基于单片机的电子秤设计

　　电子秤是我们生活中经常要用到的一种方便、称量精准的工具，被广泛应用于商业、超市、集贸市场以及零售业等公共场所。它的原理是通过以单片机来控制中心单元，由传感器进行重量的模数转换单元，再通过键盘输入和显示屏幕输出、软件计算来实现准确称重。它对人们的生活影响越来越大，受到广大商户和普通百姓的欢迎。

　　1 系统综合设计考虑

　　现实生活中，台式电子秤使用相对较为普遍，但它的局限性也大，成本高，体积大，携带不便等等都是需要改进的方面。鉴于此，我们对电子秤的设计主要思路是：利用压力传感器来采集因为压力变化而产生的电压信号，然后再通过放大电路进行放大，经过模数转换器转化为数字信号最后再将数字信号送入单片机进行A/D转换器。单片机经过相应的处理后，则将当前物品的重量和金额显示出来。按照国际法制计量组织的规定，我们的设计精度为Ⅲ级，电源AC220V，称重范围0到600g，分度值1kg。这种设计精度高，体积小，携带方便，能够满足广大商贸和家庭的使用需求。

　　按照设计需要，电子秤由五个部分组成：控制器、测量称重、数据显示、键盘和电源组成。系统设计方案如下图所示：

　　本设计必须使用单片机作为系统的主控制器，因为以单片机为主控制器的设计可以将计算机技术和称量控制技术很好的结合在一起，而且组成新型的只需要改变相应的软件程序即可实现“智能化称量控制”。我们选用的是STC公司的12系列单片机，STC12C5A60S2，它内部还带有60KB程序存储器和8路10位A/D转换器，基本上满足了我们的需要。(引脚图略)

　　2 数据采集

　　在智能电子秤的控制系统中，除了要有基本的控制和执行单元外，还要有反馈部分。在这个环节中，数据采集是最为重要的。

　　2.1 传感器的选择

　　传感器在设计中是一个非常重要的元件，本设计采用SP20C-G501电阻应变式传感器。称量传感器选用S型梁结构及金属箔式应变计，如此设计具有过载保护装置。惠斯凳电桥可以抑制温度变化的影响，补偿方便，所以该传感器受外界影响小，精度高，工作稳定，使用最为广泛。

　　2.2 放大电路的选取

　　称量传感器输出的电压振幅在0到20mV，A/D转化的输入电压为0～2V，所以放大环节就要有100倍左右的增益。通常对放大环节的要求是可调的，我们这个设计只需要按照实际情况选择100倍即可。零点和增益的温度漂移和时间漂移非常小，这样可以保证放大环节对零点漂移的要求，对于残余的一点漂移可借用软件的自动零点跟踪来很好的解决。稳定的增益量保证了负反馈电路的稳定性，并且要选用较高阻值的电阻和多圈电位器。