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杭州易測計量設備有限公司

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電子秤的設計研究

本文設計的電子稱以單片機為主要部件，用C語言進行軟件設計，硬件則以雙孔梁，放大系統，A/D轉換系統，數碼管顯示系統的五部分組成，通過電路輸出電壓和標準重量的線性關系，建立具體的數學模型，將電壓量綱（V）轉換成重量綱（g）即成為一臺原始的電子稱，最后將所得的重量通過數碼管顯示出來。本文設計的電子秤雖然是一個極其簡單的儀器，但是通過它可以更深入的了解儀器的工作原理以及其優異的性能。
　　0 引言
　　在我們生活中經常都需要測量物體的重量，于是就用到稱，但是隨著社會的進步，科學的發展，我們對其要求操作方便，易于識別。隨著計量技術和電子技術的發展，電子稱向提高精度和降低成本方向發展的趨勢對低成本，高性能模擬信號處理器件需求的增加，通過近年來電子稱產品的發展情況及國內外市場的需求，電子稱總的發展趨勢是小型化，模塊化，集成化，智能化。
　　1 電子秤發展研究現狀
　　近幾年，我國的電子稱重系統從最初的機電組合型發展到現在的全電子型和數字智能型，電子稱重技術逐漸從靜態稱重到動態稱重發展，從模擬測量到數字測量發展，從單參數測量向多參數測量發展。在國際上一些發達國家在電子稱重力一面，特別是在準確性和可靠性等方面有了很大的提高，國外產品的品種和結構又有創新，技術功能和應用范圍不斷擴大。
　　隨著信息時代的到來在工業過程檢測和稱重計量與控制系統中，數字化電子稱和數字稱重系統的應用越來越多。作為一種計量手段，廣泛應用于工農業，科研，交通，內外貿易等各個領域，而且作為工業控制系統和商業管理系統的一個組成部分，它起到了縮短作業時間，改善操作條件，降低能源和材料的消耗，提高產品質量和加強企業管理，改善經營管理等多方面的作用，稱重裝置的應用已經遍及到國民經濟各領域，取得了顯著的經濟效益。
　　2 電子稱設計方案分析
　　2.1 電子秤的設計要求及工作原理
　　系統分為三大模塊：數據采集模塊，控制模塊，數碼管顯示模塊。當物體放在秤盤上時，壓力施給雙孔梁，該雙孔梁發生形變，從而使阻抗發生變化，同時使激勵電壓發生變化，輸出電壓信號通常很小，需要前端信號處理電路進行準確性的放大，輸出一個變化的模擬信號。模擬信號通過A/D轉換成數字信號，轉換成便于處理的數字信號輸出到CPU運算控制。然后由數碼管顯示出來。
　　2.2 數據采集部分的方案確定
　　2.2.1 傳感器
　　現代科學技術的發展，將人類社會帶入了一個信息社會，在這個信息社會，人們獲取大量的信息，人們的生活主要是依靠對信息的開發、傳輸與處理，傳感器在這個信息的處理過程中占有很重要的位置，是感知與獲取信息的窗口，信息的檢測與離不開傳感器，所有科學研究和生產過程要獲取的信息都要通過傳感器轉換為易傳輸與處理的電信號，因此傳感器在加工處理信息的過程中處于十分重要的位置。
　　2.2.2 A/D轉換部分
　　本次設計的電子稱由于是基于STC12C5A60S2控制的，STC12C5A60S2系列單片機ADC由多路選擇開關，比較器，逐次寄存器，10位DAC，轉換結果寄存器（ADC_RES和ADC_RESL）以及ADC_CONTR構成。
　　3 電子秤硬件設計分析
　　3.1 基于STC12C5A60S2單片機的主控模塊
　　單片機控制模塊使用的是STC12C5A60S2，使用該芯片很容易實現對其他模塊的控制。通過對單片機STC12C5A60S2寫入程序，可以方便的用軟件來控制整個過程。
　　3.2 數碼管顯示與傳感器系統
　　本次設計利用數碼管顯示系統將測量物體的質量顯示出來，七段顯示器就是一種典型的編碼輸出實例，可顯示0～9的阿拉伯數字。傳感器系統將測量雙孔梁發生形變通過電平傳給單片機工作。
　　4 電子秤軟件設計分析
　　C語言是一種通用的計算機程序設計語言，在國際上非常流行，它既可以用來編寫計算機的系統程序，也可以用來編寫一般的應用程序。單片機應用系統更是如此，C語言是當前最流行的程序設計語言，它像其他高級語言一樣，面向用戶，面向解題的過程，編程者不必熟悉具體得及損及內部結構和指令，C語言又像匯編語言一樣可以對機器硬件進行操作。
　　5 結論
　　電子儀器的水平隨著集成電路和計算機技術的發展而不斷提高，傳統的儀器被現代化智能儀器所取代是社會發展的必然結果，傳感器在信息加工和處理的過程中起到的作用越來越大，因此，應該加強對傳感器的開發利用，為促進電子儀器的發展提供幫助。

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