本文基于單片機和AD574設計了一款簡易電子秤。電子秤是根據(jù)重力作用測量物體質量的裝置，本文在分析測量原理的基礎上，選擇了比較簡單的51系列單片機作為主控制系統(tǒng)，根據(jù)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(jù)硬件電路，完成了相應的軟件設計。經過測試，該簡易電子秤應用簡單，方便快捷，具有良好的應用前景。

電子秤是一種根據(jù)重力作用測量物體質量的檢測裝置，隨著電子技術的發(fā)展，在國民經濟的各個領域，電子秤的應用越來越廣泛，對電子秤的要求也越來越高，本文根據(jù)當前電子秤的應用情況，分析采用單片機和AD574設計一款簡易電子秤裝置，在分析測量原理的基礎上，選擇了比較簡單的51系列單片機作為主控制系統(tǒng)，根據(jù)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(jù)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，稱重傳感器、承重系統(tǒng)、傳力復位系統(tǒng)。在這個基礎上，分成了其他的硬件電路子單元，如單片機最小系統(tǒng)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(tǒng)的秤臺上時，其重量參數(shù)會通過傳感器，產生壓力-電效應，轉換為與其重量相對應的電信號，然后通過放大電路將電信號放大并經過AD處理，最后將信號輸入給單片機處理，經單片機處理后，將輸入信息顯示在LCD上。測量的精度一般由稱重傳感器決定。

2.硬件電路設計

2.1 總體設計框圖

根據(jù)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(tǒng)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，具有過載保護裝置。過程設計中采用惠斯登電橋進行電壓采集轉換，它能抑制溫度變化的影響，抑制干擾能力強，補償方便簡單，因此選用的傳感器精度高、零漂小、工作穩(wěn)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，將其粘貼在彈性體上。當彈性體受力變形時，應變片的敏感柵也隨之變形，其阻值發(fā)生相應的變化，通過轉換電路轉換為電壓或電流的變化。由于內部線路采用惠更斯電橋，當彈性體承受載荷產生變形時，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(tǒng)。芯片內部包含微處理器借口邏輯（有三態(tài)輸出緩沖器），故可直接與各種類型的8位或者16位的微處理器連接，而無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。其驅動方式包括靜態(tài)驅動、動態(tài)驅動。本設計采用動態(tài)驅動的方式，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)聲進行報警，在其兩端并聯(lián)一個反向的二極管，防止誤報警。

3.程序設計

根據(jù)硬件原理分析和設計，軟件同樣分為幾個部分：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(shù)據(jù)處理部分最為重要，處理過程同樣比較復雜。必須利用單片機的中斷系統(tǒng)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）； //寫值為value到地址addr中 　void WriteRom（UINT8 addr，UINT8 value）； //寫值為value到地址addr中，但不包括寫允許和寫禁止 　UINT8 EEPROMByteRead（UINT8 addr）； //從93C46中讀出地址為addr的值 　UINT8 ReceiveByte（void）； //接收8位數(shù)據(jù) 　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）//寫入一個LONG類型 　　{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LONG類型 　{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

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