度我们以金属丝应变电阻为例，当金属丝受外力作用时，其长度和截面积都会发生变化，从上式中可容易看出，其电阻值即会发生变化，假如金属丝受外力作用而伸长时，其长度增加，而截面积减少，电阻值便会更大。当金属丝受外力作用而压缩时，长度减少而截面积增加，电阻值则会减小。只要测出加在电阻的变化（通常是测量电阻两端的电压），即可获得应变金属丝的应变情况。2.3.3显示器的介绍LCD显示器是一种被动型的显示器件，在外界光照射的作用下，能够依靠自身的调节作用实现显示。LCD的构造是在两片平行的玻璃当中放置液态的晶体，两片玻璃中间有许多垂直和水平的细小电线，透过通电与否来控制杆状水晶分子改变方向，将光线折射出来产生画面。其中LCD1602可以显示2行16个字符，有8位数据总线D0-D7，和RS、R/W、EN三个控制端口，工作电压为5V，并且带有字符对比度调节和背光。具体引脚说明如下表2-2所示。第10页表2-2LCD引脚说明编号符号引脚说明编号符号引脚说明1VSS电源地9D2数据2VDD电源正极10D3数据3VL液晶显示偏压11D4数据4RS数据/命令选择12D5数据5R/W读写选择13D6数据6E使能信号14D7数据7D0数据15BLA背光源正极8D1数据16BLK背光源负极经上述讨论最终综合了多方面因素考虑采用了LCD显示器，并选择LCD1602显示器作为本次设计的显示界面。第11页2.3.4A/D转换芯片的介绍HX711是一款专为高精度电子秤而设计的24位A/D转换器芯片。与同类型其它芯片相比，该芯片集成了包括稳压电源、片内时钟振荡器等其它同类型芯片所需要的外围电路，具有集成度高、响应速度快、抗干扰性强等优点。降低了电子秤的整机成本，提高了整机的性能和可靠性。该芯片与后端MCU芯片的接口和编程非常简单，所有控制信号由管脚驱动，无需对芯片内部的寄存器编程。输入选择开关可任意选取通道A或通道B，与其内部的低噪声可编程放大器相连。通道A的可编程增益为128或64，对应的满额度差分输入信号幅值分别为20mV或40mV。通道B则为固定的64增益，用于系统参数检测。芯片内提供的稳压电源可以直接向外部传感器和芯片内的A/D转换器提供电源，系统板上无需另外的模拟电源。芯片内的时钟振荡器不需要任何外接器件。上电自动复位功能简化了开机的初始化过程。芯片管脚图如图2-7所示，芯片管脚功能如表2-3所示。图2-7HX711芯片引脚图第12页表2-3芯片管脚功能管脚号名称性能描述1VSUP电源稳压电路供电电源:2.65.5V不用稳压电路时应接AVDD2BASE模拟输出稳压电路控制输出不用稳压电路时为无连接3AVDD电源模拟电源:2.65.5V4VFB模拟输入稳压电路控制输入不用稳压电路时应接地5AGND地模拟地6VBG模拟输出参考电源输出7INA-模拟输入通道A负输入端8INA+模拟输入通道A正输入端9INB-模拟输入通道B负输入端10INB+模拟输入通道B正输入端11PD_SCK数字输入断电控制（高电平有效）和串口时钟输入12DOUT数字输出串口数据输出13XO数字输入输出晶振输入不用晶振时为无连接14XI数字输入外部时钟或晶振输入15RATE数字输入输出数据速率控制16DVDD电源数字电源:2.65.5VHX711芯片，如果将其管脚X1接地，HX711将自动选择使用内部时钟振荡器，并自动关闭外部时钟输入和晶振的相关电路。如果需要准确的输出数据速率，可将外部输入时钟通过一个隔直电容连接到X1管脚上，或将晶振连接到X1和X0管脚上。这种情况下，芯片内部的时钟振荡器电路会自动关闭。关于该芯片的复位和断电功能，当芯片上电时，芯片内的上电自动复位电路会使芯片自动复位，管脚PD-SCK输入用来控制HX711的断电。当PD-SCK第13页为低电平时，芯片处于正常工作状态。