电子秤作为社会发展的产物,必将取代以前的机械秤,具有广阔的市场前景。本电子秤系统由单片机控制 模块、数据采集模块、信号处理模块、显示模块、电源模块五个模块组成,能够称重及计算总价。具有精度高、体积小、应 用范围广等优点。同时增加报警功能,使系统在称量超出可称重范围时发出报警提示,避免在称量时发生超载情况而使 电子秤出现损坏。
1.引言
传感器技术在信息获取方面发挥着越来越重要的作用，是 一项关乎民生的技术，因为它在日常的生活中经常出现，所以 越来越多的人研宄传感器技术并把它应用到其它领域。传感器 技术作为获取信息的重要手段，与通信技术、计算机技术并列 为信息技术的三大支柱。而此次所做的电子秤就是压力传感 器的具体表现化。
1.1研究意义
称量估值这种现象早在古代就己被应用，所以称重在测量 领域是一项不可或缺的重要参数。目前己经现世的天平秤，手杆秤，随着科技技术的发展，电子化的时代想必大家也知道，时 代更新节奏较快，目前各类电子化设备都己现世，电子秤也不 例外;不论是在商场，药店、还是在各大农贸市场都随处可见， 其实就本身电子秤而言，主要还是在农贸市场做货币交易这块 用的特别多，因为在农贸市场的话，大部分人群普遍是广大农 民;很显然，这就体现了电子秤的实用性，足以说其简单灵活便 用；着于大量的需求以及社会效应来考虑，对于电子秤的研宄 是很有必要的。
电子秤所用的技术主要是传感器技术，信息处理技术。目 前，不论在任何设备上均能发现传感器的存在，因此，不论是在 国外还是国内研宄所正在着手研宄传感器技术在其它领域的 应用。压力传感器是电子秤的关键部件，其作用是将其重力这 一物理量转换成电信号，然后通过信息处理实现各种具体功能 。如果传感器出现故障将会影响到电子秤的正常工作，所以传 感器技术解决了电子秤误差偏大、反应速度慢、易损伤等问题。 此次的研宄不论是在技术上还是在社会需求上都是很有必要 的。
此次设计的电子秤具有体积小、精度高、应用范围广、操作 简单等诸多优点。因此，针对实用价值高这一特性去研宄并开 发出一套电子称系统是具有非常积极的现实意义，并且也具有 不错的发展前景。
2.系统设计
本次设计是单片机STC89C52RC为控制核心的，然后围绕 单片机展开研宄内容，达到实现电子秤的基本称重功能和计算 总价功能的目的。本次设计是在电子称原有的基本功能上加入 了报警功能。本次设计的系统主要由数据采集模块、单片机模 块、人机交互模块、显示模块、供电模块五个模块组成。其中的 数据采集模块由压力传感器、信号放大和A/D转换三个小部分 组成；单片机模块部分主要包括STC89C52RC和经典复位电路 两个部分；人机交互模块主要有4*4矩阵键盘；显示模块主要 有1602液晶显示器;供电模块由USB直接供电。使用4*4矩 阵键盘和1602液晶显示器，是为了能够方便的输入数据和直 观的显示数据。
设计电子秤的主要任务为以下三个方面：
1）设计的系统能够实现基本的称重功能；
2）设计的系统需要有给出物体重量和单价时系统能自动 的计算出总价并在显示屏上面显示出来的功能。
3）设计的系统测量范围为0—5Kg(重量误差不大于5g) ’ 并且在超过最大量程时会有报警指示的功能（蜂鸣器报警提 示);
2.1系统设计方案
结合传感器技术、检测与转换技术、信息处理技术等多种 技术而设计了以下的方案来实现电子秤。
设计方案结构简图如下所示：
在处理采集数据时，因为传感器得到的信号一般情况下都 是比较小的，而且信号质量差。所以在设计的时候在系统中加 入了信号放大模块，经过传感器得到的信号在通过这一模块时 就会被放大并且得到一定的加强;而本次设计中的显示模块所 采用的是1602LCD显示器，它在数据显示这一方面还是有着很 不错的效果。所采用的这一种设计方案不但能够加强用户和机 器的交流能力，而且还能够满足用户对电子秤的一些要求，因 为它可以在液晶屏上清楚地显示用户想知道的各种物体信息， 并在原有的功能上加入报警系统，这些便是本次设计的优点。
