1.功能概述：
這是一種小型、簡便、精確度高的電子平台秤，量程20kg，分度值為5g，它用乙個顯示視窗來顯示所稱物體的重量。把所稱物體放到秤台上，通過秤體物體的重力傳給電阻應變式稱重感測器，感測器受到壓力使電阻發生變化引起電壓變化再將電壓值送到a/d轉換電路，將模擬量轉換成數字量，轉換後的數字量送微處理器（微控制器c51）進行處理，其功能由鍵盤電路來控制，並由數碼管來顯示結果。
可擴充套件功能是它具有置零、去皮、標定功能。
置零：在開機或稱重過程中，儀表顯示偏離零點且在稱重範圍內，則可按[置零]鍵，顯示零值並零點指示燈亮。
去皮：在稱重顯示狀態下，按[去皮]鍵，則顯示零值並去皮指示燈亮；在去皮狀態下，拿掉皮重物時按[去皮]鍵，可以清除皮重值。
標定功能：為保證儀器預定精度的可靠性和合法性，儀器必須定期校準，為使用者提供一種方便的自動校準方式
2.系統框圖：
按照電子秤設計要求，可確定電子秤電路由以下幾部分組成。電阻應變式稱重感測器、cs1180a/d轉換器、微控制器最小系統，數碼管顯示電路、鍵盤電路、電源電路。
其框圖如下：
3.各模組功能分析：
a.稱重感測器模組
即由非電量（質量或重量）轉換成電量的轉換元件，它是把支承力變換成電的或其它形式的適合於計量求值的訊號所用的一種輔助手段。
b.放大電路模組
用於放大稱重感測器輸出的低電壓,用於a/d轉換
c.a/d轉換電路模組
a/d轉換器是一種能把輸入模擬電壓或電流變成與它成正比的數字量，也就是說能把被控物件的各種模擬資訊變成計算機可以識別的數字資訊。
d.微處理器模組
進行處理由a/d轉換電路轉換後的數字量，並送往數碼管顯示結果
e.顯示模組
通過數碼管來顯示從微處理器送來的數字量，即電子秤測量重物的重量
f.電源模組
整合三端穩壓晶元lm7805具有比較高的精確度，加上電容的濾波，對電路可以提供比較穩定的電壓。在電路提供+5v的電源；主要用於電橋資料採集、訊號放大電路、a/d晶元（cs1180）、數碼管顯示。
4.各模組實現方法：
a.稱重感測器模組：
按照稱重感測器的結構型式不同，可以分直接位移感測器（電容式、電感式、電位計式、振弦式、空腔諧振器式等）和應變感測器（電阻應變式、聲表面諧振式）或是利用磁彈性、壓電和壓阻等物理效應的感測器。
對稱重感測器的基本要求是：輸出電量與輸入重量保持單值對應，並有良好的線性關係；有較高的靈敏度；對被稱物體的狀態的影響要小；能在較差的工作條件下工作；有較好的頻響特性；穩定可靠。
常用各種稱重感測器
稱重感測器的種類很多，根據工作原理來分常用的有以下幾種： 電阻應變式、電容式、壓磁式、壓電式、諧振式等。
電阻應變式稱重感測器：是把電阻應變計貼上在彈性敏感元件上，然後以適當方式組成電橋的一種將力（重量）轉換成電訊號的轉換元件。
電容式稱重感測器：是把被稱物體重量轉換為電容器容量變化的一種感測器，它是以各種不同型別的電容量作為轉換元件，實際是乙個具有可變引數的電容器。電容式感測器由於它存在輸出特性的非線性、寄生電容和分布電容對靈敏度和稱重精度的影響、感測器聯接電路比較複雜等原因，直接影響到它的可靠性，所以限制了它的應用。
近些年來由於積體電路特別是微處理技術的發展，可將電子線路緊靠感測器的極板以減小電纜分布電容的影響，並可利用微處理技術對電容式感測器的溫度特性和非線性進行補償，所以電容式感測器在電子稱重技術中的應用又得到了重視，在國內已出現了可與電阻應變式感測器電子秤準確度相比的電容式台秤和電容式吊秤等產品。
壓磁式稱重感測器：也稱磁彈性感測器，它是一種力 - 電轉換的無源感測器。它的工作原理是利用壓磁效應，將被稱重量的變化變換成感測器導磁體的導磁率變化並輸出電訊號。
