数字显示电子秤的设计

毕业设计（论文）题目数字显示电子秤的设计分院电信分院专业电气工程及其自动化（电牵方向）摘要本文主要介绍了数字电子秤的硬件电路结构及其中的原理，所设计的电子秤具有基本称重、键盘输入、计算价格、显示、超重报警功能。电子秤的测量范围为010KG，测量精度达到1G，有高精度，低成本的特征。首先用传感器把重量转换成电压信号，再将电压信号放大输入A/D转换，利用A/D转换工具将模拟信号转化为数字信号，得到的数字信号传送至单片机，通过程序对信号进行处理，实现称重功能，然后将重量与键盘输入单价相乘计算出总价，并将重量和价格用LED显示出来。关键词电子秤；称重传感器；单片机ABSTRACTTHISPAPERMAINLYINTRODUCESTHESTRUCTUREOFADIGITALELECTRONICSCALESTHEHARDWARECIRCUITANDITSPRINCIPLETHEFUNCTIONSOFADIGITALELECTRONICSCALEAREWEIGHING,KEYBOARDINPUT,PRICECALCULATION,DISPLAY,OVERWEIGHTALARMELECTRONICSCALEISOFTHE010KGMEASUREMENTRANGE,1GMEASUREMENTACCURACY,AHIGHPRECISION,LOWCOST,PORTABLEFEATURESFIRSTLY,ITUSESWEIGHINGSENSORSTOCONVERTTHEWEIGHTSIGNALTOVOLTAGESIGNAL,THENAMPLIFYSVOLTAGESIGNAL,INPUTITTOA/DCONVERTERSECONDLYA/DCONVERTERCONVERTSANALOGSIGNALSTODIGITALSIGNALS,THEDIGITALSIGNALWILLBESENTTOTHEMICROCONTROLLER,THROUGHTHEPROCESSOFSIGNALPROCESSING,THEWEIGHTANDPRICEWILLBEDISPLAYEDONLEDKEYWORDSDIGITAL；ELECTRONICSCALEWEIGHINGSENSORMCU目录摘要IVABSTRACTV目录6前言7第一章绪论811设计背景及意义812数字显示电子秤的研究现状及发展趋势8一、研究现状8二、发展趋势913设计的主要内容10第二章数字显示电子秤的总体设计1121数字显示电子秤的工作原理1122设计基本要求11第3章数字显示电子秤的硬件设计与实现1231传感器模块1232A/D转换模块12321AD7705的结构12322器件功能13323AD7705各引脚功能1433单片机模块1534键盘显示模块16341键盘键的功能16342键盘和显示电路1735过量程报警模块18第四章数字电子秤软件设计1941系统软件设计1942键盘软件设计19421键盘扫描20422数字显示2043A/D转换程序2144数据处理程序22441重量转化22442价格计算22第五章数字显示电子秤的设计结论23参考文献24附录一25附录二28致谢29前言电子称重技术是现代称重计量和控制系统工程的重要基础之一，电子衡器经过40年的不断改进和完善，从上世纪60年代的机电结合型发展到现在的全电子型和数字化智能型。由于它具有称量准确、快速，读取方便，环境适应性强，便于与电子计算机结合而实现称重计量与过程控制自动化等特点，在工商贸易、能源交通、轻工食品、医药卫生、航空航天等部门得到了广泛的应用。本设计本着电子秤向高精度、高可靠方向研究,讲述了用单片机控制A/D转换、键盘输入和数据显示，对如何实现键盘中断、A/D采样进行研究。设计特别适用于测量精度要求较高的场合,具有较高的实用价值和推广价值。第一章讲述了电子秤的研究现状和发展趋势以及设计的主要内容，第二章讲述了电子秤的总体设计,第三章介绍了电子秤的硬件设计与实现，第四章描述了电子秤的软件设计，第五章电子秤的设计结论。第一章绪论11设计背景及意义物料计量是工业生产和贸易流通中的重要环节。