本文基于單片機和AD574設計了一款簡(jiǎn)易電子秤。電子秤是根據重力作用測量物體質(zhì)量的裝置，本文在分析測量原理的基礎上，選擇了比較簡(jiǎn)單的51系列單片機作為主控制系統，根據測量要求設計了傳感器電路、AD轉換電路、超量程報警電路、顯示電路、按鍵電路等，根據硬件電路，完成了相應的軟件設計。經(jīng)過(guò)測試，該簡(jiǎn)易電子秤應用簡(jiǎn)單，方便快捷，具有良好的應用前景。

電子秤是一種根據重力作用測量物體質(zhì)量的檢測裝置，隨著(zhù)電子技術(shù)的發(fā)展，在國民經(jīng)濟的各個(gè)領(lǐng)域，電子秤的應用越來(lái)越廣泛，對電子秤的要求也越來(lái)越高，本文根據當前電子秤的應用情況，分析采用單片機和AD574設計一款簡(jiǎn)易電子秤裝置，在分析測量原理的基礎上，選擇了比較簡(jiǎn)單的51系列單片機作為主控制系統，根據測量要求設計了傳感器電路、AD轉換電路、超量程報警電路、顯示電路、按鍵電路等，根據硬件電路，完成了相應的軟件設計。

1.測量原理

電子秤一般由三部分組成，稱(chēng)重傳感器、承重系統、傳力復位系統。在這個(gè)基礎上，分成了其他的硬件電路子單元，如單片機最小系統電路、傳感器電路、AD轉換電路、超量程報警電路、顯示電路、按鍵電路、存儲電路等。其測量原理是：將物體放置在承重系統的秤臺上時(shí)，其重量參數會(huì )通過(guò)傳感器，產(chǎn)生壓力-電效應，轉換為與其重量相對應的電信號，然后通過(guò)放大電路將電信號放大并經(jīng)過(guò)AD處理，最后將信號輸入給單片機處理，經(jīng)單片機處理后，將輸入信息顯示在LCD上。測量的精度一般由稱(chēng)重傳感器決定。

2.硬件電路設計

2.1 總體設計框圖

根據其測量原理，設計整體硬件框圖如圖1所示。主要包含壓力傳感器電路模塊、放大電路模塊、AD轉換模塊、LCD顯示器模塊、閾值報警模塊、單片機控制系統模塊。 　

2.2 傳感器電路設計

設計采用SP20C-G501電阻應變式傳感器，稱(chēng)重傳感器由組合式S型梁結構及金屬箔式應變計構成，具有過(guò)載保護裝置。過(guò)程設計中采用惠斯登電橋進(jìn)行電壓采集轉換，它能抑制溫度變化的影響，抑制干擾能力強，補償方便簡(jiǎn)單，因此選用的傳感器精度高、零漂小、工作穩定等。傳感器原理圖如圖2所示：

其工作原理：用應變片測量時(shí)，將其粘貼在彈性體上。當彈性體受力變形時(shí)，應變片的敏感柵也隨之變形，其阻值發(fā)生相應的變化，通過(guò)轉換電路轉換為電壓或電流的變化。由于內部線(xiàn)路采用惠更斯電橋，當彈性體承受載荷產(chǎn)生變形時(shí)，輸出信號電壓可由下式（1）給出： [Eout=R2×R4（R2+R4）×△R1R1+△R2R2+△R3R3+△R4R4×Ein] （1）

2.3 AD轉換電路設計

AD574是美國Analog Device公司生產(chǎn)的12位單片A/D轉換器。它采用逐次逼近型的A/D轉換器，最大轉換時(shí)間為25us，轉換精度為0.05%，所以適合于高精度的快速轉換采樣系統。芯片內部包含微處理器借口邏輯（有三態(tài)輸出緩沖器），故可直接與各種類(lèi)型的8位或者16位的微處理器連接，而無(wú)需附加邏輯接口電路，切能與CMOS及TTL電路兼容。AD574采用28腳雙列直插標準封裝。

2.4 LCD顯示電路設計

顯示電路采用LCD顯示。其驅動(dòng)方式包括靜態(tài)驅動(dòng)、動(dòng)態(tài)驅動(dòng)。本設計采用動(dòng)態(tài)驅動(dòng)的方式，電路原理圖如圖4所示。

2.5 報警電路設計

報警電路采用有源蜂鳴器設計，只要通電流即可發(fā)聲進(jìn)行報警，在其兩端并聯(lián)一個(gè)反向的二極管，防止誤報警。

3.程序設計

根據硬件原理分析和設計，軟件同樣分為幾個(gè)部分：傳感器信號采集部分、AD轉換部分、顯示部分和報警部分，其中數據處理部分最為重要，處理過(guò)程同樣比較復雜。必須利用單片機的中斷系統結構，如圖6所示。 

其主要部分程序代碼如下：

#include  

sbit CSPIN = P2^7； //93c46：CS 　sbit SCKPIN = P2^6； //93c46：CLK 　sbit SDOPIN = P2^4； //93c46：DATA OUT 　sbit SDIPIN = P2^5； //93c46：DATA IN　void EEPROMByteWrite（UINT8 addr，UINT8 value）； //寫(xiě)值為value到地址addr中 　void WriteRom（UINT8 addr，UINT8 value）； //寫(xiě)值為value到地址addr中，但不包括寫(xiě)允許和寫(xiě)禁止 　UINT8 EEPROMByteRead（UINT8 addr）； //從93C46中讀出地址為addr的值 　UINT8 ReceiveByte（void）； //接收8位數據 　void Sendsck（UINT8 c，UINT8 c1）； 　void EEPROMByteWrite（UINT8 addr，UINT8 value） 　　{Sendsck（0x80，0x60）；//write enable　CSPIN=0； 　　_nop_（）； 　_nop_（）； 　　WriteRom（addr，value）；Sendsck（0x80，0x00）；//write disable　CSPIN=0；　_nop_（）； 　_nop_（）； SCKPIN=0；　Delay1ms（10）；}　UINT8 EEPROMByteRead（UINT8 addr）　{UINT8 value；　Sendsck（0xc0，addr）； 　　Delay1ms（1）； 　　value=ReceiveByte（）；　　SCKPIN=0； 　　CSPIN=0； 　　Delay1ms（20）； 　return（value）；} 　void Writelong（UINT8 addr，UINT32 d）//寫(xiě)入一個(gè)LONG類(lèi)型 　　{EEPROMByteWrite（addr，d>>24）； EEPROMByteWrite（addr+1，d>>16）；　EEPROMByteWrite（addr+2，d>>8）； 　EEPROMByteWrite（addr+3，d&0xff）；} 　UINT32 Readlong（UINT8 addr）//讀一個(gè)LONG類(lèi)型 　{UINT8 d8；　UINT32 d32=0； 　d8=EEPROMByteRead（addr）；　d32|=d8；　d8=EEPROMByteRead（addr+1）； 　d32<<=8；　d32|=d8； 　　d8=EEPROMByteRead（addr+2）； 　　d32<<=8；　　d32|=d8； 　　d8=EEPROMByteRead（addr+3）；　　d32<<=8； 　　d32|=d8；　return（d32）；} 　

4.結論

本論文通過(guò)對電子秤的稱(chēng)重原理進(jìn)行分析，在此基礎上介紹了硬件設計和軟件設計，最后完成了本簡(jiǎn)易電子秤裝置的設計，采用高精度AD轉換芯片AD574和實(shí)時(shí)處理的MCU-AT89C52單片機進(jìn)行處理，精度高，操作簡(jiǎn)單，可推廣性強。