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数字电子秤方案比较

发表时间：2021/4/9 来源：《文化研究》2021年4月上作者：曾瑞、张涵浩、孙宇龙、杜易轩

[导读] 本设计介绍了数字电子秤的硬件电路结构及其中的原理，所设计的电子秤具有基本称重显示、超重报警功能以及手动切换量程功能。电子秤的测量范围为0-4Kg，测量精度达到0.001Kg,有高精度，低成本的特征。首先用传感器把重量转换成电压信号，再将电压信号通过放大电路放大，利用A/D转换模块将模拟信号转化为数字信号，得到的数字信号用LED显示出来。

四川成都西华大学电气与电子信息学院曾瑞、张涵浩、孙宇龙、杜易轩 610039

摘要：本设计介绍了数字电子秤的硬件电路结构及其中的原理，所设计的电子秤具有基本称重显示、超重报警功能以及手动切换量程功能。电子秤的测量范围为0-4Kg，测量精度达到0.001Kg,有高精度，低成本的特征。首先用传感器把重量转换成电压信号，再将电压信号通过放大电路放大，利用A/D转换模块将模拟信号转化为数字信号，得到的数字信号用LED显示出来。
关键词：数字电子秤，称重传感器，A/D转换，LED显示
        引言：
        电子称重技术是现代称重计量和控制系统工程的重要基础之一，特别适用于测量精度要求较高的场合，具有较高的实用价值和推广价值。随着科技的进步，在日常生活以及工业运用上，对电子秤的要求越来越高。常规的测试仪器仪表和控制装置被更先进的智能仪器所取代，使得传统的电子测量仪器在功能、精度及自动化水平定方面发生了巨大变化，并相应的出现了各种各样的智能仪器控制系统，使得科学实验和应用工程的自动化程度得以显著提高。电子秤在结构和原理上取代了以杠杆平衡为原理的传统机械式称量工具。因此，有针对性地开发出一套有实用价值的电子秤系统，从技术上克服上述诸多缺点，改善电子秤系统在应用中的不足之处，具有现实意义。
        一、设计背景
        测量电路中最主要的元器件就是电阻应变式传感器。电阻应变式传感器是传感器中应用最多的一种，本设计采用全桥测量电路，是系统产生的误差更小,输出的数据更精确。
        二、设计目标
        所设计的电子秤具有基本称重显示、超重报警功能以及手动切换量程功能。数字电子秤的测量范围在0—4KG，测量精度要求0.001KG。
        三、实施计划
        首先用传感器把重量转换成电压信号，再将电压信号通过放大电路放大，利用A/D转换模块将模拟信号转化为数字信号，得到的数字信号用LED显示出来
        四、总体方案设计
        通过查阅大量相关技术资料，并结合自己的实际知识，我主要提出了两种技术方案来实现系统功能。下面我将首先对这两种方案的组成框图和实现原理分别进行说明，并分析比较它们的特点，然后阐述我最终选择方案的原因。
        （一）方案比较
       方案一：

首先用传感器把重量转换成电压信号，再将电压信号通过放大电路放大，利用A/D转换模块将模拟信号转化为数字信号，得到的数字信号用LED显示出来。其中还包括了电源模块为显示电路和启动复位时钟电路提供稳定的+5V直流电源。电子秤的测量范围在0—4KG，测量精度要求0.001KG。
方案二：

        基于单片机开发的数字电子秤，其硬件电路包括单片机、称重传感器、A/D转换芯片、报警电路、LCD显示电路、电源电路等几部分设计内容。其单片机采用广泛使用的51系列AT89C51；称重传感器可采用电桥电路，在仿真实现中本文采用可调电阻做替代；A/D转换器采用ADC0832。数字电子秤最终要满足以下功能：自动计算价格；储存常用物品价格；超重提醒，一旦重量超出了自身重量的测量的范围，发出警报；电子秤的测量范围在0—4KG，测量精度要求0.001KG。
       （二）方案论证
        方案一的优点是外部电路非常简单，且同时能实现较高的精度。缺点是无法对A/D转换进行控制。
        方案二的优点是可控制性好，电路简单，缺点是数据量大且存储器存储容量有限。而且单片机需要编写程序，较复杂。
        （三）方案选择
        因方案一电路简单且精度高，所以选择方案一。
        结束语：
        这次课程设计的主要任务是设计一个数字电子秤，调试各个模块电路，用数码管显示称重数。根据设计任务和要求，在Proteus虚拟实验平台上进行设计与仿真,大大提高了复杂硬件电路设计的成功率,增加了设计兴趣。具有体积小、成本低、误差可控等优点。最后的仿真结果也几乎达到了设计任务要求，完了本次课程设计。
参考文献
[1]黄智伟等.基于Mlutusim2001的电子电路计算机仿真设计与分析.北京:电子工业出版社，2004
[2]高吉祥.电子技术基础实验与课程设计.湖南:国防科技大学出版社
[3]王雯东.基于单片机的数字电子秤设计.数码世界,，2017
[4]吴玉林，方鹏斌，陆鹏.数字电子秤设计.数字技术与应用，2012
[5]陈永强模拟电子技术[m] 人民邮电出版社 2013年一月。
作者简介:
曾瑞（2000），男，汉，四川省德阳市，本科，研究方向：自动化
张涵浩（2000），男，汉，四川省成都市，本科，研究方向：自动化
孙宇龙（2000），男，汉，四川省成都市，本科，研究方向：自动化
杜易轩（2000），男，汉，四川省绵阳市，本科，研究方向：自动化