電子秤作為現代新型稱(chēng)重儀器中的一種重要的形式，結合轉換和檢測相關(guān)技術(shù)以及信息處理技術(shù)。電子稱(chēng)的中心控制單 元是單片機，根據稱(chēng)重傳感器從而實(shí)現A/D轉換，組成部分主要包括顯示電路、鍵盤(pán)和相關(guān)軟件。此系統設計了電子稱(chēng)處理 數據以及自動(dòng)稱(chēng)重。

1.引言

測量物體自身的重量在人們的日常生活中十分普遍，所以 電子秤的用處很普遍，作為稱(chēng)重技術(shù)領(lǐng)域里面新型儀表電子秤 的代表，電子秤在很多的領(lǐng)域中都發(fā)揮著(zhù)很大的用途。本文電子稱(chēng)的中心控制單元是單片機，通過(guò)軟件和硬件的設計從而達 到智能稱(chēng)重的目的，同時(shí)按照物體的重量進(jìn)行轉變?yōu)槭澄锼鶎?應的熱量。本文在設計方面以高精確度，好穩定性為標準，保 證成本不增加的情況下，根據單片機的相關(guān)技術(shù)，進(jìn)而增強電 子秤的一些新型功能，從而推動(dòng)電子秤的進(jìn)步與發(fā)展。

2.電子稱(chēng)概述

物料計量在日常的生產(chǎn)中有著(zhù)很大的應用。計量的工具中 所包括的有稱(chēng)重裝置以及衡器裝置。隨著(zhù)工農業(yè)不斷的發(fā)展以 及不斷地擴大商品的流通，對衡器的要求也己經(jīng)逐漸增強，以 往所用到的機械杠桿秤無(wú)法滿(mǎn)足工業(yè)自動(dòng)化以及工業(yè)管理領(lǐng)域 的需求。隨著(zhù)近60年以來(lái)，因為傳感器技術(shù)以及計算機技術(shù)的 飛速成長(cháng)，電子稱(chēng)重技術(shù)不斷地走向前端發(fā)展，同時(shí)代替了傳 統的機械秤。特別是在這近70年初期中，由于出現了微處理機， 從而推動(dòng)了電子稱(chēng)重技術(shù)的進(jìn)步?，F代稱(chēng)重技術(shù)的特點(diǎn)主要是 圍繞著(zhù)準確高效，易操作，減少人為誤差等方面。稱(chēng)重裝置除 了包含重量數據的單體儀表以外，同時(shí)也是工業(yè)控制領(lǐng)域必不 可少的一個(gè)部件。對工業(yè)自動(dòng)化以及工業(yè)管理都有著(zhù)推動(dòng)的作 用，在企業(yè)的管理中能夠增強產(chǎn)品的質(zhì)量。

3.系統硬件設計

3.1設計的基本思路

在秤盤(pán)上放置物體，傳感器就會(huì )接收到壓力，此時(shí)傳感器 就會(huì )發(fā)生變形，因此緊隨著(zhù)會(huì )導致阻抗也友生改變。另外運用 激勵電壓也會(huì )出現改變，模擬信號將會(huì )輸出。模數轉換器會(huì )接 收這個(gè)輸出的模擬信號，并且模擬信號經(jīng)過(guò)了放大電路進(jìn)行了 放大。放大的信號會(huì )進(jìn)行轉換，從而形成數字信號，該數字信 號將會(huì )輸入到MCU運算器中，實(shí)現控制。按照鍵盤(pán)中的相關(guān)命 令M⑶和其他的就會(huì )在顯示器中輸出處理的結果。最后再把這 種結果顯示出來(lái)，如圖1所示。

3.2 A/D轉換器

模數轉換器主要是把輸入電壓信號向數字信號輸出進(jìn)行的 一種器件?？紤]到在系統中，傳感器中輸出的信號同時(shí)都是模 擬量，然而數字信號通常是單片機進(jìn)行處理的，因此要進(jìn)行生 成的模擬信號向數字信號轉化的過(guò)程。而這個(gè)過(guò)程的轉換是通 過(guò)A/D轉換器實(shí)現完成的，把外圍設備里面的模擬量向數字量 進(jìn)行轉換，最后再把結果傳到單片機中從而處理的過(guò)程是由單 片機完成。

3.3逐次逼近式A/D轉換器的工作原理

本文選擇的A/D轉換器是逐次逼近式A/D轉換器，它的組 成部分主要包括了控制電路、比較器、寄存器、D/A轉換器等。 根據比較的結果從而得出相應的數字量轉換，逐次逼近型A/D 轉換器的比較實(shí)現是通過(guò)逐位比較寄存器中高位到低位。并且 在這個(gè)轉換的過(guò)程中，主要的流程如下所示：

