基于STC89C51单片机的电子秤设计研究论文

简介：
本文探讨了以STC89C51单片机为核心的设计方案，详细介绍了用于电子秤开发的应用实践，包括硬件电路设计和软件编程方法。 本设计系统以单片机AT89S52为核心控制单元，实现电子秤的基本功能。在设计过程中采用了模块化的设计方法，并分步完成了各个单元的功能模块开发。 系统的硬件部分包括最小系统、数据采集、人机交互界面和电源管理四个主要组成部分。其中，最小系统包含了AT89S52单片机以及外部扩展的数据存储器；数据采集部件由称重传感器组成，信号的前期处理通过运算放大器AD620完成，并使用ICL7135进行A/D转换；人机交互界面包括键盘输入和四位LED数码显示器，可以直观地显示重量信息并方便用户操作。电源部分则以LM317和LM337为核心设计了电路来提供系统正常工作的电力。 软件方面，则通过单片机C语言编程实现了所有控制功能。该电子秤具备基本的称重能力（0～9.999Kg，重量误差不超过±0.005Kg），并能显示购物清单信息、设置日期以及设定最多十种商品的价格，并且还具有超量程和欠量程报警的功能。 ### 基于STC89C51单片机的电子秤设计 #### 一、项目概述 本设计的目标是构建一款基于AT89S52（与STC89C51系列兼容）单片机的智能电子秤。这款设备不仅提供精确称重功能，还具备了方便的人机交互界面。 #### 二、系统组成及功能 ##### 系统架构 - **控制核心**：使用AT89S52作为主控单元，负责整体逻辑控制与数据处理。 - **硬件模块** - 最小系统包括单片机及其外设扩展（如外部存储器）； - 数据采集部分由称重传感器、AD620运算放大器和ICL7135 A/D转换器组成； - 人机交互界面采用键盘输入与四位LED数码显示，便于操作及观察结果。 - 系统电源则通过LM317和LM337稳压电路来提供稳定的电力供应。 - **软件部分**：使用C语言进行编程实现各种功能逻辑。 ##### 功能特点 该电子秤能够支持0～9.999Kg的称重范围，精度达到±0.005Kg。此外还具备显示购物清单、设置日期和商品价格以及超量程或欠量程报警等功能。 #### 三、关键组件解析 ##### 称重传感器 - **定义**：将非电量转换为电信号的元件。 - **分类与工作原理**：包括直接位移型（如电容式）及应变电阻型，通过物理变化转化为电阻改变再转变为电压信号输出。 - **选择依据和重要性**：考虑线性和灵敏度等性能因素。称重传感器是决定电子秤精确性的关键部件。 ##### 数据采集模块 该部分由称重传感器、AD620运算放大器及ICL7135 A/D转换器构成，负责将微弱的模拟信号放大并转化为数字形式供单片机处理使用。 - **桥式电路**：采用电桥来增强输出电压稳定性与准确性。 #### 四、技术细节 介绍了桥式电路的工作原理及其公式\(V = e \cdot \frac{R_1R_3 - R_2R_4}{(R_1 + R_2)(R_3 + R_4)}\)，以及温度补偿方法来提高系统的稳定性。 #### 五、总结 本段落档详细描述了基于AT89S52单片机的电子秤的设计方案。通过合理的硬件和软件配置及优化设计实现了实用且精确度高的称重系统，并提供了额外的功能和服务支持日常需求。