基于51单片机的多功能电子秤设计研究

潘佑华，林盛鑫

东莞理工学院，广东东莞 523808

基于51单片机的多功能电子秤和传统的度量工具相比，无论是精确度，还是操作方式都有着很明显的优势，电子秤精度高，使用方便简捷，而且电子秤的效率很高，能有效的避免不法商家在秤上弄虚作假，从而保护消费者利益。

1 电子秤工作原理

要进行电子秤设计研究，就要从电子秤的工作原理说起。电子秤中的压力传感器的作用是非常重要的，通常情况下压力传感器常采用电阻应变式，传感器在这里充当媒介的作用，即通过传感器将需要称量物品的重力转变成电压输出，经放大器放大电压过后，再经过A/D转换电路将电压变化的信息转变成相关的数据信息，之后由单片机完成最后的数据计算处理任务，数据处理之后在经由显示电路显示出称量重物的物重信息。

2 硬件部分

在第一部分中讲述了电子秤的设计原理，本部分则是关于电子秤的硬件部分，具体的有压力传感器、模数转换以及显示电路。

2.1 压力传感器

电子秤的压力传感器型号为FSGl5N1A型，是由Honeywell公司研制生产的。这种类型的传感器是以压阻效应作为基本原理，同时采用了半导体材料，这里的半导体材料是作为感应测试组件的。这里的提到的压阻效应主要是指当有外部压力作用在传感器的感测组件时，感测组件的压力值就会有相应的变化。压力传感器利用这一特性，当这些半导体材料组件遇到外界压力后会发生变形收缩，这时组件的电阻值会随着压力的变化而变化。但是由于传感器输出的电压十分微小，敏感度几乎达到了O.24mV/g，即便是满量程也不过1 500g而已，而且本设备中也没有放大电路等增大电压的处理设备，所以这些细微的数据处理起来将非常的困难，所以需要放大器的放大作用，以方便相关电路的处理。下面的是相关的物理公式，可供参考。

2.2 模数转换

在单片机电子秤的设计中选用的是有ADC0809转换芯片，即CMOS单片型逐次逼近式A/D转换器，它由8路模拟开关、地址锁存与译码器、比较器、8位开关树型D/A转换器、组成的模数转换芯片。本品采用单一电源，电压为+5V，即模拟输入的电压范围0V～+5V，输出的量为00H～FFH，需要的转化时间为100us，且在使用时是不需要进行调零的，这样使用时会非常的便捷。

2.3 显示电路

显示电路中的显示方式主要有两种分别是液晶显示和数码管显示。本设计中的89S51是没有专门配备的的液晶驱动接口，因此，本设计采用数码管显示方式。数码管显示的亮度高，而且价格低廉，在本设计中采用的是双阳数码管，这样既可以简化电路，同时还实现了亮度可调的需求。一般情况下，驱动电路常采用74I-1240芯片，因为该芯片支持高达24MHz的时钟频率，能满足显示电路的功能需求。

3 软件部分

本品在进行软件部分的设计时，第一步是从整体上设计出系统总框图以及各个区块的模块功能设计，同时还要有详细的功能计划；第二步是根据设计的图纸和方案进行具体设计，主要要有各个模块的流程图，采用合理的编程语言和工具进行程序设计，具体的设计内容有：进行代码设计、文档设计以及界面设计等；第三步也就是最后一步，调试、测试软件，以期达到预期的功能要求。一般情况下完整的软件系统是由主程序和若干个功能子程序组成。本设计中的子程序包含有显示子程序，信号处理子程序，以及A/D转换模块等。

3.1 ADC0809复位

ADC0809复位即分别将单片机P30按先后顺序放置于口l、置0，置于口1时START信号为高电平，置于口0时又使之为底电平，即将ADC0809复位。

3.2 数据采集

当完成复位工序后，才能启动模数转换开关。需要注意的是，当EOC=0时，则说明装换正在进行，EOC=l时候，说明转换已经结束。之后利用D0～D7数字信号输出口将转换的数据结果果传送给单片机Po，实现数字转换。

3.3 LED显示

在LED显示块中采用了发光二极管来显示字段，即发光二级管作为显示器件。一般情况下，七段LED经常应用于微机系统中。七段显示块与微机接口非常容易，即将一个8位并行输出口与显示块的发光二极管脚相连即可。显示方式分主要有两种，分别是动态和静态显示。本设计采用动态显示。先选中一个数码管，然后将相应的数值赋给该数码管。

4 结论

本文通过对基于51单片机的多功能电子秤设计的探讨分析，系统的论述了电子秤的设计过程和设计内容，文中分别对电子秤的工作原理，硬件部分以及软件部分的设计进行了论述研究，在硬件部分中的传感器设计是重点内容，本设计中的传感器采用压阻效应原理，以半导体材料作为感测组件，从而实现用电阻变化放映重力变化的目的。硬件部分还包括了显示电路和模数转换两个部分，本设计采用的是数码管显示，软件部分主要由主程序和各个子程序组成。

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