基于STC89C52单片机的电子秤系统设计

基于STC89C52单片机的电子秤系统设计

摘要：电子秤已经成为了十分普遍的称量工具，被广泛运用到各个场合中去，它的制作和研发结合了计算机技术，输入信息处理技术，传感器技术等。如今生活中不可或缺的新型称重仪器，它与我们的日常生活密切相关。电子秤计量准确、计算速度快，用起来较方便，更重要的是具有自动称重、显示数字的功能，在日常生活中，受到大家的一致欢迎。

本设计从三个方面进行了阐述，硬件电路设计方面，软件编程调试方面以及实物焊接调试这三个方面。本文主要的研究方案是利用STC89C52进行控制单元硬件电路的设计，收集采集到的压力传感器数据，然后使用24位的AD转换芯片进行的AD转换，单芯片处理完成后，将在使用LCD12864器件显示出来，如果显示效果没有闪烁，则证明稳定。

设计过程中，熟悉了电子器件设计的流程和电子器件的知识，将三年学到的知识运用到本次设计过程，提升本人实践能力。

关键词：STC89C52单片机；电子秤； HX711

摘　　要 1

Abstract 2

第1章概述 5

1.1 课题背景与研究意义 5

1.2 电子芯片国内外发展现状 5

1.3 系统设计要求 6

1.4 系统设计方案 6

1.5 电子秤的主要组成 6

1.5.1电子秤的基本结构 6

1.5.2电子秤的工作原理 6

1.5.3电子秤的计量性能 6

第2章系统硬件设计 7

1.6 2.1系统元器件选型及参数介绍 10

2.1.1系统单片机选型 11

2.1.2系统称重传感器选型 12

2.1.3系统AD转换芯片选择 13

2.1.4系统显示器选择 14

2.2系统硬件电路设计 15

2.2.1系统电源电路设计 11

2.2.2系统单片机主控电路设计 12

2.2.3系统显示部分电路设计 13

2.2.4系统超重报警指示电路设计 13

2.2.5系统按键输入电路设计 14

2.3系统硬件电路的绘制与PCB线路板制作 15

2.3.1Protell 99 SE软件介绍 15

2.3.2 系统原理图绘制与PCB印刷线路板制作 15

第3章系统软件设计 16

3.1 系统软件编程环境介绍 16

3.2 系统主程序流程图 16

3.3系统显示部分流程图 16

3.4系统按键调整部分流程图 17

第4章系统的制作、安装与调试 19

4.1电路的绘制与PCB板的制作 19

4.2系统的调试 20

4.3系统实物制作效果图 20

第5章总结与展望 21

5.1 总结与体会 21

5.2 展望 21

致谢 27

参考文献 28

附录一 32

第1章概述

1.1课题背景与研究意义

电子秤目前是比较流行的称重设备，它的身影已经出现在各个场合，是商品交易及日常生产过程中的重要的工具，相比传统的杆秤，地磅秤等非电子秤具有精确度高，受外部影响因素小，可信度高等特点。他们不断帮忙推进商品交易的公平性，工业化生产的精确性，为生产的完全自动化也提供了可能。对改善生产经营，提高商家信誉等方面都有显著的优势。称重设备被广泛运用到国民经济商业活动及生产的各领域，其带来的经济效益是十分显著的。

电子秤作为重力计量的新型的仪器，和传统的机械秤相比，他具有体积小，价格低，精度高，维护保养简单等特点。能适合所有的环境。同时，也可以协助将重力信号(即：获取的重量信息)通过网络通信进行远程传输。其主要原理是讲压力传感器收集到信息

电子秤重是将传感器收集到的物体重量转化为电信号来处理，一般电信号比较微弱，因此需要利用信号处理电将电信号进行放大。模拟电压信号被A/D转换电路转化成数字信号，然后进过放大后传进核心控制系统的单片机中，然后通过单片机的控制译码显示器，将重量显示出来。根据设计的要求，整个电子秤系统可以被划分成三个模块，人机交互液晶显示界面模块、控制器模块以及数据采集模块。其中压力传感器、信号的前级处理和A/D转换三部分组成了数据采集模块。被转化的数字信号输送到控制器进行处理，然后再将该数字量交由控制器处理，驱动显示模块完成人机间的信息交换。