称重装置或衡器是不可缺少的计量工具。随着工农业生产的发展和商品流通的扩大，衡器的需求也日益增多，过去沿用的机械杠杆秤己不能适应生产自动化和管理现代化的要求。自上世纪六十年代以来，由于传感器技术和电子技术的迅速发展，电子称重技术日趋成熟，并逐步取代机械秤。尤其是上世纪七十年代初期，微处理机的出现使电子称重技术得到了进一步的发展。快速、准确、操作方便、消除人为误差、功能多样化等方面已成为现代称重技术的主要特点。称重装置不仅是提供重量数据的单体仪表，而且作为工业控制系统和商业管理系统的一个组成部分，推进了工业生产的自动化和管理的现代化，它起到了缩短作业时间、改善操作条件、降低能源和材料的消耗、提高产品质量以及加强企业管理、改善经营管理等多方面的作用。称重装置的应用已遍及到国民经济各领域，取得了显著的经济效益。同时对称重仪表的要求也越来越高，要求仪表有更高抗干扰能力、更高的精度。基于电子秤的现状，拟设计一种用单片机控制的高精度数字电子秤。这种高精度数字电子秤计量准确、携带方便，集质量称量功能与价格计算功能于一体，能够满足商业贸易和居民家庭的使用需求。12数字显示电子秤的研究现状及发展趋势一、研究现状上世纪50年代中期电子技术的渗入推动了衡器制造业的发展。自上世纪60年代初期出现机电结合式电子衡器以来，经过50多年的不断改进与完善，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上世纪90年代中期的水平。电子衡器制造技术及应用得到了新的发展。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。但就总体而言，我国电子衡器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。二、发展趋势通过分析近年来电子衡器产品的发展情况及国内外市场的需求，电子衡器总的发展趋势是小型化、模块化、集成化、智能化；其技术性能趋向是速率高、准确度高、稳定性高、可靠性高；其功能趋向是称重计量的控制信息和非控制信息并重的“智能化”功能；其应用性能趋向于综合性和组合性。1小型化（体积小、高度低、重量轻，即小、薄、轻）近几年新研制的电子平台秤结构充分体现了小薄轻的发展方向。对于低容量的电子平台秤和电子轮轴秤，可采用将薄型或超薄型的圆形称重传感器，直接嵌入钢板或铝板底面与称重传感器外径相同的盲孔内，形成低外形的秤体结构，称重传感器的数量和位置由秤的额定载荷和力学要求计算决定。钢板或铝板就是秤体的台面，称重传感器既是传感元件，又是承力支点，极大地减化了秤体结构，减少了活动连接环节，不但降低了成本，而且提高了稳定性和可靠性。对中等或较大容量的电子平台秤、电子地上衡，已经出现了采用方形或长方形闭合截面的薄壁型钢，并联排队列焊接成一个整体的竹排式结构的秤体，4个称重传感器分别安装在最外边两根薄壁型钢两端的切口内，安装在称重传感器承力点上的固定支承就是秤体的承力支点，既减化了承力传力机构，又节省了秤体高度，这是一种很有发展前途的秤体结构。对于大型电子平台秤，可利用有限单元法进行等强度和刚度计算，采用抗弯刚度大的型材和轻型波纹夹心钢板等。2模块化对于大型或超大型的承载器结构，如大型静动态电子汽车衡等，已开始采用几种长度的标准结构的模块，经过分体组合，而产生新的品种和规格。以（5、6、7）M长的同宽度3种标准模块为例，由单块、二块、三块到四块分体组合，可以组合成长度为（528）M的22种规格的分体式秤体结构。当然在实际应用中，根据各行业用户的需要，选择其中10余种常用的标准规格即可。这种模块化的分体式秤体结构，不仅提高了产品的通用性、互换性和可靠性，而且也大大地提高了生产效率和产品质量。同时还降低了成本，增强了企业的市场竞争能力。3集成化对于某些品种和结构的电子衡器，例如小型电子平台秤、专用秤、便携式静动态电子轮轴秤、静动态电子轨道衡等，都可以实现秤体与称重传感器，钢轨与称重传感器，轨道衡秤体与铁路线路一体化。