2 系统方案分析与硬件选择

2。1 系统方案分析

使用较为传统和比较熟悉的STC89C51单片机作为主控芯片。它兼容于MCS-51系列单片机而且有1000次可擦写的flashmemory,便于系统的修改。此芯片具有价格便宜、集成度高、操作简单、功耗低等特点。其硬件结构主要包括：数据采集模块、最小系统模块、超重报警模块、键盘和显示模块。其中，数据采集模块包括称重传感器和A/D转换电路；最小系统部分主要包括STC89C51、晶振电路和复位电路；键盘由4个按键盘组成，可以控制显示重量和小数点等信息；显示部分由LED3641数码管显示。软件部分由C语言编程，实现对各部分的控制。该电子秤可以实现称重、置零、校准和显示等功能。其称重范围为0～10Kg，分度值为0。001g。整个系统结构简单，使用方便。系统设计总体方案框图如图2-1所示。

图 2-1 系统方框图

2。2 传感器的选择

称重传感器是称重系统的心脏。随着技术的进步,由称重传感器制作的电子衡器已广泛地应用到各行各业,实现了对物料的快速、准确的称量，特别是随着微处理机的出现，工业生产过程自动化程度化的不断提高，称重传感器已成为过程控制中的一种必需的装置，从以前不能称重的大型罐、料斗等重量计测以及吊车秤、汽车秤等计测控制，到混合分配多种原料的配料系统、生产工艺中的自动检测和粉粒体进料量控制等，都应用了称重传感器，目前，称重传感器几乎运用到了所有的称重领域。称重传感器实际上是一种将质量信号转变为可测量的电信号输出的装置。用传感器应先要考虑传感器所处的实际工作环境，这点对正确选用称重传感器至关重要，它关系到传感器能否正常工作以及它的安全和使用寿命，乃至整个衡器的可靠性和安全性。

利用压力传感器采集因压力变化产生的电压信号，经过电压放大电路放大，然后再经过模数转换器转换为数字信号，最后把数字信号送入单片机。单片机经过相应的处理后，得出当前所称物品的重量及数值，然后再显示出来。测量部分是利用称重传感器检测压力信号，得到微弱的电信号（本设计为电压信号），而后经处理电路（如滤波电路，差动放大电路，）处理后，送单片机中的A/D转换器，将模拟量转化为数字量输出，控制器接受来自A/D转换器输出的数字信号，经过复杂的运算，将数字信号转换为物体的实际重量信号，并将其送到显示单元中。文献综述

现实中压力传感器还有其自身的特性，选择传感器要考虑其灵敏度、总误差以及其与时间漂移情况。传感器的电灵敏度为满负荷输出电压与激励电压的比值，典型值是2mV/V。当使用2mV/V灵敏度和5V激励电压的传感器时，其满度输出电压为10mV。通常，为了使用压力传感器线性度最好的一段测重范围，应当仅使用满度范围的三分之二。总误差是指输出误差和额定误差的比值，典型电子秤的总误差指标一般为0。02%，这一技术指标相当重要，它限制了使用理想信号调节电路所能达到的精确度，决定了ADC分辨率的选择以及放大电路和滤波器的设计。

目前常用的称重传感器有电阻应变式压力传感器、电容压力传感器、压电式压力传感器。选用时应按稳定行、精度登记、寿命和安装环境要求考虑，其主要

特点如下：

（1）电容式压力传感器稳定性较差，精度和灵敏度较高，寿命较短，对环境要求苛刻，不易长距离传输。

（2）压电式压力传感器稳定性好，精度和灵敏度高，寿命长，但大量程的压力传感器尚待进一步研究。