CN205317327U

CN205317327U - 一种基于单片机的小型电子称重系统

Info

Publication number: CN205317327U
Application number: CN201620052626.1U
Authority: CN
Inventors: 顾涵; 徐强; 戴菁菁
Original assignee: Changshu Institute of Technology
Current assignee: Changshu Institute of Technology
Priority date: 2016-01-20
Filing date: 2016-01-20
Publication date: 2016-06-15
Anticipated expiration: 2026-01-20

Abstract

本实用新型公开了一种基于单片机的小型电子称重系统，包括与单片机主控制器连接的显示模块、A/D转换模块和通信模块；所述A/D转换模块连接压力传感模块，所述压力传感模块输出的最大电压为7-14mV，所述A/D转换模块与压力传感模块间连接调理电路，所述显示模块用于显示重量信息和故障信息，所述单片机主控制器还连接报警模块，所述报警模块用于当压力传感模块采集的数据高于阈值或者出现故障时进行声光报警，所述通信模块通过有线或者无线连接上位机，用于传输数据。该系统结构简单、使用方便，能满足小量程范围的称量，精度高，可以显示测量的数据信息、重物超重报警、远距离数据传输。

Description

一种基于单片机的小型电子称重系统

技术领域

本实用新型涉及一种电子称重系统，具体地涉及一种量程小、精度高的基于单片机的小型电子称重系统。

背景技术

在电子科学技术获得了巨大成就的21世纪，电子类产品变得日益丰富，不但渗透了农业、工业、商业、交通运输、科学研究等社会各个领域，而且极大地推动了社会的发展和科技的进步。电子秤是现代电子产品的一种电子秤，是采用现代传感器技术、电子技术和计算机技术一体化的电子称量装置。电子秤的发明对科学研究、内外贸易、国计民生、国防建设有着不可估量的作用，已经成为这些领域中不可缺少的计量设备，还广泛应用于超市、大中型商场、物流配送中心，成为人们日常生活中必不可少的物品，给人们的生活、学习、工作带来极大的方便。到了21世纪，由于数字集成电路技术的发展和称重传感器各项性能的不断突破，为电子秤的发展奠定了坚实的基础。相比传统的机械式杠杆和刀刃的称量装置，电子称具有称量精度高、体积小、应用范围广、易于操作、便于计价等优点，克服了传统的杆秤、磅秤及盘秤的不精确、速度慢、需人为计价的缺点。

中国专利文献CN201532555公开了一种单片机控制的高精度称重控制装置，由通信接口(1)与单片机(4)相互连接，A/O转换器(2)连接至单片机(4)，称重传感器(3)连接至A/O转换器(2)，键盘(5)连接至单片机(4)，单片机(4)连接至液晶显示器(6)和语音提示装置(7)。利用单片机和传感器实现对重量的高精度测量，但是该种称重控制装置只能测量的量程一般必须很大，测量重量轻的物体，精度非常差。

实用新型内容

为了解决上述技术问题，本实用新型目的是：提供一种基于单片机的小型电子称重系统，该系统结构简单、使用方便，能满足小量程范围的称量，精度高，可以显示测量的数据信息、重物超重报警、远距离数据传输。

本实用新型的技术方案是：

一种基于单片机的小型电子称重系统，其特征在于，包括与单片机主控制器连接的显示模块、A/D转换模块和通信模块；所述A/D转换模块连接压力传感模块，所述压力传感模块输出的最大电压为7-14mV，所述A/D转换模块与压力传感模块间连接调理电路，所述显示模块用于显示重量信息和故障信息，所述单片机主控制器还连接报警模块，所述报警模块用于当压力传感模块采集的数据高于阈值或者出现故障时进行声光报警，所述通信模块通过有线或者无线连接上位机，用于传输数据。

优选的，所述调理电路包括第一调理电路和第二调理电路。

优选的，所述报警模块包括语音模块和设置于系统表面的多色指示灯。

优选的，所述单片机主控制器连接电解电容和电阻，所述电解电容为10μF，电阻为10kΩ。

优选的，所述单片机主控制器连接复位电路。

优选的，所述单片机主控制器连接独立式按键或者扫描式按键电路。

优选的，还包括电源模块，所述电源模块采用三端稳压器，所述三端稳压器连接至少一个低频滤波电容和高频滤波电容。

与现有技术相比，本实用新型的优点是：

1、该系统结构简单、使用方便，能满足小量程范围的称量，精度高，可以显示测量的数据信息、重物超重报警、远距离数据传输等等。

2、使用两个调理电路可以将压力传感模块的输出信号放大至可控的倍数，使得测量更加精准；当压力传感模块采集的数据高于阈值或者出现故障时进行声光报警，防止仪器损坏。

附图说明

下面结合附图及实施例对本实用新型作进一步描述：

图1是本实用新型基于单片机的小型电子称重系统的结构框图；

图2为本实用新型单片机主控制的最小系统结构原理图；

图3为实施例中A/D转换器的电路原理图；

图4为实施例中第一调理电路的电路原理图；

图5为实施例中蜂鸣器驱动的电路原理图；

图6为实施例中通信模块的电路原理图；

图7为实施例中三端稳压器的电路原理图；

图8为实施例中直流-直流变换器的电路原理图；

图9为实施例中参考位的电路原理图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本实用新型进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本实用新型的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本实用新型的概念。

实施例：

如图1所示，一种基于单片机的小型电子称重系统，包括与单片机主控制器连接的显示模块、A/D转换模块和通信模块；A/D转换模块连接压力传感模块，压力传感模块输出的最大电压为7mV，A/D转换模块与压力传感模块间连接调理电路，调理电路包括第一调理电路和第二调理电路，第一调理电路对压力传感模块输出的信号进行放大，第二调理电路对输出的信号进行滤波或者缓冲。

