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基于51单片机的数字电子秤设计
摘要
作为电子度量衡器件的一种，电子秤在工业领域、科研领域以及生活中都扮演着一个很重要的角色，也是国家法定的一种测量用具。作为电子设备，其精准度是考量设备优越性的一个很重要的指标，电子秤在称重技术水平上的差异对生产生活中的各个领域有着直接的影响，并且影响着国家的经济效益以及社会效益。作为一种集传感器技术、数字电路技术、模拟电路技术以及通信技术等技术于一体的现代化度量衡设备，它还在发挥着越来越大的作用。
本文旨在利用51单片机实现数字电子秤的功能，设计主要包含硬件电路的焊接、搭建与调试、C语言代码的编程以及整体软硬件的联调。设计系统主要包含51单片机及其最小系统、压力传感器采集电路、AD转换电路、蜂鸣器报警电路、按键扫描电路及LCD液晶显示电路等。其中AD转换电路主要通过HX711芯片把压力传感器反馈回来的模拟信号转换为单片机可识别的数字信号，再由单片机经过一系列操作后通过LCD液晶显示屏显示出来。通过整体的软硬件调试可以看出，误差值从-0.003到+0.006kg，测量精度高，具有一定的实用价值。
关键词：51单片机，电子秤，AD转换，LCD1602液晶
目录TOC\o1-3\h\z\u
1绪论 4
1.1选题的背景及意义 4
1.2国内外研究现状 4
1.3本次课题的主要研究内容 4
2系统总体设计 6
2.1方案论证 6
2.2系统元器件选型及器件参数选型 8
2.2.1单片机的选择 8
2.2.2传感器的选择 9
2.2.3显示器选择方案 11
3系统硬件电路的设计 12
3.1系统电源电路设计 12
3.2单片机最小系统 12
3.2.1单片机介绍 13
3.2.2晶振电路 13
3.2.3复位电路 14
3.3系统显示电路设计 14
3.4超重报警提示电路设计 15
3.5按键输入电路设计 16
3.6称重电路设计 16
3.6.1称重传感器 16
3.6.2模拟信号采集芯片 17
3.6.3称重接口电路设计 18
3.7整体硬件设计 19
4系统软件程序的设计 21
4.1系统主程序软件流程图 21
4.2系统显示部分流程图 22
4.3系统按键部分流程图 22
4.4AD采样部分流程图 23
5系统调试 25
5.1程序的烧录 25
5.2调试分析 26
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1绪论
1.1选题的背景及意义
电子秤作为一种衡量物体质量的器件，是衡量物体重量的重要工具。作为称重技术中的一种新型仪表，目前广泛应用于各种工业和家庭领域，在一些需要使用称重的场合随处可见。与其他依靠物理量进行称重的称重设备不同的是，电子秤由于使用集成化的电路，因此所占用的空间很小，而且相对质量较轻，封装简单可靠，更换器件也较为方便，而且随着电子技术水平的不断提高，目前早已具备了各种有线、无线等数据传输功能，可以在手机APP上显示，便于实现重量显示的数字化，也便于与计算机联网，实现工业领域生产过程的自动化，并显着提高劳动生产率[1]。
自古为人们所推崇的度量衡设备的称重技术，其精准度是考量设备优越性的一个很重要的指标，电子秤在称重技术水平上的差异对生产生活中的各个领域有着直接的影响，并且影响着国家的经济效益以及社会效益。作为一种集传感器技术、数字电路技术、模拟电路技术以及通信技术等技术于一体的现代化度量衡设备，它还在发挥着越来越大的作用。本设计拟用单片机实现数字电子秤的功能，经过最终设计，误差值稳定在-0.003~+0.006kg之间，测量精度高，具有一定的实用性价值。
1.2国内外研究现状
从技术的发展历程可知，目前的称重技术历经三阶段，由最早的纯机械设备，到局部电子化的机电组合称，再到目前的集成电路搭建起来的智能电子秤设备，可以说，电子秤的发展历程离不开电子技术的发展，也正是因为电子科学技术的高速发展，才带动了这些传统度量衡设备的更新换代[3]。
我国的度量衡称重仪器由最初的机械秤发展到目前的智能数字化电子秤，经历的时间可谓相当漫长，不过近二十年是发展最为迅速的阶段。目前，数字电子秤的制造水平随着制造仪器设备的升级，其功能以及外观都有了显著的提升，从静态称重发展到动态捕捉式的称重，从模拟测量发展到数字测量及远程测量，从单一的参数测量到多元化参数测量。目前我们能看到了称重仪器已大部分被智能数字秤所取代了，这也大大地加快了工业自动数字化进程以及其他相关领域的步伐[4]。小