[電子秤ic方案]電子秤ic方案（51MCU+AD574）

　　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系列單片機作爲主控制系統，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(chéng)了相應的軟件設計。

　　1、電子秤ic方案測量原理

　　電子秤一般由三部分組成(chéng)，稱重傳感器、承重系統、傳力複位系統。在這(zhè)個基礎上，分成(chéng)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(jiāng)物體放置在承重系統的秤台上時(shí)，其重量參數會(huì)通過(guò)傳感器，産生壓力-電效應，轉換爲與其重量相對(duì)應的電信号，然後(hòu)通過(guò)放大電路將(jiāng)電信号放大并經(jīng)過(guò)AD處理，最後(hòu)將(jiāng)信号輸入給單片機處理，經(jīng)單片機處理後(hòu)，將(jiāng)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、電子秤ic方案硬件電路設計

　　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、阈值報警模塊、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，稱重傳感器由組合式S型梁結構及金屬箔式應變計構成(chéng)，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(néng)抑制溫度變化的影響，抑制幹擾能(néng)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(jiāng)其粘貼在彈性體上。當彈性體受力變形時(shí)，應變片的敏感栅也随之變形，其阻值發(fā)生相應的變化，通過(guò)轉換電路轉換爲電壓或電流的變化。由于内部線路采用惠更斯電橋，當彈性體承受載荷産生變形時(shí)，輸出信号電壓可由下式（1）給出：

　　2.3、AD轉換電路設計

　　AD574是美國(guó)AnalogDevice公司生産的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)間爲25us，轉換精度爲0.05%，所以适合于高精度的快速轉換采樣(yàng)系統。芯片内部包含微處理器借口邏輯（有三态輸出緩沖器），故可直接與各種(zhǒng)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(néng)與CMOS及TTL電路兼容。AD574采用28腳雙列直插标準封裝。

　　2.4、LCD顯示電路設計

　　顯示電路采用LCD顯示。其驅動方式包括靜态驅動、動态驅動。本設計采用動态驅動的方式，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，隻要通電流即可發(fā)聲進(jìn)行報警，在其兩(liǎng)端并聯一個反向(xiàng)的二極管，防止誤報警。

　　3、電子秤ic方案程序設計

　　基于51單片機和AD574的簡易電子秤的設計

　　根據硬件原理分析和設計，軟件同樣(yàng)分爲幾個部分：傳感器信号采集部分、AD轉換部分、顯示部分和報警部分，其中數據處理部分最爲重要，處理過(guò)程同樣(yàng)比較複雜。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：

　　4、電子秤ic方案結論

　　本論文通過(guò)對(duì)電子秤的稱重原理進(jìn)行分析，在此基礎上介紹了硬件設計和軟件設計，最後(hòu)完成(chéng)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(shí)處理的MCUAT89C52單片機進(jìn)行處理，精度高，操作簡單，可推廣性強。