本文提出的设是以STC89C52RC作为主控制芯片，并运用四片1K的电阻应变片搭建成惠斯通全桥电路构成称重传感器、以及 24位A/D转换器芯片HX711、LCD1602液晶显示屏等器件,设计并实现一个简易电子秤,具有称重、计价、去皮等功能。工作原理为,首先电 阻应变片产生形变,将砝码质量变化转换为电压的变化,并经过放大,滤波以及A/D转化,最终将电信号送往单片机处理,通过算法得到物体 质量,同时该系统还实现了通过触摸按键对电子秤设置单价,并计价与去皮等功能。

1.引言

称重是一种从古至今一直受人们关注的技术，涉及到生活的方 方面面。称重的不准确，导致了生产不能标准化，制约了生产力的发 展。因此人们对于高精度称重装置的研究一直没有停止。随着科技 的不断发展，称重装置也从原来传统的模拟式转变成数字式，单参 数，动态测量转化为多参数，动态测量。精度和可靠性得到很大的提 升，功能也越来越强大，而且体积也越来越小。本文以电阻应变片的 形变做为输人量，STC89C52RC为核心设计了一款体积小，精度高， 稳定性强的智能电子秤系统。

2.设计方案

该电子简易称通过电阻应变片传感器采集由质量引起的压力 变化，并转化为电压信号的变化，并对单片机辅以按键控制，以及 LCD1602显示屏显示结果。

3.硬件电路设计

(1)传感器模块:本系统利用全桥电路将电阻应变片设计成惠斯 特电路，能够有效的抑制温漂，减少误差，当应变片受力变形时，其 电阻值也变化，电桥将输出相应的电信号。⑵A/D转换模块:考虑到 系统的稳定性及工序简单性，模数转换部分采用低功耗，高精度，24 位A/D转换器HX711。能够做到很高的精度，满足了电子秤的使用。 ⑶单片机模块:STC89C52RC单片机，具有价格低廉，功能强大的优 点，具有8K字节系统可编程Flash存储器，采用此芯片可以控制其他 各个模块，是整个系统能够工作的核心所在。⑷显示模块:本设计选 用显示数字、字母较好，控制又比较方便的LCD1602液晶显示屏。将 所有信息输人都显示在屏幕上面，用户可以直接观察到称重的质 量，单价等必备的信息，实现了人机交互。(5)矩阵键盘模块:采用4*4 薄膜矩阵键盘来控制电子秤的计价(十个数字键)、累加、去皮功能。 矩阵键盘是机械弹性的，断开和闭合并不能瞬间稳定的接通，因此 需要通过软件进行消抖，原理就是要给予断开和闭合一定的延时时 间，可以在检测到按下的时刻，延时10ms，消除抖动后再检测键盘的 电平，如果检测到相同的电平那么说明确实按下了按键。

4.软件设计

软件部分用c语言来实现，首 先执行各个功能模块的初始化，初 始化包括功能模块内部功能的设 置，与主控芯片连接的IO口模式的 设置，在做完所有准备工作工作之 后系统进人程序死循环，在死循环 中主要完成A/D值采集，数据处理 和数据显示刷新。

5.功能检查

5.1实验测量

测试方法:测量简易电子秤上的砝码重量，将砝码从5g~500g依 次放人托盘中，观察稳定后LCD显示屏显示的ADC转换数据，记人 表格中，并用测试质量减去砝码质量得到误差值，记录误差值的大 小，如表1。

5.2误差分析

造成误差的原因与称重环境的温度，应变片的粘贴，程序中的 数据处理有关，因此提出改进，首先从电路方便着手，抑制温漂，使 得温度的影响降低。其次从粘贴应变片的工艺出发，减少人为因素 造成的影响。还需要对程序进行优化，使得经过系数修正后，电阻应 变片的形变量与电压量呈线性关系。

6.结语

称重质量在5~200g时，误差不超过0. 5g ；在200~500g时，误差不 超过1.0g。

从测试结果上分析，该电子秤较精确，能够满足人们的基本生 活需要，并且成本较低，稳定性好。本设计以51单片机为核心控制单 元，采用电阻应变片称重传感器采集砝码重量变化，并合理地使用 了HX711，实现了放大，滤波，A/D转换，最终将所得信号送往单片 机进行处理，考虑到称重系统的非线性，采用全桥电路，消除其他方 面的影响，使测得数据更加准确。另一方面本设计成功实现了按键 设置单价与计价，去皮功能。在实现基本功能的前提下，本系统还实 现了称重超量程时报警的功能，设置了安全保障。