如秤体与称重传感器一体化的便携式静动态电子轮轴秤，多用硬铝合金厚板制成。其结构原理是经过固溶热处理强化的铝合金板，或通过在4个角上钻孔和铣槽分别形成4个悬臂梁型称重传感器；或在铝合金板的底面铣出多个对称的盲孔和盲槽形成整体剪切梁型称重传感器。这就使得秤体与称重传感器合二为一，即铝合金板既是秤体台面又是一个大板式称重传感器。以后者结构的10T便携式动态电子轮轴秤为例，其尺寸为720MM550MM32MM，重量约为23KG。4智能化电子衡器的称重显示控制器与电子计算机组合，利用电子计算机的智能来增加称重显示控制器的功能。使电子衡器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，这就是当今市场上采用微机化称重显示控制器的电子衡器与采用智能化称重显示控制器的电子衡器的根本区别。5综合性电子称重技术的发展规律就是不断的加强基础研究并扩大应用，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、信息处理等问题。例如在流量计量专业，如果按照传统的理论和方法建造一套标准大流量测量系统，价格相当昂贵。如果采用称重法即质量流量法，只要将重量和时间测量准确，大流量的测量问题就迎刃而解了。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。6组合性在工业称重计量过程或工艺流程中，不少称重计量系统还要求具有可组合性，即测量范围等可以任意设定；硬件能够依据一定的工作条件和环境作某些调整，硬件功能向软件方向发展；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。总之，我国的电子称衡器要打入国际市场。参与国际竞争。就必须执行国际法制计量组织制定的国际建议并要有国际水平的技术与装备、有国际水平的质量。这就要求企业以技术为先导、以质量为中心、以管理为基础，努力提高制造技术与制造工艺水平，稳定产品质量。增强国际市场竞争能力。13设计的主要内容利用单片机所设计的电子秤具有基本称重、键盘输入、计算价格、显示、超重报警功能。电子秤的测量范围为010KG，测量精度达到1G，有高精度，低成本的特征。首先用传感器把重量转换成电压信号，再将电压信号放大输入A/D转换，利用A/D转换工具将模拟信号转化为数字信号，得到的数字信号传送至单片机，通过程序对信号进行处理，实现称重功能，然后将重量与键盘输入单价相乘计算出总价，并将重量和价格用LED显示出来。第二章数字显示电子秤的总体设计21数字显示电子秤的组成结构及工作原理电子秤的基本结构由称重传感器、前置放大器、模数转换器、单片机、接口、键盘及显示器等七部分组成，其中单片机为主要部件，其组成结构框架如图21所示。当商品放到秤盘上时，秤盘下的重量电阻应变式传感器产生一电信号，信号的强弱随商品重量的大小而变，该电信号经放大电路放大后，送入A/D转换芯片进行模数转换，转换后的数字量与物重成正比，再进入89C52单片机经过数据处理，89C52单片机产生一组满足显示要求的数据，送至显示电路显示出实际重量。另一方面，商品单价通过键盘扫描电路送入89C52单片机，经过数据处理，送至显示电路显示,物重与单价经过运算产生总价，也在显示电路上同时显示出来。称重传感器前置放大器模数转换器单片机接口键盘盘显示器图21基本组成结构框图。22设计基本要求（1）电子秤必须具有清零、去皮重、净毛转换、最大称量设定、自动累计、过量程报警等功能；（2）最大秤重10KG，精度为2G；（3）采用4位半共阴红色LED显示，价格、金额精确到小数点后2位数，质量精确到小数点后三位；第三章数字显示电子秤的硬件设计与实现31传感器模块及前置放大器要达到设计的性能要求，传感器的精度起着决定性作用,本设计选用应用于称重系统90以上的高精度电阻应变式传感器。电阻应变传感器是将被测量的力通过它所产生的金属弹性变形转换成电阻变化的敏感元件。题目要求称重范围10KG，重量误差不大于0005KG，考虑到秤台自重、振动和冲击分量，还要避免超重损坏传感器，所以传感器量程必须大于额定称重即10KG。