壓磁感測器具有輸出訊號大、抗干擾性能好、過載能力強、不均勻載荷對測量準確度的影響小、能在惡劣的環境中工作、結構簡單便於加工等優點。缺點是準確度低、反應速度慢。它常用於冶金、礦山、運輸等工業部門的承受大噸位，並要求牢固可靠、安全報警等測力或稱重場合。
諧振式稱重感測器：也稱頻率式感測器，它是利用機械振子的固有頻率或石英晶體的諧振特性，隨著被稱物體重量的變化而產生頻率變化現象而形成的一種感測器。諧振式感測器可分為振弦式、振梁式、振膜式、振筒式、振管式和晶體諧振式等多種型別。
在稱重技術中主要採用的是振弦式稱重感測器和振梁式稱重感測器類的一種復合音叉振子感測器。
稱重感測器的選擇
感測器種類繁多，分類方式也千差萬別，它們都有各自的特點，但在設計電子秤時，選擇一種合適的感測器非常重要，感測器的效能在很大程度上決定了電子秤的精確度和穩定性。
稱重感測器的選擇主要從以下幾個方面考慮。
（1）要考慮感測器所處的實際工作環境情況
感測器所處的工作環境情況對如何選用感測器是至關重要的，它關係到感測器能否正常的工作，關係到感測器的安全和使用壽命，乃至關係到整個電子秤的可靠性和安全性。
（2）對感測器數量和量程的選擇
感測器數量的選擇是根據電子秤的用途、秤體需要支撐的點數（支撐點數應根據使秤體幾何重心和實際重心重合的原則而確定）而定。一般來說，秤體有幾個支撐點就選用幾隻感測器，但是對於一些特殊的秤體，如電子吊秤，就只能採用乙個感測器，一些機電結合秤就應根據實際情況來確定選用感測器的個數。
感測器量程的選擇是依據秤的最大秤量值、選用感測器的個數、秤體的自重、可能產生的最大偏載及動載等因素綜合評價來確定感測器的量程。一般來說，感測器的量程越接近分配到每個感測的載荷，其稱量的準確度就越高，但在實際使用時，由於加在感測器上的載荷除被稱物體外，還存在秤體自重、皮重、偏載及振動衝擊等載荷的存在，因此在選用感測器量程的時候，要考慮諸如多方面的因素，保證感測器的安全和壽命。
（3）感測器準確度等級的選擇
感測器的準確度等級概括了感測器的非線性、蠕變、蠕變恢復、滯後、重複性、靈敏度等技術指標。稱重感測器已按準確度等級劃分，且已考慮了0.7倍誤差因子，非自動衡器稱重感測器的準確度等級要選擇與電子秤相對應的準確度等級。
稱重感測器按綜合性能分為a、b、c、d四個準確度等級，分別對應於衡器ⅰ、ⅱ、ⅲ、ⅳ四個準確度等級。
b.放大電路模組
放大、零位調整電路
電子稱重裝置使用電阻應變橋式感測器,其核心是由電阻應變計(應變片)構成的電橋電路,這類感測器具有成本低、精度高且溫度穩定性好的特點。但其檢測原理決定該類感測器輸出電壓低,要經過差分放大電路放大數百倍才能用於a/d轉換。
一般說來，感測器輸出的電壓值都非常小，基本上都是毫伏級甚至微伏級。在設計高精度電子秤時，需要外部放大電路來獲得足夠的增益。
c.a/d轉換電路模組
電子秤a/d轉換器的選用
a/d轉換器種類較多，從原理上可分為四種：雙積分式a/d轉換器，逐次逼近式a/d轉換器、並行a/d轉換器、計數器式a/d轉換器及△－∑型a/d轉換器。在電子秤的設計中用的比較多的是雙積分式a/d轉換器和△－∑型a/d轉換器。
電子秤作為法定的計量器具，其技術指標、穩定性、可靠性都有嚴格的要求，必須符合國家的標準，因此，在設計時對於器件的選擇不僅要考慮成本，更要的還要考慮電路的穩定性，因此盡可能的使電路設計的器件少。採用△－∑技術製成的a/d轉換晶元，具有較高整合度，它通常集放大器、模擬開關、a/d轉換器、比較器、數字濾波器、輸出介面集於一體，僅需幾個外圍器件便構成乙個完整a/d轉換系統，大大減少了印刷線路板佈線。由於其整合度高，所以故障概率較採用分立元件a/d轉換系統和明顯降低，進而提高系統可靠性。