如果PD-SCK从低电平变高电平并保持在高电平超过60us，HX711即进入断电状态，如下图2-8。当PD-SCK重新回到低电平时，芯片会自动复位后进入正常工作状态。图2-9为HX711的内部结构图。图2-8断电控制图2-9HX711芯片内部结构第14页第3章硬件电路设计3.1单片机控制电路设计本设计的系统主控电路由单片机STC89C52、晶振电路和复位电路组成，是整个电路的核心单元，电路图如下图3-1所示。图3-1主控电路晶振全称为晶体振荡器，其作用在于产生原始的时钟频率，这个频率经过频率发生器的放大或缩小后就成了电脑中各种不同的总线频率。晶振一般叫做晶体谐振器，是一种机电器件，是用电损耗很小的石英晶体经精密切割磨削并镀上电极焊上引线做成。这种晶体有一个很重要的特性，如果给它通电，第15页它就会产生机械振荡，反之，如果给它机械力，它又会产生电，这种特性叫机电效应。他们有一个很重要的特点，其振荡频率与他们的形状，材料，切割方向等密切相关。由于石英晶体化学性能非常稳定，热膨胀系数非常小，其振荡频率也非常稳定，由于控制几何尺寸可以做到很精密，因此，其谐振频率也很准确。根据石英晶体的机电效应，我们可以把它等效为一个电磁振荡回路，即谐振回路。他们的机电效应是机-电-机-电.的不断转换，由电感和电容组成的谐振回路是电场-磁场的不断转换。在电路中的应用实际上是把它当作一个高Q值的电磁谐振回路。由于石英晶体的损耗非常小，即Q值非常高，做振荡器用时，可以产生非常稳定的振荡，作滤波器用，可以获得非常稳定和陡削的带通或带阻曲线。复位电路是用来让单片机返回到初始状态的辅助电路，其作用是当单片机程序跑飞或系统出现死机状态时可以让系统从新恢复工作。本系统复位电路的设计具有上电复位和手动按键复位两种复位方式。3.2系统电源电路设计本设计系统中所需供电电压为5V电压，因此为保证系统稳定可靠的工作，需要设计一个可以提供5V电压的稳定供电系统。本设计中采用三端稳压器件78L05，此类元件应用十分广泛，全系列的稳压器件中都有滤波电路，从而有效地降低了噪声和外界干扰。电源输出接口加上LED电源指示灯，用来判定电源是否正常工作。电路图如下图3-2所示。第16页图3-2电源电路图中C1，C2对电源起滤波作用。LED0用作电源指示作用，电阻R0起限流的作用，以保护电源指示灯LED不被烧坏。3.3显示电路设计本次设计采用的是LCD1602显示器，液晶显示的原理是利用液晶的物理特性，通过电压对其显示区域进行控制，有电就有显示，这样就可以显示出图形，下图3-3为LCD1602与单片机的连接图。图3-3显示电路图中可见LCD1602的1脚和2脚分别接地和电源，3脚为背光调节引脚，通过2.2K电位器接地，背光可通过电位器来调节亮度；4脚、5脚、6脚为控制端，714脚为数据接口，15、16、脚为液晶的背光控制脚，分别接到电源和地。第17页3.4超重报警提示电路超重报警电路是本设计中的一个亮点，它可以提醒实验者称重物体超过测量范围，发出报警音，以免损坏传感器。报警电路如下图3-4所示。图3-4超重提示电路图中报警蜂鸣器由三极管S8550来驱动蜂鸣器发出警报，单片机P10口经过一个电阻控制三极管的基极，当单片机的P10口输出为低电平时，三极管导通，蜂鸣器接通发出报警声，当单片机P10口输出高电平时，三极管截止，蜂鸣器则停止报警。第18页3.5串口通信电路设计本系统设计串口通信采用的是MAX232芯片，MAX232是一种双组驱动器/接收器，内部有两个驱动器和2个接收器。芯片内部含有一个电容性电压发生器，可以在单5v供电的情况下提供EIA/TIA-232-E电平，实现TTL/COMS与EIA/TIA-232-E电平之间的转换，串口通信电路连接如下图3-5所示。