稱重計(jì)量是人類生活中不可缺少的部分，由于電子秤具有準(zhǔn)確度高、反應(yīng)靈敏、性能穩(wěn)定、結(jié)構(gòu)簡單，環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，在工商貿(mào)易、輕工食品、醫(yī)藥衛(wèi)生等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。本文專門對(duì)高精度、小量程電子秤進(jìn)行設(shè)計(jì)，具體從系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)原理入手，對(duì)高精度、小量程的電子秤系統(tǒng)的硬件部分和軟件部分進(jìn)行了詳細(xì)論述，希望能對(duì)同行起到借鑒的作用。

   引言

稱重計(jì)量是人類生活中不可缺少的部分。隨著現(xiàn)代文明和科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，人們對(duì)稱重計(jì)量的準(zhǔn)確度要求越來越高。由于電子秤具有準(zhǔn)確度高、反應(yīng)靈敏、性能穩(wěn)定、結(jié)構(gòu)簡單，環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，在工商貿(mào)易、輕工食品、醫(yī)藥衛(wèi)生等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。同時(shí)，對(duì)于某些貴重金屬、有毒有害物質(zhì)及藥品等，由于其價(jià)格昂貴或者特殊性質(zhì).嚴(yán)格限制其重量非常重要。因此高精度小量程電子秤的研究就成為了解決這一問題的關(guān)鍵。

    一、系統(tǒng)整體方案設(shè)計(jì)

1、設(shè)計(jì)要求

本文擬設(shè)計(jì)一套高精度小量程電子秤。

2、系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)原理

電子秤具有計(jì)價(jià)和顯示的功能，包括單片機(jī)，鍵盤，顯示器等部分。由這些基本的構(gòu)件就構(gòu)成了實(shí)用電子秤的工作原理。市場上的電子秤雖然品種多樣但其原理都大致相同。即：稱重物品經(jīng)由裝在構(gòu)件上的重量傳感器，傳感器產(chǎn)生形變，導(dǎo)致激勵(lì)電壓變化從而產(chǎn)生可變得模擬輸出模擬信號(hào)，經(jīng)放大及濾波處理后由A/D處理器轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，數(shù)字信號(hào)有中央處理器CPU(單片機(jī))運(yùn)算處理，而周邊所需的功能及各種接口電路也和單片機(jī)連接應(yīng)用，最后，由顯示屏幕用數(shù)字方式顯示。

    二、系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

1、單片機(jī)的選擇

單片機(jī)選用我們熟悉的單片機(jī)。即最后電路的核心采用經(jīng)常用的，好用和廉價(jià)的ATEML公司的AT89C52。

AT89C52單片機(jī)是木設(shè)計(jì)所有功能的一實(shí)現(xiàn)的核心，它對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行起監(jiān)測和控制作用。AT89C52是一個(gè)低電抓，高性能CMIOS 8位單片機(jī)，片內(nèi)含8K Bytes的可反復(fù)擦寫的Flash只讀程序存儲(chǔ)器(ROM)和256 bytes的隨機(jī)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器(RAMI),其間采用ATMEL公司的高密度、非易事性存儲(chǔ)技術(shù)生產(chǎn)，兼容標(biāo)準(zhǔn)N(CS-51指令系統(tǒng)，片內(nèi)置通川8位中央處理器和Flash存儲(chǔ)單元，功能強(qiáng)大的AT89C52單片機(jī)可為您提供較復(fù)雜系統(tǒng)控制應(yīng)用場合。

2、其他硬件選型設(shè)計(jì)

顯示器采用4位集成式共陰性LED，單片機(jī)控制LED的數(shù)據(jù)顯示，采用兩片74LS273地址鎖存器來對(duì)位碼與段碼進(jìn)行上升延鎖存相應(yīng)的地址II為，字位II: DFFF H，字段口:BFFF H74LS02:非門，對(duì)單片機(jī)的片選信號(hào)取反，并和讀寫信號(hào)一起作用決定74Ls273的片選。

LED顯示采用并行驅(qū)動(dòng)電路，因?yàn)椴⑿序?qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)比較簡單，可清楚地說明地址與數(shù)據(jù)總線的復(fù)用情況，采用動(dòng)態(tài)掃描方式不停的掃描字位日，從而實(shí)現(xiàn)不同字位的數(shù)據(jù)動(dòng)態(tài)顯示。

壓力傳感器(稱重傳感器)準(zhǔn)確度等級(jí)包括:非線性形變，蠕變恢復(fù)，滯后重復(fù)性，靈敏度等級(jí)等技術(shù)指標(biāo)，選擇時(shí)既要滿足精度又要考慮其成本。稱重系統(tǒng)是對(duì)傳感器的輸出信號(hào)經(jīng)過處理后顯示結(jié)果，一次靈敏度要滿足稱重系統(tǒng)相匹配。

