电子秤指导书..docxVIP

智能电子秤实验指导书 一 设计要求 1.1 设计任务 本题目最好采用广州周立功单片机发展有限公司赞助提供 EasyARM2103主机板为主 控器，设计并制作一个多功能电子计价秤。 显示器 称重传(0感-2V)器 测量控制器 其它 及变换电路 EasyARM2103 主机板 功能 键盘 图 1.1 系统框图 1.2 制作要求 1.2.1 基本部分： 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； 3）具有去皮功能和总额累加计算功能； 4）能预存 10 种商品的单价；可以随意调出使用； 5）测量并显示环境温度，温度测量误差不大于 1℃； 6）自制可以连续可调高稳定度 0-2V 直流电源，用于模拟称重传感器输出的称重信号 源。采用 0-2V 模拟 0-20kg 称重； （ 7）制作工艺。 二 系统设计 根据题目要求，该多功能电子计价秤，包括控制模块、键盘模块、 、显示模块、打印模 块、实时时钟模块、温度测量报警模块和存储模块、 AD转换模块。系统的总体结构框图如图 2.1 所示。 实时时钟 温度传感器 LED 数码管 主控制器： ZLG7290键盘 PHILIPS 蜂鸣器 ARM2103 AD 转换放大电路 金鹏液晶屏 称重传感器 连续可调高稳定度 0-2V 直流电源  存储器 24C256 电源及掉电保护模块 图 2.1 系统总体布局框图 系统的各模块中，除了微控制器模块已经确定用周立功公司赞助的 PHILIPSLPC2103 外其余模块还需要我们论证比较不同的设计方案。 2.1 称重传感器的原理及选用 题目要求称重范围 15.000Kg，重量误差不大于 0.015Kg，考虑到秤台自重、振动和 冲击分量，还要避免超重损坏传感器，所以传感器量程必须大于额定称重— 15Kg。我们 选择的是 L-PSIII 型传感器，量程 20Kg，精度为 0.01% ，满量程时误差 0.002Kg。可以 满足本系统的精度要求。其原理如图 2.2 所示： 图 2.2 称重传感器原理图 称重传感器主要由弹性体、电阻应变片电缆线等组成，内部线路采用惠更斯电桥。 当弹性体（弹性元件，敏感梁）在外力作用下产生弹性变形，使粘贴在他表面的电阻应 变片（转换元件）也随同产生变形，电阻应变片变形后，它的阻值将发生变化（增大或 减小），再经相应的测量电路把这一电阻变化转换为电信号（电压或电流） ，从而完成了 将外力变换为电信号的过程，输出信号电压可由下式给出： R2 R4 △R1 △R2 △R3 △R4 Eout R4) R1 R2 R3 Ein ，各组成部分的原理如下： (R2 R4 电阻应变片 电阻应变片是把一根电阻丝机械的分布在一块有机材料制成的基底上，即成为一片应变片。他的一个重要参数是灵敏系数 K。下面介绍的是它的意义。 设有一个金属电阻丝，其长度为 L，横截面是半径为 r 的圆形，其面积记作 S，其电阻率 记作 ρ ，这种材料的泊松系数是 μ 。当这根电阻丝未受外力作用时，它的电阻值为 R： R = ρL/S （ Ω） （2—1） 当他的两端受 F 力作用时，将会伸长，也就是说产生变形。 设其伸长 L，其横截面积则 缩小，即它的截面圆半径减少 r 。此外，还可用实验证明，此金属电阻丝在变形后，电 阻率也会有所改变，记作 Δρ ，对式（ 2--1 ）求全微分，即求出电阻丝伸长后，他的电 阻值改变了多少。我们有： R =  ΔρL/S +  Lρ/S  –  SρL/S2  （2—2） 用式（ 2--1  ）去除式（  2--2  ）得到 R/R = Δρ/ ρ + 另外，我们知道导线的横截面积 S =  L/L – πr2 ，则  S/S s = 2  πr*  r ，所以  （2—3） S/S = 2 r/r （2—4） 从材料力学我们知道 r/r = - μΔL/L （2—5） 其中，负号表示伸长时，半径方向是缩小的。 μ 是表示材料横向效应泊松系数。 把式（2—4） （ 2— 5）代入（ 2--3 ），有 R/R =  Δρ/ ρ  +  L/L+2  μΔ L/L = （1+2  μ（Δρ /  ρ ）/ （  L/L ））*  L/L =