图3-5通信串口电路它可以将单片机TXD端输出的TTL电平转换成RS-232C标准电平，PC用9芯标准插座通过MAX232芯片和单片机串行口连接，MAX232的7,8引脚接PC，9,10引脚接单片机的RXD和TXD。第19页3.6键盘电路设计键盘电路用来在电子称测量过程中输入单价值，本设计的按键输入电路采用4*4矩阵键盘实现，矩阵式键盘也称为行列式键盘，按键位于行和列的交叉点上，行和列分别连接到按键开关的两端。矩阵键盘电路如图3-6所示。图3-6键盘电路电子称按键功能分配如下表3-1所示。表3-1A具有校准功能，B表示复位功能，C具有删除功能，D为计算功能。电子秤每次开机后按A键进行校准，待重量所示屏幕显示为0.000时方可放上所要称的物品进行称重。具体操作过程：把物体放在托盘上，然后输入了单价，按下计算按键，显示器就会显示计算出的重量、单价、总价。123A456B789C*0#D第20页第4章软件设计4.1主程序流程图软件部分主程序流程图如图4-1所示。图4-1主程序流程图该流程图对本设计进行了整体的呈现，电子秤启动后进行系统初始化，称重皮毛的重量，然后去皮，接着就可以进行物品称重，这时如果物体超过本次设计的电子秤的测重范围，则会有蜂鸣器报警；如没有报警就可以显示数据进行处理，得到最后的结果。下面一小节为称毛皮和称物品的主要实现语句。Get_Maopi();while(1)if(Flag_OK=0)Get_Weight();Y有无毛皮值N称重并显示重量值置零健按下输入单价系统初始化数据处理显示是否超重？NY报警第21页4.2显示部分流程图软件设计显示流程图如图4-2所示。图4-2示流程图显示部分的流程图展示了液晶屏幕显示的过程，开机后，整个系统都进行初始化，液晶屏也会进行初始化，之后便会检测有无按键按下，如有则进行显示功能，显示物体重量等信息；如无按键按下则继续进行检测直到检测到按键为止。下面程序为液晶屏显示的一小段语句。voidInit_LCD1602()LCD1602_EN=0;开始初始化串口有无按键？初始化LCD显示信息显示按键功能测试重量结束NNYY第22页LCD1602_RW=0;/设置为写状态LCD1602_write_com(0x38);/显示模式设定LCD1602_write_com(0x0c);/开关显示、光标有无设置、光标闪烁设置LCD1602_write_com(0x06);/写一个字符后指针加一LCD1602_write_com(0x01);/清屏指令4.3键盘部分流程图软件设计键盘扫描流程图如图4-3所示。图4-3键盘扫描流程图键盘扫描开始有键闭合？显示器初始化确定按键位置闭合键释放了么？求键值界面显示字符结束NYNY第23页键盘扫描流程图描述了键盘扫描的基本过程，通过程序检测是否有按键按下来扫描按键位置，之后进行求键值，最后通过液晶显示屏来显示按键的功能。下面为键盘扫描的主要程序。unsignedcharKEY_Scan()unsignedchartemp=0;unsignedcharcom=0x55,com1=0,com2=0;P3=0xf0;if(P3!=0xf0)com1=P3;P3=0x0f;com2=P3;P3=0xf0;while(P3!=0xf0);temp=com1|com2;if(temp=0xee)com=1;/数字1if(temp=0xed)com=4;/数字4if(temp=0xeb)com=7;/数字7if(temp=0xe7)com=11;/备用键*号键if(temp=0xd7)com=0;/数字0if(temp=0xb7)com=14;/备用键*号键if(temp=0xde)com=2;/数字2if(temp=0xdd)com=5;/数字5if(temp=0xdb)com=8;/数字8if(temp=0xbe)com=3;/数字3if(temp=0xbd)com=6;/数字6if(temp=0xbb)com=9;/数字9if(temp=0x7e)com=16;/数字A键，去皮功能if(temp=0x7d)com=15;/数字B键清除键，二次测量if(temp=0x7b)com=12;/数字C输入单价错误时返回上一步if(temp=0x77)com=13;/数字D键，计算总价return(com);第24页第5章系统调试与测试5.1调试测量精度和可靠性是电子秤设计的关键，引入软件数据处理技术，可以克服或弥补传感器在内的各测量环节硬件本身的弱点，提高电子秤的综合性能。在电子称重系统中，主要的数据处理技术有：无效物理量的消除、非线性补偿技术等。(1)无效物理量的消除在称重系统中，称重传感器输出的信号是秤台、支架和被测物之和的转换信号，实际所要测的只是被测物的重量，因此，秤台、支架等是无效的物理量，例如使用软件的过程中进行信号处理方法来消除。(2)非线性补偿在检测中，由于检测传感器的输入输出特性往往只在一定范围内近似呈线性，而在某些范围内则明显呈非线性，同时，传感器具有离散性，还可能有温漂、滞后等。在信号处理过程中也常用软件处理方法来补偿和校正以上误差。常用的非线性补偿处理的方法有三种：分段线性插值法、曲线拟合法、查表法。对于不太弯曲的输入输出曲线，可采用线性插值法，对于很弯曲的输入输出曲线，可采用二次抛物线插值法，对于不规则的输入输出曲线，可采用分段曲线拟合法。对于用应变称重传感器的称重系统来说，由于其非线性度不是很大，所以常采用分段线性插值法。5.2测试(1)启动前实物图第25页图5-1启动前实物图(2)开机图5-2实物开机(3)放置物体1放置50g砝码第26页图5-3放置砝码2放置5角钱的硬币图5-4放置硬币3放置手机第27页图5-5放置手机(4)输入单价，计算结果图5-6砝码单价计算第28页图5-7手机单价计算5.3测试结果分析本设计采用的是5kg的传感器。根据第二张图中一开机电子秤中显示的数值不为0.000，而是0.002，这是毛皮的重量，本次设计的电子秤具有去皮功能，开机初始化后要检查是否显示为0.000，如不是则按下按键A（去皮键）进行去皮，之后便会显示为0.000，开始放置物体称重。满量程输出电压=激励电压*灵敏度1.0mv/v举例说明，如果供电电压为5v,再乘以灵敏度1.0mv/v.则算出满量程为5mv。相当于有5kg重力产生时产生5mv电压。因此得到电压与重量的换算。实物图中WEI表示重量，PRI表示单价，MON表示最终的价格。MON=WEI*PRI.上述几组图中测试的数据分别采用的是50g的砝码、市场标准称重为0.005kg的5角硬币和一部手机，在刚放上砝码时为砝码的真实重量，可是电子秤中的第六张图中却显示的为0.051kg，从中可看出有0.001kg的误差，再如硬币的重量也有0.001kg的误差，这种误差可能是由于放置不平衡或是其他外界因素影响，误差是现实中测量无可避免的情况，我们只能尽量的减少误差却不能将其彻底消除。为能一目了然，下表5-1列出了上述测量物品的一些数据，能够使我们更直观的分析看。表5-1测试数据物体名称真实重量电子秤称重误差砝码0.05kg0.051g0.001kg5角硬币0.005kg0.006kg0.001kg手机0.227kg0.228kg0.001kg根据上面的描述我们以第一组为例，第一组测试最终结果为：重量50g,单价为10.0，最后得到价格为0.5。达到了该设计的目的，能够在误差范围允许内计算出结果。第29页第6章总结与展望智能电子秤以具有良好的可靠性、准确性、技术先进性和结构简单等特点，受到广大用户的青睐。在商业活动中用途越来越广，给人们的经济生活带来了便利。