本文介绍了一种基于单片机的集教学、实训、科研为一体的电子称的设计。该设计以STC89C52单片机为主要控制核心， 可实现去皮，清零,计价,金麴累加，超重声光报警等功能。利用电阻应变片搭建惠斯通电桥自制了称重传感器进行数据采集，通过 HX711和LCD1602芯片进行数据的AD转换和显示。通过检测数据表明，本自制电子秤具有测量精度高，性能稳定的优点，同时因其 制作简单和操作快捷等特点，可作为一个典型教学样板更好地服务于广大单片机爱好者和学生的教学、实训等环节。

0.引言

电子秤是日常生活和工作中最为常用的电子器件，广 泛应用于大中小型商场、超市，家庭，工业包装、仓储运输 等领域叱基于"能力为本”的教育理念，为增强学生单片机 学习积极性，提高实践动手能力和综合素质，本文提出一 个自制称重传感器的电子秤设计。

1.电子秤硬件设计方案

该电子秤的设计应满足：可设置单价（元/克），可计算 物品金额并实现金额累加；电子秤称重范围5.00g~500g; 误差精度小于0,5g;以克(g)为单位，数字显示被称物体的 重量;还应具有去皮和超重报警等功能。要求称重传感装 置自制（不能使用商用电子称的称重装置）,硬件电路板需 动手焊接或制成PCB板。电子秤的外形结构如图1所示。

电子秤原理：当重物放在秤盘上时，自制称重传感器 的铁质悬臂梁因受到外力而发生形变，安装在悬臂梁上的 电阻应变片将该应变转换 为对应的电信号传递给电 子秤硬件电路板pi。该模拟 量信号经由硬件电路板上 的A/D模块转换为数字量 信号传递给控制核心——

单片机，进行称重数据的 运算、处理及其显示。

1.1电子秤总体设计 方案

电子秤应具有的功能有:称重数据采集、数据处理、数 据输入和数据显示等，通过论证分析，本电子秤的总体设 计方案图，如图2所示。

1.2硬件元器件选型

1.2.1单片机选型STC89C52是STC公司生产的一 种低功耗、高性能的8位微控制器。高性价比、高灵活性、 强抗干扰力等优点使其在嵌入式控制系统和教学实训中 得到了广泛的应用。

1.2.2称重传感器选择称重传感器是将物体的重量 信号转变为可测量的电信号输出的装置，它的设计将直接 影响电子秤的性能优劣，是自制电子秤最为关键的部件。

从精度、可靠性、经济性、可操作性等方面考虑，本设 计将采用自制电阻应变式称重传感器。电阻应变式压力传 感器是目前应用最广的一种称重传感器，主要由电阻应变 片和金属弹性元件组成。通过将4个应变片引线连接成惠 更斯电桥后，利用应变胶将电阻应变片粘贴在悬臂梁上来 实现，惠更斯电桥如图3所示[4)。

称重时，当金属弹性元件受力产生变形时，电阻应变 片受压弯拉伸，阻值变化,从而使电桥失去平衡，产生相应 的差压信号，从而将物品重量信号转化成电量输出。

1.2.3 AD转换芯片HX711具有抗干扰能力强、

可靠性高、响应速度快、成本低等优点，是一款专为高 精度电子秤而设计的24位A/D转换器芯片。本设计将 选用HX711A/D转换器芯片。

1.2.4数字显示与传统数码管相比,LCD1602液 晶显示模块具有功耗低、体积小、显示稳定、显示内容 丰富等特点，是单片机应用设计中最常用的信息显示 器件。本设计将选用LCD1602液晶显示模块。

基于上述设计选择，本设计将以STC89C52单片 机为控制核心实现数据处理，采用24位AD转换芯 片HX711对传感器采集到的模拟量进行AD转换，转 换后的数据送到STC89C52单片机进行处理，数据显 示由LCD1602液晶实现。电子秤硬件电路设计如图4 所示。

2.电子秤软件程序设计

本电子称设计编译环境为keilUV4，采用C语言 编程。软件编程主要包括：初始化，按键检测，数据采 集、数据处理及显示几个部分'主程序流程图如图5 所示。

3.设计实物及结果测试

3.1设计实物

本电子秤总体设计实物如图6所示，电子秤硬件 电路板制作实物如图7所示。

3.2测试结果

表1数据说明，通过一系列功能测试，本自制的电子秤,可通按键最终实现去皮，清零，计价，金额累加，超重声 光报警等功能，误差率可控制在0.38%左右，且可实现稳定定快速的数据处理及显示。

4.结论

本自制电子秤可实现去皮，清零，计价，金额累加，超 重声光报警等功能。具有测量精度高，性能稳定，制作和操 作简单快捷等优点，作为一个典型案例非常适合于广大单 片机爱好者和学生的教学、实训等环节。