此外，其內部置高效能儀表放大器，大大降低對訊號源的要求。電子秤電阻應變式稱重感測器輸出訊號為mv級，若採用一般的a/d轉換器往往需要放大後才能進行a/d轉換。而△－∑a/d轉換器大都採用了增益可程式設計放大器，可程式設計數字濾波、多種自校準技術等多項先進技術，並多數採用微處理器來管理與控制轉換程式，由於採用了多種綜合技術措施，放大器的增益調整、數字濾波和誤差校正都集中在同一晶元中，外圍器件少，使用方便可靠。
它的這些優點正符合電子秤正朝著小型化，高精度，智慧型化方向發展。因此，電子秤的設計選用△－∑模數轉換器較為合理。
目前市場△－∑a/d轉換器型號比較多，效能指標也不同，選用什麼型號的△－∑a/d轉換器根據電子秤的效能要求決定。對於靜態的，商用的電子秤來說，常選用解析度為16位至24位的a/d轉換器。下面介紹一種較適合商用電子秤設計的cs1180a/d轉換器。
（1） cs1180簡介
cs1180 採用外形為6.2×5.3mm 的ssop16腳封裝，尺寸很小，所需的外圍器件也很少，滿足了電子秤小型化的需求。
cs1180 提供了24bit 無失碼，18bit 有效精度的高效能，滿足了電子秤高精度的需求。cs1180 內有各種控制暫存器和資料暫存器，並且可以通過spi 介面方便的控制和讀取這些暫存器，滿足了電子秤智慧型化的需求。因此cs1180 是電子秤中ad 轉換器的理想選擇。
（2）cs1180 特點
cs1180 是24 位高精度、低功耗sigma-delta 模數轉換晶元，有效解析度可達20（pga =1）位。可以在2.7v~5.
5v 電源電壓條件下工作，cs1180 提供的1～128 倍可程式設計增益放大器，在128 倍時，有效解析度可達18 位。調製器是乙個二階sigma-delta 調製器，晶元的fir 濾波器提供50hz 和60hz 陷波濾波，有效提高晶元的抗干擾性能。
d.微處理器模組
微控制器最小系統設計由mcs—51系列的89c52和外圍的時鐘電路和復位電路組成。
e.顯示模組
顯示電路設計採用5位lcd數碼管動態顯示，
f.電源模組
本設計只用到電源一種：即+5v.
電源原理
穩壓電源由電源變壓器、整流電路、濾波電路和穩壓電路組成，如圖2.1
圖2.1 電源方框及波形圖
a、 整流和濾波電路：整流作用是將交流電壓u2變換成脈動電壓u3。濾波電路一般由電容組成，其作用是脈動電壓u3中的大部分紋波加以濾除，以得到較平滑的直流電壓u4。
b、 穩壓電路：由於得到的輸出電壓u4受負載、輸入電壓和溫度的影響不穩定，為了得到更為穩定電壓新增了穩壓電路，從而得到穩定的電壓u0。
電子秤設計系統方案說明書
1.功能概述 這是一種小型 簡便 精確度高的電子平台秤，量程20kg，分度值為5g，它用乙個顯示視窗來顯示所稱物體的重量。把所稱物體放到秤台上，通過秤體物體的重力傳給電阻應變式稱重感測器，感測器受到壓力使電阻發生變化引起電壓變化再將電壓值送到a d轉換電路，將模擬量轉換成數字量，轉換後的數字量送微處...
電子秤設計實驗方案
1 實驗意義和目的 實驗意義 物品稱量是市場交易中很基本的活動,是商業領域最基本的衡具。傳統的量具是杆稱或盤稱,20 世紀70 年代開始出現了電子稱。早期的電子稱多通過模擬電路實現,隨著電子技術的不斷發展,數字晶元的 逐漸下降,模擬控制已逐步被數字控制所替代,電子稱的設計模式也大都以微處理器為核心,...
友聲收銀系列電子秤使用說明書
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