我们选择的是LPSIII型传感器，量程20KG，精度为001，满量程时误差0002KG,可以满足本系统的精度要求。本设计的测量电路采用最常见的桥式测量电路（见图31），用到的是电阻应变传感器半桥式测量电路。它的两只应变片和两只电阻贴在弹性梁上，测量电阻随重力变化导致弹性梁应变而产生的变化。电阻的变化使桥式测量电路的输出电压发生变化。即输出电压的变化反映出重力的变化。电桥的输出电压可由下式表示2241234RRUOUTUINUINUOUT_R1R1R2R2R4R4R3R3BRIDGER1图31全桥测量电桥图32A/D转换模块321AD7705的结构AD7705是一个完整的16位A/D转换器，其内部由多路模拟开关（MUX）、缓冲器、可编程增益放大器（PGA）、调制器、数字滤波器、基准电压输入、时钟电路及串行接口组成，其内部结构图如321所示。其中串行接口包括寄存器组，它由通讯寄存器、设置寄存器、时钟寄存器、数据输出寄存器、零点校正寄存器和满程校正寄存器等组成。该芯片包括2通道差分输入。缓冲器电荷平衡型A/D转换器数字滤波器调制器PGAMUX时钟发生器VCCREFINREFINAIN1AIN1AIN2AIN2MCLKINMCLKOUTGNDDRYESTSCLKCSDINDOUTA1128串行接口寄存器组图321AD7705的内部结构图322器件功能AD7705可编程增益放大器（PGA）可通过指令设定，对不同幅度的输入信号实现1、2、4、8、16、32、64、128倍的放大，因此AD7705即可接受从传感器送来的低电平输入信号，然后产生串行的数字输出。利用转换技术实现了16位无丢失代码性能。选定的输入信号被送到一个基于模拟调制器的增益可编程专用前端。片内数字滤波器处理调制器的输出信号。通过片内控制寄存器可调节滤波器的截止点和输出更新速率，从而对数字波器的第一个陷波进行编程。AD7705串行接口可配置为三线SPI接口。增益值、信号极性以及更新速率的选择可用串行输入口由软件来配置。该器件还包括自校准和系统校准选项，以消除器件本身或系统的增益和偏移误差。CMOS结构确保器件具有极低功耗，掉电模式减少等待时的功耗至20W（典型值）。其主要特点如下1可将输入信号范围从020MV到025V和20MV25V的信号进行处理；22个全差分输入通道的ADC（16位无丢失代码、0003非线性）；3可编程增益前端增益1128；4有对模拟输入缓冲的能力；52733V或475525V工作电压；63V电压时，最大功耗为1MW；7等待电流的最大值为8A；323AD7705各引脚功能SCLK串行接口时钟输入端。MCLKIN芯片工作时输入端。可以是晶振或外部时钟，其频率范围为500KHZ到5MHZ。MCLKOUT时钟信号输出端。当用晶振作为芯片的工作始终时，晶振必须接在MCLKIN和MCLKOUT之间。如果采用外部时钟，则MCLKOUT可用于输出反相时钟信号，以作为其他芯片的时钟源。该时钟输出可以通过编程来关闭。片选端，低电平有效。CS片选复位端。当该端为低电平时，AD7705芯片内的接口逻辑、自校准、数据滤RET波器等均为上电状态。AIN1,AIN1分别为第1个差分模拟输入通道的正端与负端。AIN2,AIN2分别为第2个差分模拟输入通道的正端与负端。REFIN,REFIN分别为参考输入通道的正端与负端。DIN串行数据输入端。向片内的输入移位寄存器写入的串行数据由此输入。根据通讯寄存器中的寄存器选择位，输入移位寄存器中的数据被传送到设置寄存器、时钟寄存器或通讯寄存器。DOUT串行数据输出端。从片内的输出移位寄存器读出的串行数据由此端输出。根据通讯寄存器中的寄存器选择位，移位寄存器可容纳来自通讯寄存器、时钟寄存器或数据寄存器的信息转换结果输出端。A/D转换结束标志。