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简易电子称的设计

摘要：简易电子秤操作简单,低,生活随处可见.主要有以下功能：该电子秤称重范围为5g～1000g,当重量小于50g时,要求称重误差小于0.5g；当重量在50g及以上,称重误差可以放宽到小于1g.电子秤可以设置单价（元/克）,可计算物品金额并实额累加；电子秤具有去皮功能,去皮范围不超过100g；其他报警,显示,设置,校准等基本功能.整个系统功能齐全、使用方便、结构简单.

关键词：电子秤；430单片机；应变片

一、系统整体设计如下：

系统分为三部分,第一部分单片机控制模块；第二部分是人机交互模块；第三部分是数据采集模块.下面详细介绍各个模块实现.

1. 单片机控制模块.系统没有使用简单的51 单片机而采用了低功率模式的430 单片机.MSP430 系列单片机目前市场上最常用的、16 位超低功耗、具有精简指令集的混合信号处理器（Mixed Signal Processor）.其超低功耗、片内资源丰富、运算速度快、方便高效的开发环境.单片机负责对采集数据进行整理,计算,并显示.在数据采集处理阶段,系统对每一次数据采集30 个样本先去除最大5 个值,最小5个值,然后对剩下的20 个有效数据进行均值滤波处理.公式如下：

数据采集后,需要挑选最大的5 个数据,最小的5 个数据.然后在总数的基础上减去这10 个数据.这样做为了防止有干扰（机械干扰和电磁干扰）.在剩余20 个有效数据在进行均值滤波.实践证明这样能极大提高系统的稳定性和精确度.

2. 数据采集模块.数据采集模块,对整个系统尤为重要,是这个系统的基础.430 本身的AD 转换器精度不足以达到系统的精度.430 的内部AD 只有12 位,那么精度只能到：

这个在称重范围小时,会引起很大误差.目前,市场上用的比较多的是24 位芯片,我们最终采用了电子称专业高精度24 位AD 转换芯片HX711.HX711 与其它同类型芯片相比,该芯片集成了基本所需要的电路,具有抗干扰性强、集成度高、响应速度快的优点.

因为HX711 的高集成度,这样提高了政系统的可靠性以及称重性能.该芯片电路简单,编程也不复杂.内部的稳压电源可以直接向AD 转换器供电,不需要其它单独模拟电源.

3. 人机交互模块.由一个4×4 的矩阵键盘作为输入,LCD 液晶显示作为输出,蜂鸣报警模块配合提示使用.LCD主要显示称重结果和一些提示信息.蜂鸣报警器在称重超过500g 时,发出声音提示,避免使用者长期把超重物体放在称上,导致应变片的变形损坏.矩阵键盘用于用户输入和控制.整个交互操作简单,流程简易.

首先,用户选择是否去皮功能,如果去皮则将皮重进行称重.此时系统存储皮重.然后放入需要称重的物体,输入物体单价.系统给出去皮之后的重量和总价.如果选择不去皮,则直接称重并输入单价,系统界面给出物品总重量和总.

4. 电阻应变片.电阻应变片的安装很重要,稍微不注意,会导致数据采集的灵敏度不够,引起电子秤的精度达不到要求.

电阻应变片的测量原理为：简单地说,金属受力会变形,采取特殊金属可以使得金属变形时,电阻产生较大变化.系统根据电阻变化引起的电压或者电流变化而可以推出引起变化的外力大小,从而实现称重.

从以上基本原理中可以看出,首先要保证应变片与被测物体共同产生足够大的变形,并且系统要能识别出足够小的变形,数据采集后对小变形也能保证足够的精度,才能保证整个系统精度.因此应变片的承载杆应该在贴片处打孔,壁越薄则灵敏度越好；因此,应变片粘贴的基本原则是要保证电阻应变片本身的电阻值的稳定,才能得到准确的应变测量结果.所以应变片本身的质量和人工粘贴质量的好坏对测量结果和精度影响很大.

结束语

该系统经过调试,测试,2016 年江苏省大学生电子竞赛荣获一等奖.该系统称重反应快,校准方便简单,精度在0.5g以内,人机界面友好,操作简单.

电子称论文范文结:

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