摘要：本設(shè)計(jì)是采用AVR單片機(jī)作為微控制器，結(jié)合壓力傳感器、AD7705、LCD1602實(shí)現(xiàn)的一種高精度多功能數(shù)字電子秤。文章詳細(xì)介紹了系統(tǒng)的硬件電路組成以及軟件的開發(fā)流程。本設(shè)計(jì)具有體積小、成本低、精確度高、可靠性高等特點(diǎn)。

0 引言

隨著電子技術(shù)和自動(dòng)化測(cè)量技術(shù)的不斷發(fā)展，傳統(tǒng)的稱重系統(tǒng)在功能、精度、性價(jià)比等方面已難以滿足人們的需要，尤其在智能化、便攜式、對(duì)微小質(zhì)量的測(cè)量方面更顯得力不從心。近年來(lái)，新型單片機(jī)的出現(xiàn)和集成電路技術(shù)的發(fā)展為更新產(chǎn)品設(shè)計(jì)，研制高性價(jià)比的稱重控制器提供了條件。本設(shè)計(jì)采用AVR單片機(jī)為控制核心，結(jié)合電阻應(yīng)變式壓力傳感器和相應(yīng)的信號(hào)采集電路，設(shè)計(jì)出一種高精度、多功能、低成本的新型電子秤。

1 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)

首先由稱重傳感器采集因壓力變化而產(chǎn)生的電壓信號(hào)，通過A／D轉(zhuǎn)換器將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，把數(shù)字信號(hào)送入AVR單片機(jī)，單片機(jī)做相應(yīng)的處理后，得到當(dāng)前物體重量的數(shù)據(jù)，并通過LCD顯示出來(lái)。系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)如圖1所示。

系統(tǒng)硬件電路包括A／D轉(zhuǎn)換模塊、4×4矩陣鍵盤模塊、LCD模塊和蜂鳴器報(bào)警模塊；軟件模塊又可分為主程序模塊、矩陣鍵盤掃描模塊、A／D轉(zhuǎn)換模塊和LCD1602模塊。

2 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

2．1 AVR單片機(jī)

本設(shè)計(jì)是選用AVR系列單片機(jī)中的ATmega16作為微控制器。ATmega16是基于增強(qiáng)型AVR RISC結(jié)構(gòu)的低功耗8位CMOS微控制器。由于其先進(jìn)的指令集和單時(shí)鐘周期指令執(zhí)行時(shí)間，ATmega16L的數(shù)據(jù)吞吐量高達(dá)1MIPS／MHz，在片內(nèi)集成了16kB的可編程FLASH，512B的E2PROM，1kB的片內(nèi)SDRAM。在外設(shè)方面，具有兩個(gè)可編程的串行UART，8路10位ADC，四通道PWM，并支持SPI、TWI、JTAG接口，允許ATmega16L和其他外設(shè)進(jìn)行高速的數(shù)據(jù)傳輸。

2．2 稱重傳感器

電阻應(yīng)變式稱重傳感器是把電阻應(yīng)變計(jì)粘貼在彈性敏感元件上，然后以適當(dāng)方式組成電橋的一種將力(重量)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)的傳感器。在電阻應(yīng)變式稱重傳感器中通過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如圖2所示。