2.2系统功能描述
1、系统最基本的功能便是称重功能，称重量程为0-5kg，测 量精度可达5g。采用的是压力传感器。
2、系统中的信号在设计过程中需要进行转换，采用的是A/ D转换器芯片hx711。
3、系统给出物体重量和单价计算总价并显示出来。
4.系统在系统在人机交流这方面采用的是44矩阵键盘，其优点是操作简单。
5、系统的报警功能由蜂鸣器和LED灯两个部分完成。
6、系统在电源模块方面是由USB直接供电。
2.3总体设计思路
要想实现电子秤的称重功能，首先需要重量传感器模块， 通过传感器技术对传感器感受到的被测物体的物理量转换为 电信号。其次需要有一个单片机模块，但单片机只能处理数字 信号，而传感器输入的信号是模拟信号，所以就需要有一个A/D 转换器模块去进行信号的转换。最后单片机处理好的信号要输 出，所以就要一个显示模块来直观准确地显示出单片机输出的 信息。
3.系统硬件设计
3.1硬件设计方案
首先感应到被测物体压力，然后压力传感器把接收到的物 理信号转换为电信号，电压信号经过模拟/数字(A/D)转换器芯 片hx711对信号进行处理，最后传入单片机。在这里说一下， HX711是海芯科技集成电路专利技术，它是一款24位A/D转 换器芯片且专门为高精度电子秤而设计的，它在内部设置了增 益控制，而且精度高，性能稳定。其中HX711芯片是通过串行 方式与单片机通信。在单片机得到被测的数据后，再进行信号 转换，也就是物理信号转换为电信号，电信号再转换为数字信 号，最后数字信号在液晶屏上显示出来。在设计时选择了矩阵 键盘，其主要作用是用来计算总价的。
3.2单片机的选型
本次设计中选择用STC89C52单片机，因为8051单片机具有的指令代码它能够完全兼容。而且相对于8051单片机还有高速、功耗低、强抗干扰 性等优点。
在正常情况下，CPU不会停止工作，但是如果CPU处于空 闲模式时，CPU会立刻停止工作。在单片机没有通电的情况下， 此时的CPU是受到掉电保护的，而RAM存储器中的内容也将 会被保存起来，单片机中发出脉冲信号的振荡器此时也将会停 止工作，整个单片机处于停止工作的状态，直到在信号中检测 到CPU中断或硬件产生复位为止。单片机中的CPU在工作时， 其最高工作频率可以达到35MHz。
3.3系统转换芯片选型
Hx711是海芯科技集成电路专利技术，是一款24位A/D 转换器芯片，特别符合电子秤的要求。HX711具有很多功能特 点，它在芯片上面集成了稳压电源与片内时钟振荡器，具有高 度的集成电路、高速相应以及强抗干扰等优点。
3.4系统显示器选择
到目前为止，常用的液晶显示模块有16*1，16*2,20*2和 40*2这么几种，而本次设计中所用的液晶显示模块是1602字 符型的，它是用来显示字母、数字、符号等字符的点阵式LCD。
4.系统软件设计
4.1系统主程序流程图 软件主程序流程图如图所示：
4.2系统按键调整部分流程图
下面4X4矩阵式是本设计的键盘电路，在键盘电路中可以 先判断键盘编码，将判断得出的编码值发送到与之对应的存储单元下，就可以进行功 能的选择以及数据的处理。
4X4矩阵式键盘输入，键盘对应名称如下：
5.总结
随着科学技术的蓬勃发展，电子称重工具已取代传统称量 工具，并且这种趋势已经扩展到工业和其它领域，所以设计一 个称重电子秤显得很有必要。本设计的电子秤的主要功能有： 称重功能、计算功能、报警功能。 此次设计的电子秤具有一定的 改进之处，例如在此次设计的基础上加入电子。
