本科生课程设计（论文）
第1章 绪论
随着计量技术和电子技术的发展，传统纯机械结构的杆秤、台秤、磅秤等称量装置逐步被淘汰，电子称量装置电子秤、电子天平等以其准确、快活中经常都需要测量物体的重量，于是就用到秤，但是随着社会的进步、科学的速、方便、显示直观等诸多优点而受到人们的青睐。电子秤向提高精度和降低成本方向发展的趋势引起了对低成本、高性能模拟信号处理器件需求的增加。通过分析近年来电子衡器产品的发展情况及国内外市场的需求，电子衡器总的发展趋势是小型化、模块化、集成化、智能化；其技术性能趋向是速率高、准确度高、稳定性高、可靠性高；其功能趋向是称重计量的控制信息和非控制信息并重的“智能化”功能；其应用性能趋向于综合性和组合性。
电子秤是利用物体的重力作用来确定物体质量的测量仪器，也可用来确定与质量相关的其它量大小、参数或特性。不管根据什么原理制成的电子秤均由以下三部分组成：
(1)承重、传力复位系统
它是被称物体与转换元件之间的机械、传力复位系统，又称电子秤的秤体，一般包括接受被称物体载荷的承载器、秤桥结构、吊挂连接部件和限位减振机构等。
(2) 压力传感器
即由非电量（压力）变成电量的转换元件，它是把支承力变换成电或其它形式的适合于计量求值的信号所用的一种辅助手段。
按照压力传感器的结构型式不同，可以分直接位移传感器（电容式、电感式、电位计式、振弦式、空腔谐振器式等）和应变传感器（电阻应变式、卢表面谐振式）或是利用磁弹性、压电和压阻等物理效应的传感器。
对压力传感器的基本要求是：输出电量与输入重量保持单值对应，并有良好的线性关系；有较高的灵敏度；对被称物体的状态的影响要小；能在较差的工作条件下工作；有较好的频响特性；稳定可靠。
(3) 测量显示和数据输出的载荷测量装置
即处理压力传感器信号的电子线路（模数转换、电流源或电压源、调节器、补尝元件、保护线路等）和指示部件（如显示、打印、数据传输和存贮器件等）。这部分习惯上称载荷测量装置或二次仪表。在数字式的测量电路中，通常包括前置放大、过滤、运算、变换、计数、寄存、控制和驱动显示等环节。
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第2章 课程设计方案
2.1 概述
电子秤是利用物体的重力作用来确定物体质量的测量仪器，也可用来确定与物体质量相关的其他量的大小，参数，或特性。电子秤一般由以下三部分组成。承重、传力复位系统，压力传感器，测量显示和数据输出的的载荷测量装置。当被称物体放置在秤体的秤台上时，其重量便通过秤体传递到称重传感器，传感器随之产生力－电效应，将物体的重量转换成与被称物体重量成一定函数关系(一般成正比关系)的电信号(电压或电流等)。此信号由放大电路进行放大、再由模/数（A/D）器进行转换，数字信号再送到微处器的CPU处理和运算。运算结果送到内存贮器，需要显示时，CPU发出指令，从内存贮器中读出送到显示器显示。
本课设的主要设计思路是：利用压力传感器采集因压力变化产生的电压信号，经过电压放大电路放大，然后再经过模数转换器转换为数字信号，最后把数字信号送入单片机。单片机经过相应的处理后，得出当前所称物品的重量及总额，然后再显示出来。主要技术指标为：分度值0.001kg; 测量质量误差小于5%。
2.2 系统组成总体结构
前端信号处理时，选用放大、信号转换等措施，在显示方面采用具有字符图文显示功能的LCD显示器。这种方案满足设计要求，可以显示所称量的物体质量。系统总体结构框图如图2.1所示：
图2.1系统组成总体结构框图
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LCD显示压力传感器A/D放大电路转换器AT89C51报警器
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目前单片机技术比较成熟，功能也比较强大，被测信号经放大后送入单片机，由单片机对测量信号进行处理并根据相应的数据关系译码显示出被测物体的重量。单片机控制适合于功能比较简单的控制系统,而且其具有成本低,功耗低,体积小算术运算功能强,技术成熟等优点。
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第3章 硬件设计
3.1 AT89C51主控电路
3.1.1 主控制器AT89C51
AT89C51是一种带4K字节闪存可编程可擦除只读存储器。低电压，高性能CMOS8位微处理器，俗称单片机。该器件采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。由于将多功能8位CPU和闪烁存储器组合在单个芯片中，ATMEL的AT89C51是一种高效微控制器，为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。此外，AT89C51设有稳态逻辑，可以在低到零频率的条件下静态逻辑，支持两种软件可选的掉电模式。在闲置模式下，CPU停止工作。但RAM，定时器，计数器，串口和中断系统仍在工作。在掉电模式下，保存RAM的内容并且冻结振荡器，禁止所用其他芯片功能，直到下一个硬件复位为止。
3.1.2 单片机最小系统
单片机最小系统由AT89C51单片机、复位电路、晶振电路以及电源电路组成。如图3.1所示：
图3.1 单片机最小系统
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