本文采用STC89C52单片机计的电子计重秤,无论是计量精度,还是稳定性都满足国家对A级电子秤的要求,它具有较好的标定校准方法,性能稳定,操作简单,价格低廉。该电子秤集传感器技术、微计算机技术、数字显示技术于一体、其反应灵敏、准确度高、显示直观，便于使用。通过硬件的少量扩展和软件的修改,能设计出性能优越的计价秤、电子台秤等,满足各行各业对现代电子衡器的需求。另外稍加扩展，该电子秤还可与其它生产质量管理系统项连接，具有推广应用价值。下面展望一下它未来的发展趋势:1.智能化：本系统中虽然利用单片软件实现一些简单的功能，我们可以将其与电子计算机组合，开发称重用计算机，利用计算机功能使电子秤具有推理、判断、自诊断、自适应，自组织等功能。2.综合性：本系统中虽然利用软件实现称重显示，但远远不够，电子称重技术发展规律就是不断的加强基础扩大应用，扩展新技术领域，向相邻学科和行业渗透，综合各种技术去解决称重计量、自动控制、信息处理，与计算机网络组合可以显示很多商业信息，构成一个、完整的综合控制系统。3.组合性：未来称重系统会大量应用在工业计量过程和工艺流程中，其要求组合性，即测量范围可以任意设定；硬件能够依据一定的工作条件和环境作某些调整；软件能按一定的程序进行修改和扩展；输入输出数据与指令可以使用不同的语言和条形码，并能与外部的控制和数据处理设备进行通信。第30页参考文献1肖金球,冯翼.增强型51单片机与仿真技术M.清华大学出版社,2011/10.2郑锋，王巧芝，李英建，刘瑞国.51单片机应用系统典型模块开发大全M.中国铁道出版社,2013/02.3李云刚，邹逢兴，龙志强.单片机原理与应用系统设计M.中国水利水电出版社2008.4宋戈，黄鹤松，员玉良，蒋海峰.51单片机应用开发范例大全M.人民邮电出版社,2012/06.5刘九卿数字式智能称重传感器的发展与应用J2004/10/306张洪润传感器技术大全M.北京航空航天大学出版社,2007.7戴佳.51单片机C语言设计实例精讲M电子工业出版社,2006.8张齐，杜群贵.单片机应用系统设计技术M.电子工业出版社,2007.9黄继昌传感器工作原理及应用实例A，人民邮电出版社,1998.10李广弟.单片机基础M,北京航空航天大学出版社,2001.第31页致谢本课题在选题及研究过程中得到吴文明老师的悉心指导。吴老师多次询问研究进程，帮助我开拓研究思路，精心点拨、热忱鼓励。吴老师一丝不苟的作风，严谨求实的态度，踏踏实实的精神影响的我。通过这次毕业设计，使我得到了一次用专业知识、专业技能分析和解决问题全面系统的锻炼。使我在传感器的基本原理、传感器的实际应用，以及在常用传感器设计思路技巧的掌握方面都能向前迈了一人步，为日后成为合格的应用型人才打下良好的基础。我在吴老师的精心指导和严格要求下，获得了丰富的理论知识，极大地提高了实践能力，并对当前电了领域的研究状况和发展方向有了一定的了解，这对我今后进一步学习传感器方面的知识有极人的帮助。在此，我衷心感谢吴老师的指导和支持。在未来的工作和学习中，我将以更好的成绩来回报老师。在论文即将完成之际，有很多可敬的师长、同学、朋友给了我无言的帮助，在这里请接受我诚挚的谢意！谢谢你们！第32页附录：中英文文献翻译名称传感器的基础知识第33页附录附录1：原理图第34页附录2：部分源程序源程序1，#includemain.h#includeLCD1602.h#includeHX711.hunsignedlongHX711_Buffer=0;unsignedlongWeight_Maopi=0,Weight_Shiwu=0;charPrice_Count=0;unsignedcharKEY_NUM=0;unsignedcharPrice_Buffer3=0x00,0x00,0x00;unsignedlongMoney=0;bitFlag_OK=0;/*/主函