2016年全国大学生电子设计竞赛简易电子秤(D题).docx
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1、2016年全国大学生电子设计竞赛简易电子秤(D题)高职组摘要:系统以STC12LE5A60S片机为主控器,设计一款一个以电阻应 变片为称重传感器的简易电子秤。 该系统包括单片机主控模块、 重量传感器模块、语音模块、键盘输入模块、显示模块、电源模块。重量传感器完成被测物体的重量信息采集; 独立式按键设定被测物的单价;采用直流稳压输出电源5V和3V为系统提供工作电源。系统制作成本较低、工作性能稳定,能很好达到设计要求。关键词:HX711 WTV020-SD音模块。1 设计任务与要求 11.1 设计任务 11.2 技术指标 11.3 题目评析 12 方案比较与选择 22.1 单片机模块选择 22.2
2、 压力传感器选择 错误!未定义书签。2.3 PCA 和 AD 转换模块的选取 错误!未定义书签。2.4 语音模块选择 错误!未定义书签。2.5 输入按键模块选择 错误!未定义书签。2.6 电源模块选择 错误!未定义书签。2.7 显示模块选择 错误!未定义书签。3 电路系统与系统设计 错误!未定义书签。3.1 系统总体设计 错误!未定义书签。3.2 单片机最小系统设计 错误!未定义书签。3.3 压力传感器模块设计 错误!未定义书签。3.4 语言模块设计 错误!未定义书签。3.5 输入按键模块设计3.6 电源模块设计 错误!未定义书签。3.7 显示模块设计 错误!未定义书签。3.8 程序设计 错误
3、!未定义书签。4 系统测试 错误!未定义书签。5 总结 错误!未定义书签。参考文献 错误!未定义书签。附录I系统原理图错误!未定义书签。1设计任务与要求1.1 设计任务设计并制作一个以电阻应变片为称重传感器的简易电子秤,电子秤的结构 如下图1应变片图1:电子秤的结构图1.2 技术指标(1)电子秤可以数字显示被称物体的重量,单位克(g);(2)电子秤称重范围5.00g500g;重量小于50g,称重误差小于0.5g;重量 在50g及以上,称重误差小于1g。(3)电子秤可以设置单价(元/克),可计算物品金额并实现金额累加。(4)电子秤具有去皮功能,去皮范围不超过 100g(5)其他。(6)设计报告:
4、1.3 题目评析根据设计要求,对题目评析如下:本题的重点: 设计合适的机械结构,选择适当的压片器 传感器灵敏度的选择。本题的难点:减小测量误差。2 方案比较与选择2.1 单片机模块选择方案一:采用STC公司生产的STC12LE5A60S2片,这块单片机单指令周 期而且是低压3.3V工作,满足对于SD卡的3.3V电平。方案二:采用STC公司生产的STC89C252RC片,它的指令代码完全兼容传统 8051 且单片机程序编写简单、价格低廉。对比两个方案,综合考虑系统需要,方案一能满足系统控制要求。2.2 压力传感器选择方案一:采用的是惠更斯电桥,当弹性承受载荷产生变形时,电阻应变片(转换元件)收到
5、拉升或压缩应变片变形后,他的阻值将发生变化(增大或减小) 。从而使电桥失去平衡,产生相应的差动信号,供后续电路测量和处理。方案二:采用四个应变式压力体重传感器组成全桥电路,这样对压力的灵敏度将会比惠更斯电桥增加一倍以上,这样测量的精度将更加准确,而且机械滞后小、横向效应小以及本身体积小。综合上述两种方案,我们采用全桥电路模型的压力传感器,称重范围为5Kg,满足题目要求的1kg5kg的测量范围。2.3 PCA和AD转换模块的选取方案一:采用精密仪放对压力转换的模拟信号进行固定增益放大, 然后外接高精度的AD模块对其进行AD转换成数字信号交给单片机进行处理。方案二:采用集成芯片HX711,其内部自
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