智能电子秤设计

摘要 电子秤在人们的日常工作和生活中扮演这很重要的角色发挥了重要的作用。本文主要介绍了基于单片机的数字电子秤的硬件电路结构的设计及软件的编写。所设计的电子秤具有基本称重、显示、语音播报的功能。电子秤的测量范围为0-1Kg，测量精度达到 10g，有高精度，低成本，易携带的特征。我们首先用称重传感器把重量转换成电压信号，再将电压信号滤波放大输入A/D转换，利用A/D转换电路将模拟信号转化为数字信号，将得到的数字信号传送至单片机，通过程序对信号进行处理，实现称重功能，然后将重量LED显示出来并且能够用语音播放。 ??? 关键词：电子秤；称重传感器；单片机 ；LED；语音播报 电子秤发展史 随着第二次世界大战的后经济的复苏，为了把称重技术引入到生产工艺过程中去，对称重技术提出了新的要求，希望将称重过程实现自动化，为此电子技术不断的渗入到衡器制造业中。在1954年使用了带新式打印机的倾斜杠杆式秤，其输出信号能控制商用结算器，并且用电磁机构与代替人工操做的按键与办公机器连用。在1960年开发了与衡器相连的专门称重值打印机。当时的带电子装置的衡器其称量工作是机械式的，但与称重有关的显示、记录、远传式控制器等功能是电子方式的。 电子秤的发展过程与其他事物一样，也经历了由简单到复杂、由粗糙到精密、由机械到机电结合再到全电子化、由单一功能到多功能的过程。特别是近30年来，工艺流程中的现场称重、配料定量称重、以及产品质量的检测等工作都离不开能输出电信号的电子衡器。这是由于电子衡器不仅能给出质量或重量的信号，而且能作为总系统的一个单元来承担着控制和校验的功能，从而推进工业生产和贸易交往的自动话和合理化。 近年来，电子秤已经愈来愈多的参与到数据处理和过程控制中，现代称重技术和数据系统已经成为工艺制造、储运技术、预包装技术、收货业务以及商业销售领域中不可或缺的一部分。随着称重传感器各项性能的不断突破，为电子秤的发展奠定了基础，国外如美国、西欧等一些国家在20世纪60年代就出现了0.1%称量准确度的电子秤，并在70年代中期约对75%的机械进行了机电结合时的电子化改造。 我国衡器在20世纪40年代以前还全部是机械式的，40年代开始发展机电结合式的衡器。在50年代开始出现了以称重传感器为主的电子衡器。80年代以来我国通过自行研制、引进消化吸收和技术改造，已经由传统的机械式衡器步入集传感器、微电子技术、计算机技术于一体的电子衡器发展阶段。目前由于电子衡器具有称重快、读取方便、能在恶劣环境下工作、便于与计算机技术相结合而实现称重技术和过程控制的自动化等的特点，已经被广泛用于工矿企业、能源交通、商业贸易和科学技术等各个部门。随着称重传感器技术以及超大规模集成电路和微处理器的进一步发展电子称重技术以及其应用范围将更进一步的发展，被被人们所重视。 1.2 电子秤的分类 按电子衡器的重力检测原理可以分为机电结合和全电子式两大类。 按电子衡器的称重方式可以分为静态和动态称重两种。静态称重是非连续的，在称重期间被称物和承载器之间没有相对运动；动态称重时，必须有相对运动，而这种运动可能是非连续的（如轨道衡的驼峰编组称量、料斗秤的非连续累计称重等），也可能是连续的，并可以获得无系统分段，不间断的、物料流的质量（如电子皮带秤）。 按电子衡器的用途和使用场合来分，主要有皮带秤、轨道衡、吊秤、汽车秤、料斗秤、台秤、油罐秤等工业电子衡器，另外也有商用计价秤、零售秤、信函秤、运费秤、邮包秤、人体秤、浴室秤等。 按电子衡器选用的称重传感器（或检测器）的工作原理来分，主要有电阻应变、磁弹性、电容、振弦、电感、压电、陀螺、核子式等多种类型。本文以工业用电阻应变式电子衡器为主。 1.3 电子秤的发展动态和方向 电子衡器产品量大面广、种类繁多，从通用的各种规格的电子秤到大型的电子称重系统，从单纯的称重、计价到生产过程检测系统的一个测量控制单元，其应用领域在不断的扩大。根据近年来电子称重技术和电子衡器的发展情况以及电子衡器市场的需求，电子衡器总的发展动向为：小型化、模块化、智能化、集成化；其技术性能趋向于速率高、准确度高、稳定性高、可靠性好；其应用性趋向于综合性、组合性。 ?小型化：体积小、高度低、重量轻。为使电子衡器的承载器达到小、薄、轻现在开始采用重量轻而且刚度大的空心纹波铜板和方形闭合截面的薄壁型材料。 ?模块化：电子衡器的承载器采用模块式一体组合或分体组合，产生新的品种和规格。这种模块化组合不但提高了产品的通用性和可靠性，而且也大大提高了生产效率降低了成本。 智能化：与电子计算机组合或开发称重用计算机，利用计算机的智能来增加称重显示控制的功能，使其在原有功能的基础上增加推理、判断、自诊断、自适应、自组织等功能。 集成化：对于某些产品和结构的电子衡器，可以实现承载器与称重传感器一体化或者承载器、称重传感器与称重显示控制器一体化。 综合性：电子称重技术和电子衡器产品的应用范围不断扩大，他已渗透到一些学科和工业自动控制领域。对于某些商用电子计价秤而言，只是具备称重、计价、显示、打印功能还远远不够，现代商业系统还要求它提供各种销售信息，把称重与管理自动化紧密结合，使称重、计价、进库、销售管理一体化，实现管理自动化。这就要求电子计价秤能与电子计算机联网，把称重系统与计算机系统组成一个完整的综合控制系统。 ?? 组合性：在工业生产过程或者工艺流程中，不少称重系统还应该具有可组合性，即：测量范围可以任意设定；硬件能够依据不定的程序来进行修改和扩展；输入输出数据与指令可使用不同的语言，并能与外部的控制和数据处理设备进行通讯。 1.4 本论文的主要研究内容 利用凌阳SPCE061A板设计一个电子秤的应用系统，要求能够对电子秤（称重传感器）的测量值进行记录，并且能根据测量值计算出实际的重量并且实现在在LED显示和语音播报等功能。