多功能数字电子计价秤杨行.docVIP

基础课程设计（论文） 多功能数字电子计价秤 学生姓名： 杨行 指导教师： 李敏 学生学号：20094073335 专 业：电气工程及其自动化 信息技术学院电气工程系 2012年11月29日 摘 要 该设计以AVR系列单片机ATMEGA16为控制核心，实现电子秤的基本控制功能。在设计系统时，为了更好地采用模块化设计法，分步的设计各个单元功能模块，系统的硬件部分可以分为数据采集、最小系统、人机交互界面、无线语音报数和系统电源五大部分。该电子秤在实现基本的称重功能（称重范围为0~15.000公斤，重量误差不大于±0.1％）的同时,并发挥语音报数的功能，可以设置日期和设定十种商品的单价， 还具有自动校零和去皮功能。整个系统结构简单，使用方便，功能齐全，人性化，具有一定的开发价值。 关键词：电子秤 AVR单片机 仪用放大器 语音报数 目录 摘 要 - I - 目录 - 1 - 1引言 - 3 - 2方案设计 - 4 - 2.1设计思路 - 4 - 2.2. 压力传感器 - 4 - 2.3硬件模块设计 - 6 - 2.4 系统软件设计 - 8 - 3设计实现 - 9 - 3.1 语音报数的实现 - 9 - 3.2 数据去抖和自动校零的实现 - 9 - 4 系统测试 - 11 - 4.1测试条件和测试仪器设备 - 11 - 4.2测试方法和测试结果 - 11 - 5 结论 - 12 - 6参考文献 - 13 - 附录1：系统整体原理图 - 14 - 附录2 AD620的内部等效图 - 15 - 附录3：应变式电阻传感器相关资料 - 16 - 附录4 滤波模块原理图 - 17 - 附录5 电源模块原理图 - 18 - 附录6 主程序代码 - 19 - 附录7凌阳单片机最小系统 - 20 - 附录8 NRF24L01应用电路 - 21 - 附录9 语音报价程序代码 - 22 - 1引言 质量是测量领域中的一个重要参数，称重技术自古以来就被人们所重视。秤是最普遍、最普及的计量设备，电子秤取代机械秤是科学技术发展的必然规律。低成本、高智能化的电子秤无疑具有极其广阔的市场前景。 （1）能用键盘设置单价，称重后能同时显示重量、单价和总额； 电子计价秤：最大称重为15.000公斤，重量误差不大于±0.1％； （2）具有数码显示，显示重量、单价、总额等信息。 a.重量显示为5位数码，单位为公斤，最大重量显示值为99.999公斤； b.单价金额显示为5位数码，单位为元，最大单价金额显示值值为999.99元； c.总价金额显示为6位数码，单位为元，最大总价金额显示值值为9999.99元，总价金额误差不大于0.01元； 2方案设计 2.1设计思路 为达到设计要求，本系统数据采集模块。数字信号送给控制器处理，由控制器完成。此部分对软件的设计要求比较高，系统的大部分功能都需要软件来控制。在扩展功能上，本设计增加了。 以AVR单片机为控制核心，其内部集成10位AD，不需外围扩展AD转换电路，而测量误差又能达到要求。具体方案简图如下 图（3） 2.2. 压力传感器 电阻应变式传感器是一种利用电阻应变效应，将各种力学量转换为电信号的结构型传感器。电阻应变片式电阻应变式传感器的核心元件，其工作原理是基于材料的电阻应变效应，电阻应变片即可单独作为传感器使用，又能作为敏感元件结合弹性元件构成力学量传感器。 导体的电阻随着机械变形而发生变化的现象叫做电阻应变效应。电阻应变片把机械应变信号转换为△R/R后，由于应变量及相应电阻变化一般都很微小，难以直接精确测量，且不便处理。因此，要采用转换电路把应变片的△R/R变化转换成电压或电流变化。其转换电路常用测量电桥。 直流电桥的特点是信号不会受各元件和导线的分布电感及电容的影响，抗干扰能力强，但因机械应变的输出信号小，要求用高增益和高稳定性的放大器放大。 电阻应变式传感器有如下特点： （1）应用和测量范围广，应变片可制成各种机械量传感器。 （2）分辨力和灵敏度高，精度较高。 （3）结构轻小，对试件影响小， 对复杂环境适应性强，可在高温、高压、强磁场等特殊环境中使用，频率响应好。 （4）商品化，使用方便，便于实现远距离、自动化测量。 综合考虑后，我们选择方案二。 2.2.1 A/D转换电路方案的选择 要完成商品的称重，必须要完成被测重量从模拟量向数字量的转换，所以系统需要设计A/D转换电路，A/D转换及单片机部分有以下两个方案可以选择： 方案一：使用独立的A/D转换集成电路和普通单片机连接，使A/D转换电路可以在单片机的协调控制下工作。这就需要设计A/D转换电路与电片机的接口电路。 方案二：采用内部集成A/D转换器的单片机芯片。由于内部集成了A/D转换器，省去了单片机与A/D转换器接口电路的设计，