毕业设计（论文）
（2015届）
题 目：基于51单片机的电子秤设计 专业名称：应用电子技术 姓 名：谢玉夏 学 号：1210401038
班 级：2012级应用电子技术 指导教师：刘志芳
2014年 12 月 30 日
摘要
称重技术是人类生活中不可缺少的部分，自古以来就被人们所重视。作为一种计量手段，被广泛应用于工业、农业、贸易等各个领域。随着现代文明和科学技术的不断进步，人们对称重技术的准确度要求也越来越高，电子秤产品技术水平的高低，直接影响各行各业的现代化水平和社会经济效益的提高。近年来，电子称重技术取得了突飞猛进的发展，电子秤在称重计量领域中也占有越来越重要的地位，其应用领域也在不断地扩大。尤其是商用电子秤，由于其具有准确度高、反应灵敏、结构简单等优点，被广泛应用于工商贸易、轻工食品、医药卫生等领域。目前，机械秤正在逐步被电子秤取代，这就促使电子秤的研究需要进一步的深入。
本设计是以AT89S51为核心的一种高精度电子秤，系统采用模块化设计法，其硬件结构主要包括：数据采集模块、最小系统模块、电源模块、键盘和显示模块。其中，数据采集模块包括称重传感器和A/D转换电路；最小系统部分主要包括AT89S51和扩展的外部数据存储器；键盘由4×4位矩阵键盘组成；显示部分LM4229液晶显示。软件部分由C语言编程，实现对各部分的控制。该电子秤可以能够显示商品的名称、价格、总量、总价等；能够自动完成商品的价格计算；能够储存几种简单商品的价格；能够具有超重提醒功能。其称重范围为0～5Kg，分度值为0.001g。整个系统结构简单，使用方便。
关键词：电子秤；AT89S51单片机；称重传感器；A/D转换电路；液晶显示
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目录
1 绪论 ........................................................... 1
1.1 选题的背景与意义 ......................................... 1
1.1.1 选题的背景 .......................................... 1 1.1.2 选题的意义 .......................................... 2 1.2 电子秤的研究现状及发展趋势 ............................... 2
1.2.1 电子秤的研究现状 .................................... 2 1.2.2 电子秤的发展趋势 .................................... 3 1.3 本文的结构 ............................................... 4 2 系统总体方案设计 ............................................... 5
2.1 电子秤的基本知识介绍 ..................................... 5
2.1.1 电子秤的基本结构 .................................... 5 2.1.2 电子秤的工作原理 .................................... 5 2.1.3 电子秤的计量参数 .................................... 6 2.2 总体方案设计 ............................................. 7 2.3 系统各部分设计方案论证 ................................... 8
2.3.1 电子秤分度数的设定 .................................. 8 2.3.2 称重传感器的选定 .................................... 8 2.3.3 A/D转换器的选定 .................................... 14 2.3.4 单片机型号的选定 ................................... 16
3 硬件设计 ...................................................... 18
3.1 系统硬件结构图 .......................................... 18 3.2 单片机主控单元的设计 .................................... 18
3.2.1 单片机引脚说明 ..................................... 18 3.2.2 AT89S51最小系统设计 ................................ 20 3.3 数据采集模块设计 ........................................ 22
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3.3.1 传感器单元设计 ..................................... 22 3.3.2 A/D转换单元设计 .................................... 22 3.4 键盘和显示电路单元设计 .................................. 24
3.4.1 键盘电路设计 ....................................... 24 3.4.2 显示电路设计 ....................................... 25 3.5 系统总体原理图 .......................................... 25 3.6 硬件抗干扰设计 .......................................... 26 4 系统软件设计 .................................................. 29
4.1 主程序设计 .............................................. 29 4.2 LM4229液晶显示驱动程序 .................................. 30 4.3 ADC0832采样程序 ......................................... 31 4.4 键盘程序 ................................................ 31 5 系统仿真 ...................................................... 33
5.1 欢迎界面的仿真 .......................................... 33 5.2 无重物情况仿真 .......................................... 34 5.3 称量物体仿真 ............................................ 35 5.4 最大量程仿真 ............................................ 36 5.5 仿真总结与问题补充 ...................................... 37
5.5.1 仿真总结 ........................................... 37 5.5.2 问题补充 ........................................... 37
6 总结与展望 .................................................... 39 附录程序 ......................................................... 40 参考文献 ......................................................... 49
IV
1 绪论
1.1 选题的背景与意义
1.1.1 选题的背景
（1）电子技术渗入衡器制造业
随着第二次世界大战后的经济繁荣，为了把称重技术引入生产工艺过程中去，对称重技术提出了新的要求，希望称重过程自动化，为此电子技术不断渗入衡器制造业。在1954年使用了带新式打印机的倾斜杠杆式秤，其输出信号能控制商用结算器，并且用电磁铁机构与代替人工操作的按键与办公机器联用。在1960年开发出了与衡器相联的专门称重值打印机。当时的带电子装置的衡器其称量工作是机械式的，但与称量有关的显示、记录、远传式控制器等功能是电子方式的。 （2）电子秤步入社会
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。特别是近30年以来，工艺流程中的现场称重、配料定量称重、以及产品质量的监测等工作，都离不开能输出电信号的电子衡器。这是由于电子衡器不仅能给出质量或重量信号，而且也能作为总系统中的一个单元承担着控制和检验功能，从而推进工业生产和贸易交往的自动化和合理化。
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基础，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。
我国的衡器在20世纪40年代以前还全是机械式的，40年代开始发展了机电结合式的衡器。50年代开始出现了以称重传感器为主的电子衡器。80年代以来， 我国通过自行研制、引进消化吸收和技术改造，已由传统的机械式衡器步入集传感器、微电子技术、计算机技术于一体的电子衡器发展阶段。目前，由于电子衡器具有称量快、读数方便、能在恶劣环境下工作、便于与计算机技术相结合而实现称重技术和过程控制的自动化等
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