DRYAD7705输出移位寄存器读数时序如图322所示AD7705向输入移位寄存器写入数据时序写如图323所示AD7705电路如图如324所示图322AD7705输出移位寄存器读数时序图图323AD7705向输入移位寄存器写入数据时序图图324AD7705模块33单片机模块该智能电子秤采用ATM公司的AT89C52作为CPU，它是一种低功耗高性能的八位CMOS微控制器，与MCS51微控制器件兼容本设计的控制电路。以单片机89C52为控制中心，负责接收数据和外接设备的信号，再处理数据，发出控制信号，以达到所需的要求。AT89C52的基本结构功能（1）AT89C52输入输出端口定义如下P03超重报警电路P2口芯片8279与单片机的接口P168279的片选端P1口AD转化模块（2）外部中断INT1用于键盘中断服务程单片机外部中断INT1完成对键盘显示接口功能芯片8279的按键和数据状态显示的控制，并可输入单价，各种命令处理，显示价格、重量等参数。（3）定时中断T0用于A/D转换中断延时电子秤作为一种称重仪器，对所称精确度要求颇高，所以必须通过数值滤波求的有效采样值，通过定时来完成这一系列的操作。我们定时05S，即定时为50MS，分10次来累计结果。（4）定时中断T2用于键盘中断延时T2设为定时器状态，定时时间为13MS。在中断服务中首先扫描键盘，判断有无键按下。若有，则执行键识别程序。然后返回主程序进行其他操作。单片机总电路图件附录二734键盘显示与接口模块341键盘键的功能键盘输入是实现电子秤人机交互部门。根据仪器要求的功能，设计了由16个按键（44矩阵键盘）和1个板键开关组成的键盘、开关输入电路，如图341所示扳键开关控制仪器电源的通断16个按键分别是10个数字键09、小数点键和5个功能键清零、去皮重、转换/校正、累计、保持。图34144矩阵键盘1称重前，若显示的值不为0000，则按“去皮”键清除为0000；若被称物品需用盛器装载，先将盛器放在秤盘板上，按“去皮”键，屏幕显示为0000，然后装入被称物品进行称量。称重过程。将被称物品放在秤盘上，稳定后，被称物品重量称好，按“保持”键储存；取下被称物品，显示屏显示物品净重量数值并自动保持（一旦进入重量保持状态后，只有按“去皮”键才能退回到正常称重状态）。在显示单价状态下，应先按“转换”键，再按“去皮”键，才可进入正常称重状态，不在显示单价状态下，直接按“去皮”键即可。当重量显示超过最大秤量值10KG时，报警器响，表示仪器处于超载状态。电子秤不允许超载使用。2单价输入及清除。称重结束取下物品（已在重量保持状态下），再直接按数字键输入单价。单价清除按“清除”键。3显示金额。当单价置入后，按“转换”键，则显示本次称量的金额；若显示“E”表示超出计价范围。按“去皮”键，又可进行称量。4金额累计。如果需要将几种金额累加就得使用“累计”键。在每次称完物品显示金额状态下，按“累计”键，就把该次金额累加到总额中去。若显示“E”，表示累计总额值超出计价范围。（5）校正。按“校正”键超过1分钟，仪器修正信息处理中拟合函数的系数，完成非线性校正。342键盘和显示电路本系统中有16位LED显示器，44键盘和8279的接口电路。图中键盘的行线接8279的RL0RL3，8279选用外部译码方式，SL0SL3经74LS138译码输出，连接键盘的列线，通过读取行列电平来确定哪个键按下。因显示位数比较多，所以要用到4线16线译码器74LS154，SL0SL3又由74LS154译码输出，经7407驱动后到显示器LED的各个位的公共阴极。输出线OUTB0OUTB3、OUTA0OUTA3作为一个8位段选码数据输出端口，控制LED显示器每一位数码管显示的内容，当从一位LED数码管向下一位切换时，由消隐输出线BD输出低电平，74LS154译码产生低电平，使74LS138输出全为高电平。此时，在8位段数据输出端口输出下一个LED显示位的显示内容。74LS138译码循环产生低电平，8位段数据输出端口也依次把公共阴极为低电平位的显示位中的内容显示出来，当这一过程很快显示时，人们就会在几个LED中看到了显示出来的不同内容。在连接32键以内的简单键盘时，CNTL、SHIFT输入端可接地。74LS07芯片是8279作为LED数码管显示器的段选码输出端口的同相驱芯片。