51單片機(jī)智能電子秤《光電檢測(cè)技術(shù)及應(yīng)用》課程案例項(xiàng)目報(bào)告書

基于51單片機(jī)的智能電子秤

• 研究的目的
  

為了更好地對(duì)光電檢測(cè)技術(shù)中非光物理量的檢測(cè)的理解，通過(guò)對(duì)智能電子秤中的壓力檢測(cè)功能的設(shè)計(jì)，使得我們更好地對(duì)應(yīng)變式壓力傳感器和A/D轉(zhuǎn)換模塊HX711的相關(guān)性能參數(shù)加深了理解與掌握，并且通過(guò)51單片機(jī)和1602液晶顯示屏的編程控制與顯示，使得我們對(duì)單片機(jī)的應(yīng)用類型有了新的理解。

• 研究的意義
  

本次智能電子秤設(shè)計(jì)總結(jié)了光電檢測(cè)技術(shù)與單片機(jī)兩個(gè)專業(yè)課程相關(guān)知識(shí)，使我們把理論知識(shí)和實(shí)踐結(jié)合了起來(lái)，既鍛煉了我們的動(dòng)手能力，同時(shí)也鍛煉我們焊接電路板的能力。

• 研究?jī)?nèi)容
  

•       相關(guān)器件：電阻應(yīng)變式壓力傳感器，HX711模塊，51開發(fā)板，1602液晶                            顯示屏。
•       器件原理
  

2.1電阻應(yīng)變式壓力傳感器原理：

電阻應(yīng)變式稱重傳感器包括兩個(gè)主要部分，一個(gè)是彈性敏感元件：利用它將被測(cè)的重量轉(zhuǎn)換為彈性體的應(yīng)變值；另一個(gè)是電阻應(yīng)變計(jì)：它作為傳感元件將彈性體的應(yīng)變，同步地轉(zhuǎn)換為電阻值的變化。電阻應(yīng)變片所感受的機(jī)械應(yīng)變量一般為10 - 6~10 - 2，隨之而產(chǎn)生的電阻變化率也大約在10 - 6~10 - 2數(shù)量級(jí)之間。這樣小的電阻變化用一般測(cè)量電阻的儀表很難測(cè)出，必須采用一定形式的測(cè)量電路將微小的電阻變化率轉(zhuǎn)變成電壓或電流的變化，才能用二次儀表顯示出來(lái)。在電阻應(yīng)變式稱重傳感器中通過(guò)橋式電路將電阻的變化轉(zhuǎn)換為電壓變化。電阻應(yīng)變式稱重傳感器工作原理框圖如圖2-1所示：

2.2 HX711模塊：

HX711 是一款專為高精度稱重傳感器而設(shè)計(jì)的24位A/D 轉(zhuǎn)換器芯片。

HX711是一款專為高精度稱重傳感器而設(shè)計(jì)的24位A/D 轉(zhuǎn)換器芯片。與同類型其它芯片相比，該芯片集成了包括穩(wěn)壓電源、片內(nèi)時(shí)鐘振蕩器等其它同類型芯片所需要的外圍電路，具有集成度高、響應(yīng)速度快、抗干擾性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。降低了電子秤的整機(jī)成本，提高了整機(jī)的性能和可靠性。該芯片與后端MCU 芯片的接口和編程非常簡(jiǎn)單，所有控制信號(hào)由管腳驅(qū)動(dòng)，無(wú)需對(duì)芯片內(nèi)部的寄存器編程。輸入選擇開關(guān)可任意選取通道A 或通道B，與其內(nèi)部的低噪聲可編程放大器相連。通道A 的可編程增益為128 或64，對(duì)應(yīng)的滿額度差分輸入信號(hào)幅值分別為±20mV 或±40mV 。通道B 則為固定的64 增益，用于系統(tǒng)參數(shù)檢測(cè)。芯片內(nèi)提供的穩(wěn)壓電源可以直接向外部傳感器和芯片內(nèi)的A/D 轉(zhuǎn)換器提供電源，系統(tǒng)板上無(wú)需另外的模擬電源。芯片內(nèi)的時(shí)鐘振蕩器不需要任何外接器件。上電自動(dòng)復(fù)位功能簡(jiǎn)化了開機(jī)的初始化過(guò)程。

2.3 51單片機(jī)開發(fā)板

(1) STC89C52 單片機(jī)概述

STC89C52系列單片機(jī)是宏晶科技生產(chǎn)的單時(shí)鐘/機(jī)器周期(1T)的單片機(jī)，是高速/低功耗/超強(qiáng)抗干擾的新一代8051單片機(jī)，指令代碼完全兼容傳統(tǒng)8051,但速度快8-12倍，內(nèi)部集成MAX810專用復(fù)位電路。

(2) STC89C52 單片機(jī)管腳及封裝

STC89C52單片機(jī)有多種封裝形式，本設(shè)計(jì)中選用40DIP封裝，其管腳定義如圖1-8所示。

2.4 1602液晶顯示屏。

3.鏈接實(shí)物圖

• 研究總結(jié)
  

本設(shè)計(jì)綜合了電工技術(shù)，光電檢測(cè)技術(shù)和單片機(jī)技術(shù)等相關(guān)知識(shí)，通過(guò)對(duì)電路板的焊接連線，既鍛煉了我們的動(dòng)手能力，還在實(shí)踐中回顧我們之前學(xué)過(guò)的一些理論知識(shí)�？偟膩�(lái)說(shuō)在這次制作單片機(jī)課程設(shè)計(jì)的過(guò)程中，學(xué)習(xí)到如何完整地（包括軟件和硬件）設(shè)計(jì)一個(gè)電子器件，并學(xué)習(xí)到了很多新的器件的使用方法，例如A/D轉(zhuǎn)換模塊HX711、電阻應(yīng)變式傳感器等。設(shè)計(jì)的過(guò)程中一直最難的部分就是程序設(shè)計(jì)，既要估計(jì)電路連接的簡(jiǎn)便，又要清楚地劃分每一塊程序?qū)崿F(xiàn)的功能，在仿真時(shí)時(shí)常出現(xiàn)不明的錯(cuò)誤，都需要一點(diǎn)一點(diǎn)地去修改程序，已達(dá)到完美地運(yùn)行。在焊接實(shí)物的過(guò)程中，因?yàn)楹附蛹夹g(shù)的不熟練，偶爾會(huì)出現(xiàn)虛焊，此時(shí)就要細(xì)心地使用萬(wàn)用表去檢測(cè)電路，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題所在，重新焊接。所以，在這次實(shí)踐的過(guò)程中不僅是我們更好地掌握課堂上我們一些難以理解的知識(shí)，也鍛煉了小組成員中的團(tuán)結(jié)與交流能力，這次一次很好的機(jī)會(huì)。

單片機(jī)源程序如下:

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