首先是將寄存器的每一位都自動(dòng)做清零處理，當需要做轉 換處理的時(shí)候，把最高位設成1，通過(guò)D/A轉換器實(shí)現轉換，對 比轉換和輸入模擬量的結果，當發(fā)現輸入的模擬量是大于轉換 的模擬量時(shí)候，那么就保留1，當發(fā)現輸入的模擬量是比轉換的 模擬量比小的時(shí)候，那么不保留1，接著(zhù)不斷地重復上面的過(guò)程， 依次實(shí)現第二位到最低位的處理，接著(zhù)寄存器里面的結果顯示 的是輸入模擬量相應的數字量。

3.4液晶顯示電路1602

1602選用的接口是通常使用的標準16腳，這16腳的具體 介紹如表1所示。

3.5接口電路

DM162液晶顯示模塊能夠與單片機AT89C51可以通過(guò)接口連接，接口電路如圖2所示。

4.系統軟件的設計

4.1數據顯示模塊

顯示字符的實(shí)現是通過(guò)顯示子程序完成的，先是將8279 的鍵盤(pán)顯示子程序進(jìn)行調用。鍵盤(pán)顯示子程序的實(shí)現需要通過(guò) 8279初始化命令完成實(shí)現，接著(zhù)把寫(xiě)顯示的命令輸出。在整個(gè) 顯示的流程中延時(shí)子程序是必須要調用的。如果輸入通道的時(shí) 候采集到的過(guò)程參數是新的，或者是有一個(gè)參數被儀表操作人 員輸入了，這個(gè)時(shí)候示驅動(dòng)程序模塊將會(huì )參與程序的調用。從 而把現今的顯示數據以及顯示符號進(jìn)行更新。

整個(gè)程序的核心部分是處理數據的子程序。數據處理程序 的目的主要是為了對輸入值系數進(jìn)行調整，從而將滿(mǎn)足量程要 求的數據輸出來(lái)。此外還可以將A/D轉換后的采樣結果輸出來(lái)， 這個(gè)轉換是十六進(jìn)制數轉換為十進(jìn)制數。

①系數調整

IN0的輸入值最大的是5V，當質(zhì)量是10kg的時(shí)候相應的 IN0值是4.8V，從而使得十六進(jìn)制轉換十進(jìn)制更加地便捷，并 且系數也可以實(shí)現100倍的放大。同時(shí)這個(gè)過(guò)程是通過(guò)小數點(diǎn) 位置的變化進(jìn)行展現的。

②數制轉換

該部分主要進(jìn)行的是進(jìn)制的轉換，如果是二進(jìn)制，那么左 移一位代表著(zhù)乘2倍，如果第四位進(jìn)位第五位的時(shí)候，數字就 會(huì )從8向16轉換。如果根據十進(jìn)制進(jìn)行數據的讀取，那么6就 會(huì )丟失，因此要進(jìn)行加6的處理，而這個(gè)操作是由6來(lái)完成的。 

4.2鍵盤(pán)管理模塊

鍵盤(pán)電路的設計實(shí)現部分選擇的矩陣式是4*4的，通過(guò)鍵 盤(pán)編碼的形式能夠知道數字從0到9，字母從A到F，都有一一 對應的鍵盤(pán)值，比如0對應的是0D8H，1對應的是roOH，而2 對應的是ODIH等。在鍵盤(pán)程序中能夠先對按鍵編碼進(jìn)行判斷， 接著(zhù)按照編碼把鍵盤(pán)中所表示的數值發(fā)給存儲單元中，而且按 鍵編碼和存儲單元中的值是一一對應的，然后再選擇相應的功 能也可以進(jìn)行數據處理，鍵盤(pán)管理模塊程序如圖3所示。

4.3報警子程序

因為閾值需要通過(guò)鍵盤(pán)進(jìn)行設置，因此需要設計報警電路， 在報警電路部分的報警能夠是有聲的，也可以是有光的，對比 處理顯示的結果和己經(jīng)設置的閾值，當發(fā)現顯示的結果是大于 設定的值的時(shí)候，就需要把P1中的0改成1，點(diǎn)亮發(fā)光二極管， 蜂鳴器也可以產(chǎn)生相應的聲音。在這個(gè)過(guò)程中要設置比較的程 序和清零處理的程序，報警子程序如圖4所示。

結語(yǔ)：由于電子秤有著(zhù)豐富多樣的技術(shù)，在我們的生活中， 電子秤的價(jià)格也很合理，所以在人們的日常生活中，電子秤幾 乎成為了廚房的常見(jiàn)物件。關(guān)于電子秤的功能還需要得到不斷 地改善。本文主要介紹了基于單片機的數字電子稱(chēng)的設計，系 統中圍繞著(zhù)軟件和硬件方面進(jìn)行展開(kāi)。