A01A12A23E14E25E36Y77Y69Y510Y411Y312Y213Y114Y015GND8VCC16SN74LS138NU6CLK3RL78RL67RL56RL45DB012DB113DB214DB315DB416DB517DB618DB719IRQ4CS22RD10WR11RESET9CNTL37SHIFT36RL02RL11RL239RL338SL032SL133SL234SL335BD23OUTA324OUTA225OUTA126OUTA027OUTB328OUTB229OUTB130OUTB031A021GND20VCC408279U8L1S0S1S2S3S4S5S6S72K200UF5V11212SN74LS07DU1AY01Y12Y23Y34Y45Y56Y67Y78Y89Y910Y1011GND12Y1113Y1214Y1315Y1416Y1517OE118OE219D20C21B22A23VCC24DM54LS154JU712345678910111213141516MHDR1X16LED位选1234MHDR1X4键盘列线1234MHDR1X4键盘行线12345678MHDR1X8LED段选码LED段选码图342键盘显示电路35过量程报警模块由于压力传感器LPSIII型的最大承受压力为20KG，本文的称重范围是10KG，若重物的重量超过了限定值，会影响测量结果。文中采用报警电路如图35所示，用于及时告知是否超量程使用，当单片机检测到超重信号时，从P03发出一个40KHZ的方波进行报警提示。图35过量程报警模块第四章数字电子秤软件设计41系统软件设计软件主程序包括显示程序、键盘处理程序、A/D转换程序、数据转换处理程序。控制器中AT89C52的P15为A/D中断请求输入线，INT1为键盘中断服务程序。A/D中断服务程序完成采样数据的存储；键盘中断服务程序完成扫描，判断数字键或功能键，若为数字将其数据送入数据缓冲区和显示缓冲区。若是功能键进入相应功能键处理程序。主程序流程图如图41所示系统初始化A/D转换模块数据处理显示键盘中断图41主程序流程42键盘软件设计我们知道键盘和显示是人与微机系统打交道的主要设备。在本系统中我们采用8279可编程键盘/显示管理接口。利用8279可实现对键盘/显示器的自动扫描，以减轻CPU负担，并具有显示稳定、程序简单、不会出现误动作等特点。程序原理如下1（1）键扫描子程序主要判断有无键按下，利用8279的RL0RL3和SL0SL3端口判断键入数据的个数或没有输入字符。当RL0RL3四位全为0时，便可判断无键按下，2（2）当判断有键按下后，就转向取键值子程序。首先取出行、列号进行拼装，得到所需的键号。然后与数OAH相比较，从而判断出是功能键还是数字键。若是功能键就转到功能键处理子程序；若是数字键就调用显示子程序进行显示。3（3）显示子程序。首先置显示缓冲区首址和计数长度，然后取显示数据转换为段选码，送到LED上显示。421键盘扫描本系统中键盘控制采用中断方式实现，利用外部中断1端口来实现。微处理器平时周而复始扫描键盘，当发现有键按下时，首先判断是命令键还是数字键。若是数字键，则把按键读数存入存储器，并显示；若是命令键，则根据按键读数查阅转移表；以获得处理子程序的入口，子程序执行完后继续扫描键盘。图421为键盘扫描流程图去皮键清单价累计键小数点数字键返回扫描P2口当前重量送入皮单价清零将金额累加并清单价存入单价整数部分F不为1存入单价小数部分建标志F1YYYY开始YNYN图421键盘扫描流程图422数字显示单片机确定哪个键按下时，通过SL0SL3输出控制信号经74LS154译码器选择相应的LED位，在8279芯片OUT0OUT7输出8位段数据，LED显示内容。如要换位显示则单片机检测BD是否输出低电平，若是74LS1547译码输出高电平，74LS138译码循环产生低电平，8位段数据输出端口也依次把公共阴极为低电平位的显示位中的内容显示出来，当这一过程很快显示时，人们就会在几个LED中看到了显示出来的不同内容。