显示模块用于显示重量信息和故障信息，单片机主控制器还连接报警模块，报警模块用于当压力传感模块采集的数据高于阈值或者出现故障时进行声光报警，通信模块通过有线或者无线连接上位机，用于传输数据。

还包括电源模块，电源模块采用三端稳压器，三端稳压器连接至少一个低频滤波电容和高频滤波电容。

如图2所示，单片机主控制器采用AT89S51作为主控制器，外接11.0592M的晶振。

复位：采用上电复位方式或者复位电路。由10μF/16V电解电容和10k/4W电阻组成。单片机死机后必须断电复位，但断电后必须等一段时间即电容放电完成后才能上电。也就是电容的容量必须保证放电时间。此部分也可以使用专门的复位电路模块例如看门狗芯片。单片机进入死机状态后看门狗会强制单片机复位，看门狗本身是一个单稳态延时电路，保证单稳态的状态。

P0口接按键电路，按键电路可以为独立式按键和扫描式按键。独立式按键最多接8个按键，扫描式最多接16个按键。P0口是一个漏极开漏的状态，导致P0口无法输出高电平。所以P0口接A103G排阻上位到VCC。

显示模块采用点阵液晶LCM12864显示。可以显示最大128×64的图像、汉字、字符等信息。特别注意的是液晶的背光电源19和20引脚。19接100Ω的电阻接VCC，20脚接地。如果接反，则LCM12864后的软包芯片会非常烫，甚至烧毁。

如图3所示，A/D转换器部分采用16位∑-△型AD型AD转换器AD7705。采用5线连接方式。单片机的P2.0、P2.1、P2.2、P2.3、P2.4、P2.5分别与AD7705的DIN、DOUT、/REDY、SCLK、/CS、/RESET连接。外接4.9512M晶振。REF（+）IN与REF（-）IN分别接电源+5V和地。

如图4所示，第一调理电路使用AD620AN，AD620AN是放大倍数在1~1000的低功耗高精度测量放大器。通过外接一个精密电阻控制其放大倍数。

如图5所示，语音模块可以为蜂鸣器，蜂鸣器的控制采用P12引脚控制，工作原理为：P12接高电平时NPN基极电位高于发射极三极管导通蜂鸣器发音。

如图6所示，通信模块为光隔离485电路SP485，用于将数据传到上位机，便于上位机软件处理单片机信息。

如图7所示，+5V部分采用三端稳压器7805提供。+5V可以给单片机及其他芯片供电，-5V主要给AD620供电，运放采用双电源供电。三端稳压器两边分别并联低频滤波电容C11和C13，C11和C13分别为铝电解电容对低频部分滤波较好，由于铝电解电容为铝箔卷制而成，存在一定容抗。对高频效果滤波不理想。所以每个大电容后边跟一个小的瓷片电容或云母电容C10和C12，达到对高、低频率更好的滤波效果。D1为+5V的电源指示。电阻R8起到分压限流的作用。如图8所示，采用直流-直流变换器ICL7660S提供-5V电压，为运放供电。

如图9所示，“地”就是0电位的参考点。是构成电路回路的公共端。它又有数字地和模拟地之分。所谓模拟地：放大器和采样保持器以及比较器、A/D转换器的0点电位参考点。所谓数字地：也叫逻辑地，是数字电路电位参考点。在高要求电路中数字地和模拟地必须分开。在系统的一点把两种地连接起来。

实现一点接地方法有多种方法：

1)用磁珠连接：只对某个频带有噪声抑制作用。

2)用电容连接：隔直流通交流，容易造成浮地。

3)用电感连接：体积大，不稳定。

4)用0欧姆电阻连接。本电路中使用0欧姆电阻实现单点接地。0欧电阻相当于很窄的电流通路，能够有效地限制环路电流，使噪声得到抑制。电阻在所有频带上都有衰减作用。

应当理解的是，本实用新型的上述具体实施方式仅仅用于示例性说明或解释本实用新型的原理，而不构成对本实用新型的限制。因此，在不偏离本实用新型的精神和范围的情况下所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。此外，本实用新型所附权利要求旨在涵盖落入所附权利要求范围和边界、或者这种范围和边界的等同形式内的全部变化和修改例。

Claims

1.一种基于单片机的小型电子称重系统，其特征在于，包括与单片机主控制器连接的显示模块、A/D转换模块和通信模块；所述A/D转换模块连接压力传感模块，所述压力传感模块输出的最大电压为7-14mV，所述A/D转换模块与压力传感模块间连接调理电路，所述显示模块用于显示重量信息和故障信息，所述单片机主控制器还连接报警模块，所述报警模块用于当压力传感模块采集的数据高于阈值或者出现故障时进行声光报警，所述通信模块通过有线或者无线连接上位机，用于传输数据。

2.根据权利要求1所述的基于单片机的小型电子称重系统，其特征在于，所述调理电路包括第一调理电路和第二调理电路。

3.根据权利要求1所述的基于单片机的小型电子称重系统，其特征在于，所述报警模块包括语音模块和设置于系统表面的多色指示灯。

4.根据权利要求1所述的基于单片机的小型电子称重系统，其特征在于，所述单片机主控制器连接电解电容和电阻，所述电解电容为10μF，电阻为10kΩ。

5.根据权利要求1所述的基于单片机的小型电子称重系统，其特征在于，所述单片机主控制器连接复位电路。

6.根据权利要求1所述的基于单片机的小型电子称重系统，其特征在于，所述单片机主控制器连接独立式按键或者扫描式按键电路。

7.根据权利要求1所述的基于单片机的小型电子称重系统，其特征在于，还包括电源模块，所述电源模块采用三端稳压器，所述三端稳压器连接至少一个低频滤波电容和高频滤波电容。