8位數(shù)模轉(zhuǎn)換器ADC0809由一個(gè)8路模擬開關(guān)、一個(gè)地址鎖存與i編碼器、一個(gè)n/D轉(zhuǎn)換器和一個(gè)三態(tài)輸出鎖存器組成。多路開關(guān)可選通8個(gè)模擬通道，允許8路模擬量分時(shí)輸入，共用A/D轉(zhuǎn)換器進(jìn)行轉(zhuǎn)換。三態(tài)輸出鎖器用于鎖存A/D轉(zhuǎn)換完的數(shù)字量，當(dāng)OE端為高電平時(shí)，才可以從三態(tài)輸出鎖存器取走轉(zhuǎn)換完的數(shù)據(jù)。

    三、系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

1、設(shè)計(jì)思想

分析系統(tǒng)的信息流向如下：

 模擬的產(chǎn)品質(zhì)量一(傳感器)一模擬的較小電壓量一（放大電路)一較大的電壓值一(AD轉(zhuǎn)換器)一二進(jìn)制的電壞一(BCD)一相應(yīng)的質(zhì)量輸出一(鍵盤輸入單價(jià)，井做相應(yīng)的數(shù)據(jù)處理)一顯示總價(jià)。

在手編寫各部分的程序之前，還需做兩件事：分配系統(tǒng)資源和設(shè)計(jì)流程圖。提高軟件設(shè)計(jì)總體效率的有效方法是先設(shè)計(jì)流程圖，在開始編程。程序流程圖的設(shè)計(jì)過程就是程序邏輯設(shè)計(jì)的過程。具體流程圖由于篇幅有限，在此不再贅述。

2、主要子模塊的設(shè)計(jì)

（1）AD0809數(shù)據(jù)采集濾波模塊的設(shè)計(jì)

 圖2所示的流程圖為AD0809數(shù)據(jù)采集，濾波模塊的設(shè)計(jì)。數(shù)據(jù)采集時(shí)，選用單片機(jī)用查詢方式來判斷AD0809是否將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換己完成。若完成了就讀結(jié)果并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行軟件濾波。系統(tǒng)采用軟件濾波，其優(yōu)點(diǎn)可概括為:(1)軟件濾波是一個(gè)計(jì)算過程，無需硬件，因此可稱性高并且不存在阻抗匹配問題(2)只要適當(dāng)改變數(shù)字濾波程序或有關(guān)濾波參數(shù).就能方便的改變?yōu)V波特性.在許多中濾波方式中，選用了算術(shù)平均濾波法。它是把N個(gè)連續(xù)采樣值相加，然后取起算術(shù)平均值作為本次測量的濾波值。

    將模擬數(shù)據(jù)進(jìn)行AD轉(zhuǎn)換，就需要將對(duì)他進(jìn)行量化，在本次的設(shè)計(jì)中，該系統(tǒng)的可以顯示的總質(zhì)量為250克，相對(duì)的電壓為5伏，量化為二進(jìn)制數(shù)就變?yōu)?55。電I與爪進(jìn)制數(shù)之問的系數(shù)為51，有傳感器出來的電壓轉(zhuǎn)換的程序不再贅述。

對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行AD轉(zhuǎn)換可以應(yīng)用以下幾種方式進(jìn)行：

1、中斷方式:將AD轉(zhuǎn)換器的EOC引腳與單片機(jī)的終端引腳相接，如果有數(shù)據(jù)需要轉(zhuǎn)換就向單片機(jī)發(fā)出終端中請，接到中請后進(jìn)行轉(zhuǎn)換，使用這種方式可以減少大量的時(shí)問，提高整個(gè)系統(tǒng)的工作銷率，

2、查詢方式:將AD轉(zhuǎn)換器的EOC引腳，與單片機(jī)的任意引腳相接，然后不停的查詢這一引腳的電平是否發(fā)生變化。

3、等待方式:采用延時(shí)程序，延時(shí)的時(shí)問大于Ad轉(zhuǎn)換所需要的時(shí)間，保證AD轉(zhuǎn)換可以在這段時(shí)間內(nèi)完成即可。

由于篇幅有限，本系統(tǒng)中其他模塊的實(shí)現(xiàn)及程序設(shè)計(jì)（如：鍵盤處理子模塊、顯示子模塊、電子秤售藥系統(tǒng)軟件程序）不能在此一一敘述，望讀者諒解。

   結(jié)論

本文設(shè)計(jì)了一套高精度、小量程的電子秤，對(duì)其系統(tǒng)的硬件部門和軟件部分進(jìn)行了詳細(xì)論述，希望能對(duì)同行起到借鑒的作用。