43A/D转换程序在智能电子秤控制系统中，除了控制单元和执行单元外，还必须有反馈环节。在反馈环节中，最重要的就是对数据的采集。本文以AT89C52单片机为核心，设计一个基于单片机的数据采集系统，通过模拟电压形式输入系统，经AD7705可以采集2路模拟量，精度为16位，并经多次采样，通过滤波，取得更精确的重量值。启动A/D设采样次数建立采样标志读A/D数字量存入片内RAM采样次数是否到采样F0是否建立结束采样值滤波取平均值YNNY中断图43AD7705A/D流程框图44数据处理程序441重量转化本课题中，A/D转换采用AD7705芯片，它是16位输出，重量计算要求精确到克，其输出值范围为0000000000000000B1111111111111111B转换为十进制数065535，而系统所要求输出重量范围010000G，所以我们进行线性参数的标度变换，WX（WS/NS）NX。WX为实际重量值WS，满量程重量10000G，NS为16位二进制值，NX为AD装换读取值，其量化单位为10000/65535015。如下为使技术方便我们将01515/100，即化为定点数来算。442价格计算价格计算公式SUWX，S为价格U为单价，WX为实际测得重量值。第五章数字显示电子秤的设计结论单片机控制的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。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。电子秤不仅要向高精度、高可靠方向发展,而且更需向多种功能的方向发展。目前飞电子秤技术朝着以下方向发展（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、计价、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。在整个毕业设计过程中，我对大学四年所学的知识有了一个系统的认识和理解，尤其是对本课题所用到的单片机及其相关知识有了进一步的掌握，对利用单片机进行控制系统的设计与开发又及对系统的分析和问题的解决有了切身的认识和体会，正所谓学以致用，在此实践过程中增长了知识、丰富了经验，提高了解决问题的能力。系统的分析与设计过程是对学习的总结过程，更是进一步学习和探索的过程。控制系统的开发设计是一项复杂的系统工程，必须严格按照系统分析、系统设计、系统实施、系统运行与调试的过程来进行。系统的分析和设计是项很辛苦的工作，同时也是一个充满乐趣的过程，在设计过程中，要边学习，边实践，遇到新问题就不断探索和努力即可使问题得到解决。参考文献1章寿华,朱学仪,刘贤群,成永清自动灌装用数控电子秤简介J化工自动化及仪表,1979,042张海龙基于AT89C2051控制的电子秤J电子世界,2010,063尤天保,金祖望,姚建华料斗式自动计量电子秤J化工自动化及仪表,1984,024朱嘉林,冯锡娟,张汝有电子秤的智能化设计J山东大学学报工学版,1987,035张锦凤电子秤与计算机联机运行的故障判断及对策J冶金自动化,1993,056金仲元,葛宗涛,戴宝娣国产化高精度商用电子秤传感器的设计与补偿J上海交通大学学报,1989,057石钢钢研所专业室测试组电子秤三第二章电子秤的显示仪表J冶金自动化,1977,038石钢钢研所专业室测试组电子秤四第三章电子秤的几种特殊电路J冶金自动化,1977,049孙希基于单片机控制的电子秤设计J网络财富,2010,19附录一A/D转换程序INCLUDESBITAD_CSP11/AD转换器AD7705硬件I/O定义SBITAD_SCLKP10SBITAD_DOUTP14/AD输入输出I/OSBITAD_DINP13/AD输入输出I/OSBITAD_RESETP12/AD7705复位SBITAD_DRDYP15/AD7705DATAUNSIGNEDINTLSB,MSBVOIDDELAYDATAUNSIGNEDINTII0WHILEI7000IVOIDAD_WRITEUNSIGNEDCHARCOMMAND/数据输