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  現(xiàn)在市面上所用的稱量工具，或是結(jié)構(gòu)復雜，或運行不夠可靠，而且成本偏高，精度的穩(wěn)定性不夠，調(diào)整時間較長，容易發(fā)生損壞，維修較困難，裝機容量較大，能源消耗大，制造成本偏高。

  但電子秤是綜合計算機技術(shù)、數(shù)據(jù)采集技術(shù)和信號處理技術(shù)等多種科技的新型稱重儀器。由于其方便、快捷與準確等特點，被廣泛應用于工業(yè)生產(chǎn)與貿(mào)易活動。

  當今，計算機控制技術(shù)被廣泛應用，而由計算機控制的稱重工具不斷朝著高效化、精確化和智能化的方向發(fā)展。為此，研究并制造低成本、高性能的簡易電子秤有著十分重要的現(xiàn)實意義。

  1.設(shè)計方案本設(shè)計主要由 STC89C52 單片機主控芯片、24 位 A/D 芯片 HX711 電路、稱重傳感器、電源系統(tǒng)、矩陣鍵盤和液晶顯示組成。

  2. A/D 轉(zhuǎn)換模塊A/D 轉(zhuǎn)換部分是整個設(shè)計的關(guān)鍵。我們可以選擇 ADC 的種類有傳統(tǒng)的并行、逐次逼近型、積分型 ADC，新發(fā)展起來的∑ -Δ 型和流水線型 ADC。根據(jù)系統(tǒng)的精度要求采用 HX711集成芯片。

  3. 顯示模塊數(shù)據(jù)顯示是電子秤的基本功能，是重要的人機交互組成部分，能夠?qū)�測量電路測得的數(shù)據(jù)經(jīng)過微處理器處理后直觀地顯示出來。因為本次設(shè)計的顯示模塊需要顯示多位數(shù)字，若是使用數(shù)碼管顯示，則會占用多個單片機 I/O 口，使得電路復雜化，故選用 LCD1602A 顯示，晶背光電源。

  4. 放大電路因為 HX711 芯片兼有 A/D 轉(zhuǎn)換與放大電路功能，于是在設(shè)計中使用使用 HX711 集成芯片。該芯片與后端 MCU 芯片的接口和編程十分簡單，全部控制信號由管腳驅(qū)動，不需對芯片內(nèi)部寄存器進行編程。

  將系統(tǒng)程序燒錄在 STC89C52 內(nèi)部的 flash 存儲器中，分為主程序和若干子程序。主程序的功能為系統(tǒng)初始化，管理以及調(diào)用每個子程序。

  5. 理論分析與計算電阻應變片為本電子秤設(shè)計的重要部件。由應變片產(chǎn)生的電阻變化，然后利用交流全橋測量原理獲得一定大小的輸出電壓，通過電路輸出電壓和標準重量的線性關(guān)系，建立具體的數(shù)學模型，即可實現(xiàn)對物品質(zhì)量的稱重。靈敏系數(shù) K 作為重要參數(shù)。設(shè)有一個金屬電阻絲，其長度為 L，橫截面為半徑是 r的圓形，其面積記作 S，其電阻率記作 ρ，這種材料的泊松系數(shù)是 μ。當沒有受外力作用到這根電阻絲時，它的電阻值為 R：R = ρL/S（Ω） ①當金屬電阻絲兩端受到作用力 F 時，將會伸長，說明了金屬電阻絲發(fā)生變形。設(shè)其長度變化為 ΔL，那么橫截面積縮小，設(shè)其截面圓半徑減少 Δr。而且還可以用實驗證明，金屬電阻絲在變形后，電阻率也發(fā)生了變化，記作 Δρ。對式①求全微分，即求出電阻絲伸長后，其電阻值發(fā)生的改變。

  由于ΔR = ΔρL/S + ΔLρ/S –ΔSρL/S2 ②用式①去除式②可得ΔR/R = Δρρ + ΔL/L – ΔS/S ③此外，因為導線的橫截面積為 S = πr2，則 Δs =2πr*Δr，所以ΔS/S = 2Δr/r ④由材料力學可知Δr/r = -μΔL/L ⑤其中，負號表示伸長時，半徑方向是縮小的。μ 是表示材料橫向效應泊松系數(shù)。把式④⑤代入③，有ΔR/R = Δρ/ρ + ΔL/L + 2μΔL/L=（1 + 2μ（Δρ/ρ）/（ΔL/L））*ΔL/L= K *ΔL/L ⑥其中K = 1 + 2μ +（Δρ/ρ）/（ΔL/L） ⑦式⑥說明了電阻應變片的電阻變化率（電阻相對變化）和電阻絲伸長率（長度相對變化）之間的關(guān)系。

  6. 測試方案與測試結(jié)果4.1 測試方案為了更全面、更準確地進行電子秤的測試，我們在測試過程中著重對電子秤的精度進行測試。在測試前必須反復檢查，仿真電路和硬件電路必須與系統(tǒng)原理圖完全相同，硬件電路保證無虛焊。

  7. 精度精度是指測量儀器的讀數(shù)（或測量結(jié)果）與被測量真值相一致的程度，不光用來測評測量儀器的性能，還是評價測量結(jié)果最基本、最主要的指標。精度還可以用精密度、正確度和準確度三個指標加以表征。

  8.信號處理與數(shù)據(jù)校準本過程在整個設(shè)計環(huán)節(jié)中至關(guān)重要。由于砝碼為標準質(zhì)量 m，在稱重時表現(xiàn)為模擬信號，由電阻應變片和 A/D 轉(zhuǎn)換模塊收集并轉(zhuǎn)化。HX711 芯片在轉(zhuǎn)換完成后對主控芯片返回值的數(shù)據(jù)與標準質(zhì)量并不完全匹配，因此需要校正。在本設(shè)計中我們多處采用多種不同的數(shù)據(jù)校準方式，以減小數(shù)據(jù)的波動，提高數(shù)據(jù)的線性度。其一，改變HX711 驅(qū)動程序中的參數(shù)，放大采集到的信號；其二，利Microsoft Excel 軟件對采集到的數(shù)據(jù)進行處理。