文章针对快递员设计了一款便携伸缩式电子秤,采用单片机技术与传感器技术,称重显示信息远离称体,便于称量较大 体积物件,且整体重量轻、体积小、使用简便,便于快递员携带。经实际测试表明,测量准确度高、可靠性高、抗干扰能力较强,可在 快递领域推广应用。
引言
目前快递员都是采用随身携带的弹簧秤来称物件,由于需要人 工用手提拉物件,对于过重的物件,显得力不从心,而且由于人手臂 无法长时间提拉物件,故会造成称量不准的情况发生。因此设计一 款轻便且便于携带的电子秤可使快递员取快递时对物件进行精确 的计量,同时还可提高快递员工作效率。
1.便携式电子称的称体结构设计
便携式电子称的称体结构布局示意图如图1所示。
便携式电子称的称体实物制作如图2所示,有机玻璃板长 150mm,宽100mm,局15mm?连接螺检米用M8?螺柱使用M3?连接 玻璃板长宽均为40mm,高15mm?通过外接杜邦线延长电路板与称 体的距离,便于称量大物件时显示屏不被遮挡?在电路板上接上功 能按钮、单片机、显示屏等,使操作和显示集中在一起,便于使用。称 重范围0~100KG。
2.系统硬件设计
2.1单片机的选择
单片机的选择在整个系统设计中至关重要,需要满足大内存、 高速率、通用性、价格便宜等要求,由于ST89C52是一个低功耗、高 性能CMOS 8位单片机,本电子称选择ST89C52作为整个系统的主 控芯片。
2.2数据采集模块
2.2.1称重传威器
根据本电子秤的使用情况,传感器选用电阻应变式传感器中的 应变式压力传感器。应变式压力传感器是一种受力后会产生机械形 变,从而使电阻发生变化,可以将压力转化为电信号的结构型传感 器。选用的传感器为CC17100,可以承受较大的压力(100KG ,符合 本设计用于测量过重物件的设计目的。
2.2.2 A/D转换芯片
A/D转换芯片采用市面上比较成熟的HX711型号24位A/D转 化器芯片。本款芯片包含了其他同类芯片没有的稳压电源、片内时 钟振荡器等外围电路元件。并且具有良好的抗干扰性、较快的响应 速度、较高的集成度。提高了电子秤的综合性能,使得电子秤在降低 成本的同时更加可靠。本芯片与后端的ST89C52单片机的连接和编 程都十分简单。控制信号全部由管脚进行驱动,不需要对寄存器额 外编程。通道A和通道B都可以作为输入选择开关。拥有通电自动 复位功能,能够简化开机初始化过程。A/D转换电路如图3所示。
2.3系统电源电路
由于该系统中单片机及AD转换芯片及液晶显示器所需供电 电压均为5V,本设计采用USB供电方式,USB接口供电方便程序 调试,电源接口处加上LCD电源指示灯,用来判定电源是否正常工 作。系统电源电路设计如图4所示。
2.4单片机控制电路
系统主控电路由STC89C52单片机及晶振电路和复位电路组 成,该电路作为整个系统功能实现的核心单元,其连接方式如图5 所示。
2.5液晶显示模块
采用点阵字符型LCD液晶显示,液晶显示模块具有体积小、 功耗低、显示内容丰富等特点,现在字符型液晶显示模块已经是单 片机应用设计中最常用的信息显示器件。液晶显示接口电路如图6 所示。
3.系统软件设计
本设计系统软件通过uVision keil4进行编译。keil是由Keil Software公司出品的一款能够用于在单片机上进行C语言软件开发 的系统,在代码生成效率上有着巨大的优势。程序包括开机自检程
序、初始化程序、按键检测程序、A/D转化程序、数据处理程序、报警 程序及显示程序。
在程序编译过程中,使用模块化处理,这样可以使程序在一体 化的同时,具备结构清楚、易读的优点,也便于后期的修改与调试。 系统软件设计流程图如图7所示。
4.结束语
采用单片机技术与传感器技术,为快递员设计了这款便携式电 子秤,称重显示信息远离称体,便于称量较大体积物件,且整体重量 轻、体积小、使用筒便,便于快递员携带。经实际测试表明,具有测量 准确度高、可靠性高、抗干扰能力强等优点,可在快递领域推广应 用。