入DATAUNSIGNEDCHARIAD_SCLK1AD_CS0I8WHILEI0AD_SCLK0AD_INCOMMANDAD_SCLK1COMMANDCOMMAND1IAD_DIN1/送完命令置1,准备输入数据AD_CS1/设置A/D转换模式然后可以连续读出结果VOIDAD_SETUNSIGNEDCHARCH,UNSIGNEDCHARGAIN/CH1,2GAIN0,1,2,31,2,4,8CH通道GAIN增益DATAUNSIGNEDCHARI0X46/单极性,加缓冲器DATAUNSIGNEDCHARJGAINJJ3II|JAD_WRITE0X0FCH/写通讯寄存器,选择通道1,2,并建立下一个操作为写设置寄存器AD_WRITEI/写设置寄存器,清除FSYNC,建立增益等运行条件/初始化被选通道为自校准模式,有缓冲器/A/D转换结果读取函数UNSIGNEDINTAD_PRODATAUNSIGNEDINTJ,K0DATAUNSIGNEDCHARKKWHILEAD_DRDY1AD_WRITE0X38/读通讯寄存器,选择通道1,2,并建立下一个操作位读数据寄存器AD_SCLK1/读取结果AD_CS0KK16WHILEKK0KK1AD_SCLK0JAD_DOUTAD_SCLK1KK|J/或KKAD_CS1AD_DOUT1RETURNK/AD初始化复位,50赫兹输出速率AD_INITAD_CS0AD_RESET1/复位AD转换器101脉冲,40MSDELAYAD_RESET0DELAYAD_RESET0DELAYAD_RESET1AD_WRITE0X20/写通讯寄存器,选择通道1,并建立下一个操作为写时钟寄存器AD_WRITE0X04/写时钟寄存器,设时钟信号位于使用的主时钟信号24576MHZAD_WRITE0X10AD_WRITE0X46VOIDAD_JIAOZHUN/初始化A/D,校准两个通道在通道一上持续工作AD_INITAD_SET1,0WHILEAD_DRDY0WHILEAD_DRDY1WHILEAD_DRDY0WHILEAD_DRDY1/AD_WRITE0X20/写通讯寄存器,选择通道1,并建立下一个操作为写时钟寄存器,掉电/AD_WRITE0X14/A/D基准断电VOIDMAINAD_JIAOZHUNLSBAD_PROMSBAD_PROY01Y12Y23Y34Y45Y56Y67Y78Y89Y910Y1011GND12Y1113Y1214Y1315Y1416Y1517OE118OE219D20C21B22A23VCC24DM54LS154JU7A01A12A23E14E25E36Y77Y69Y510Y411Y312Y213Y114Y015GND8VCC16SN74LS138NU61267913143581012VSS11GND4DS75492MU51267913143581012VSS11GND4DS75492MU21267913143581012VSS11GND4DS75492MU3ABFCGDEVCC1234567ABCDEFG8DPDP910NCDPYREDCADS11ABFCGDEVCC1234567ABCDEFG8DPDP910NCDPYREDCADS12ABFCGDEVCC1234567ABCDEFG8DPDP910NCDPYREDCADS13ABFCGDEVCC1234567ABCDEFG8DPDP910NCDPYREDCADS14ABFCGDEVCC1234567ABCDEFG8DPDP910NCDPYREDCADS6ABFCGDEVCC1234567ABCDEFG8DPDP910NCDPYREDCADS7ABFCGDEVCC1234567ABCDEFG8DPDP910NCDPYREDCADS8ABFCGDEVCC1234567ABCDEFG8DPDP910NCDPYREDCADS9ABFCGDEVCC1234567ABCDEFG8DPDP910NCDPYREDCADS1ABFCGDEVCC1234567ABCDEFG8DPDP910NCDPYRED