电子秤是日常生活中称重的必备产品，以简洁方便、称量精确而著称。文章设计的小型电子秤以 AT89C52单片机为控制核心,通过ADC0804的数据采集、前端信号放大电路设计、按键人机交互界面和系统电源 四大部分的模块化设计，实现了称重、显示、设置日期和重置单价以及超重显示功能。由于系统资源丰富,还可以 方便地拓展其应用。

0.引言

电子秤是日常生活中常用的电子衡器，广泛应用 于超市、大中型商场、物流配送中心。它在结构和原理 上取代了以扛杆平衡为原理的传统机械式称量工具, 相比传统的机械式称量工具具有称量精度高、装机体 积小、应用范围广、易于操作使用等优点,是外形布局、 工作原理、结构和材料上全新的计量衡器。目前市场 上使用的称量工具或者是结构复杂，或者运行不可靠、 成本高、精度稳定性不好、调整时间长、易损件多、维修 困难、装机容量大，能源消耗大。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。

1.系统方案

电子秤首先是通过压力传感器采集到被测物体的 质量，并将其转换成电压信号。输出电压信号通常很 小,需要通过前端信号处理电路进行准确的线性放大。 放大后的模拟电压信号经A/D转换电路转换成数字量 被送入主控电路的单片机中，再经过单片机控制译码 显示器，从而显示出被测物体的质量。本系统主要由 电源模块、数据采集模块、控制器模块、人机交互界面 模块组成。其中电源模块采用由7805和9014、LED等组成的无稳态电源，其输出电压为+5 V，并设计了 2个 LED闪烁的效果。数据采集模块由压力传感器MPS5999、信号的前级处理和A/D转换部分组成。转 换后的数字信号送给控制器处理，由控制器完成对该 数字量的处理，驱动显示模块完成人机间的信息交换。 此部分对软件的设计要求比较高，系统的大部分功能 都需要软件来控制。在扩展功能上，本设计增加了时 钟功能。电子秤的组成原理图如图1所示。

根据以上设计理念，硬件部分采用51系列单片机 AT89C52为控制核心部件，数据采集部分由压力传感 器、信号的滤波放大处理和A/D转换部分组成。考虑 到在称量物品时必要的精度、准确性要求，所选的传感 器量程应该比系统设计要求的大，且满足精度要求。 由于传感器输出的电信号比较微弱,一般为mV级,必 须采用适当的电路进行信号放大处理,需要共模抑制 比高,差模输入阻抗大,增益高,精度好。人机交互部 分的键盘在系统中，可以输入数字和已经固定的控制 命令等。系统显示选用字符点阵式液晶显示器 OCM4x8C,可以一次满屏幕显示4行8列的32个中文 字符或4行16列的英文字符,满足电子秤在称物时的 购物清单显示要求。电子秤系统的结构框图如图2 所示。

2.系统硬件设计

2.1主控电路设计

系统主控电路选用AT89C52。其中P1 口和 P2.0-p2.6口作为地址总线,P0口作为低地址线和数据 总线复用,P2.0~P2.6 口作为高地址线;P2.7作为62256 的片选控制总线,ALE接锁存器74LS373的使能端，P3.6 和P3.7作为外部数据存储器写/读选通信号输出端分别 接62256的/WE WOE端。主控电路图如图3所示。

2.2信号处理电路设计

系统信号处理电路选用的OP07芯片是一种低噪 声、非斩波稳零的双极性运算放大器集成电路。由于 OP07具有非常低的输入失调电压（对于OP07A最大为 25 (jlV)，所以0PQ7在很多应用场合不需要额外的调零 措施。OP07同时具有输入偏置电流低（OP07A为 ±2 nA)和开环增益高（对于OP07A为300 V/mV)的 特点，这种低失调、高开环增益的特性使得OP07特别 适用于高增益的测量设备和放大传感器的微弱信号等 方面。超低偏移最大为150 jjlV。低输入偏置电流为 1.8 nA。低失调电压漂移为0.5 jjlV/^C。超稳定时间 为2 pV/month，最大高电源电压范围为±3 ~ ± 22 V。 系统处理电路如图4所示。

2.3人机交互界面电路设计

2.3.1数码管显示电路

本系统选用数码管显示电路，既简单又实用；主要 由14个数码管组成,分别显示质量、单价、总价、时钟， 采用动态显示。

2.3.2按键交互部分

系统按键选用査询式按键,并采用贴膜技术，使电子 秤使用起来更加融合和美观。电子原理图如图5所示。

3.系统软件设计

电子秤系统根据称量要求，由主程序流程图给出 了系统工作的基本过程,描述了信号的基本流向，起到 一个向导的作用。程序设计釆用VC+ +语言,主要有 以下内部实现：声明函数变量；定义数码码表;void Delay(uint nN)，时钟延时函数；void init()，电子砰初 始函数；void delay_ms( unsigned int a)，电子砰的延时函数；uchar readad (),读 AD 函数；unsigned int datpro (void),处理ADC0804采集信号函数；void led8(),分 解总价函数;void led(uint i)，分解单价函数;void disp (void),两位单价显示函数;void key(),单价按键显示 函数；void display ( )，AD转换函数及显示程序；void Tl_Secjs ( void) interrupt 3 using 1,时钟定时中断 1 函 数;void keysz()，时钟可调按键部分;void mainl ()，时 钟主函数；void Delay ( uint nN ),时钟延时函数；int main2()，电子秤的运行主函数;void main()，程序的主 函数,也是切换功能的主函数组成。

4.结束语

本次设计依据电子秤称量特性,分别从硬件系统 和软件实现两个方面入手,介绍了 AT89C52单片机芯 片的功能、工作特性及其接口的扩展方法;通过对釆集 数据及处理电路的设计,加深对信号时区、转换及传输 处理的认识,并通过VC+ +编程实现了系统的软件控 制;作为学生课程设计使用，实践和应用相结合,起到 了很好的教学效果。该产品在实际应用中效果良好。