1.2电子芯片国内外发展现状

中国是世界最大的半导体消费市场，中国每年需要进口2300亿美元芯片，而且连续多年位居单品进口第一位。但是，我们需要铭记的是，这2300亿美元芯片，要么是客户指定，不能更改的芯片，要么是中国不能自主设计生产，必须要进口的芯片。然而目前，全球芯片仍然被日本，欧洲，美国等三个地区的国家垄断，尤其是高端芯片领域。在高端芯片领域，由于国内厂商尚未形成规模效应与集群效应，所以其生产仍以“代工”模式为主。食物链的顶端，基本还是美国公司：英特尔和AMD的CPU，高通的手机处理器，英伟达的AI芯片、博通的光通信、无线通讯等芯片。2018年3月23日，IC Insights公布全球2017年Fabless（小编注：无厂半导体公司）情况。美国企业占全球份额约53%，加上即将迁回美国的新博通，美国占比约69%，可谓一家独大。中国大陆2017年占全球比约11%，低于台湾地区的16%，排名第三。而我们能够实现国产替代的芯片，大部分集中在电源，逻辑，存储，MCU，半导体分立器件等中低端产品。除了海思麒麟芯片还可以勉强和高通顶级对决，龙芯的CPU，展讯处理器+基带芯片，同创国芯的FPGA，长江存储的Falsh，Vanchip的RF芯片，汇顶科技的指纹芯片等等，都还在追赶的二万五千里长征路上。、工业、医学、军事国防和航天等领域的高容量应用中，需要高稳定性和高可靠性，生产芯片与国际通用水平之间的差距特别大。特别是一些具有高技术含量的关键器件：高速光通信接口、大规模FPGA、高速、高精度。ADC/DAC和其他核心领域也完全依赖于美国供应商。，还完全依赖美国供应商。国产替代，目前还只是一个美好的梦想。中国芯片自给率之低，甚至远低于石油：全球半导体市场规模达3200亿美元，全球54%的芯片都出口到中国，但国产芯片的市场份额只占10%。全球77%的手机是中国制造，但其中不到3%的手机芯片是国产的。芯片产业长期被国外厂商控制，不仅每年进口需要消耗2000多亿美元外汇，超过了石油和大宗商品，是第一大进口商品，更关键的是，我们所谓的“高科技”，更像是纸糊的风筝，徒有其表，稍有风雨，直线坠落。在这里，即使中国人拥有聪明的头脑和勤奋，也极难赶超。困难产业的背后是巨大的利益和商业价值。集成电路被称为电子工业中的食品，除了对国家和工业的安全有重大意义之外。美国Linear，ADI等企业的综合毛利率接近70%，而我们A股的芯片公司，平均毛利仅约30%。2017年开始，存储芯片涨价超过100%，MLCC涨价超过10倍，中国制造业成本整体上涨5%-15%，但无力反抗。这就是被人捏住命门，你没有太多反抗的余地。

1.3系统设计要求

1、基本设计要求

要求设计并通过实践制作，开发一款基于单片机的电子秤系统，能够实现基本的称重要求，如计量，去皮，归零等操作。

2、详细需求

本课题将采用STC89C52作为核心器件，来实现商品价格的计算以及电子称重的需求，从而实现预期的功能。

3、设计任务

本课题的主要设计任务如下所述：

（1）实现电子秤的基本功能，如称重计量，去皮，计算等（称量范围：0-300Kg，称量精度不超过±0.01kg）；

（2）具有计算总价的功能，当输入单价的时候出现称重物体的总价；

（3）当测量范围超出300Kg（最大值）时，该系统应安装报警指示装置（蜂鸣器报警提示）。

参考文献

[1]薛均义，张彦斌.《MCS-516系列单片微型计算机及应用》[M].西安交通大学出版社，1999.