基于单片机的电子秤售药系统设计【自动化毕业论文】.doc

1、第一章 电子秤介绍- 1 -本科毕业论文（20 届）基于单片机的电子秤售药系统设计所在学院 专业班级 自动化 学生姓名 学号 指导教师 职称 完成日期 年 月 第一章 电子秤介绍- 2 -摘 要本设计是以单片机为核心，用 C 语言进行编写的。首先，压力传感器将压力转换成电信号，然后，电信号通过信号放大器放大将模 拟信号传给模数转换器，最后，单 片机获得一个数字信号，该信号在单片机内部 经过处理最后在 LED 显示器是啊显示。矩阵键盘通 过按键向单片机内部输入指令。这就实现了电子秤的基本功能，基于单片机电子秤的售药系统设计只是在这基础上对精确度进行优化，功能进行加强。本设计系统是以 AT89C5

2、2 芯片作为核心芯片，在外围加上压力传感器、信号放大器、模数转换器、LED 显示器以及矩阵键盘实现售药系统的自动称重。关键词：电子秤，单片机，模数转换器，LED 显示器第一章 电子秤介绍- 3 -AbstractThe design is based on the single-chip microcomputer as the core, the use of C language compilation. First of all, the pressure sensor pressure into electrical signals, and then the electrical s

3、ignal is amplified by the signal amplifier, analog signal to the analog-to-digital converter, finally, MCU access to a digital signal, the signal is processed in the single chip microcomputer in LED display yes display. Matrix keyboard keys to the MCU internal input instruction. It was the realizati

4、on of the basic functions of electronic scale, electronic scale based on single-chip system design is the sale of drugs in the basis of precision for optimization, function to strengthen.This system is based on AT89C52chip as the core chip, in the periphery with pressure sensor, signal amplifier, an

5、 analog-to-digital converter, LED display and the keyboard matrix to achieve the sale of drug delivery system of automatic weighing.Key words: electronic scale, single chip microcomputer, analog to digital converter, LED display第一章 电子秤介绍- 4 -目 录摘 要 . IAbstract. II目 录 . III第一章 电子秤介绍 . 11.1 售药系统电子秤的发展

6、背景 . 11.2 工作原理及应用 . 11.2.1 电子称的定义 . 11.2.2 电子秤的工作原理 . 11.3 售药系统电子秤的发展前景 . 2第二章 系统的硬件设计 . 42.1 称重传感器 . 42.1.1 称重传感器的简介 . 42.1.2 称重传感器的分类与工作过程 . 42.1.3 称重传感器的选择 . 42.2 模数转换器 . 62.2.1 模数转换器的简介 . 62.2.2 模数转换器的工作原理 . 62.2.3 模数转换器的选择 . 72.2.4 ADC0809 的逻辑结构 . 72.2.5 ADC0809 的引脚功能 . 72.3 信号放大器 . 92.3.1 信号放大

7、器的选择 . 92.3.2 差动放大电路图 . 92.3.3 HA17741 性能参数 . 102.3.4 HA17741 封装图 . 102.4 显示器 . 11第一章 电子秤介绍- 5 -2.4.1 LED 数 码管结构 . 112.4.2 共阴极共阳极接法 . 122.4.3 数码管字符代码 . 132.4.4 数码管的连接 . 152.5 矩阵键盘 . 152.5.1 矩阵键盘的连接 . 152.5.2 矩阵键盘的连接图 . 152.6 单片机 AT89C52 . 162.6.1 主要参数 . 162.6.2 各个引脚功能 . 172.6.3 寄存器 . 202.7 电源模块 . 23

8、2.7.1 电源原理 . 232.7.2 电源电路图 . 232.8 报警模块 . 24第三章 电子秤软件设计 . 253.1 软件流程图及程序设计 . 253.2 显示子程序设计 . 263.3 键盘扫描子程序设计 . 26结 论 . 28参考文献 . 29致 谢 . 30附录一 原理图 . 31附录二 程序 . 32第一章 电子秤介绍- 6 -第一章 电子秤介绍1.1 售药系统电子秤的发展背景调配中药饮片自古到今一直用戥秤称量，虽然经过长期实践，有技术过硬的中药师练成“一抓准”的本领，可每次称量都是几剂中药的总量，然后再一一分发，这其中就有可能存在每剂中药之间有一些误差。对于普通中草药而言

9、，问题不是多大，而对于毒剧药而言，稍微多一点，就会对患者带来安全隐患。可由于戥秤精确度不是太高，所以称量合格率也一直不能达到规范的要求。在如今科技高速发展的时代，中医药事业也要与时俱进，特别是对于传统中药饮片的称量方法，应该进行改革。电子秤的引进就是必然的发展趋势。1.2 工作原理及应用1.2.1 电子秤的定义称量物体重量的电子器具。由传感器、承重装置和微计算机芯片等部分组成。当承重装置受物体重力作用时，传感器便输出与重量成正比的电信号，并将此信号输送给计算机系统。可根据要求显示和打印各种数据。精度较高。其实就是把物体的重力传给芯片，然后由芯片显示出该物体重力的装置称为电子秤。电子秤采用现代传

10、感器技术、电子技术和计算机技术一体化的电子秤量装置，才能满足并解决现实生活中提出的“快速、准确、连续、自动“ 称量要求，同时有效地消除人为误差，使之更符合法制计量管理和工业生产过程控制的应用要求。1.2.2 电子秤的工作原理电子秤由称重传感器，放大电路，模数转化器，单片机，按键电路，显示器等部分组成。其工作流程大体为：称重传感器获取秤盘上物体重力信息从而输出一个电信号，经过放大电路将信号放大传给转换器，模数转换器将模拟电信号转换成数字信号，单片机获得此数字信号经过内部处理在显示器上输出重力信息，还可以通过按键给单片机传递设置信息从而显示价格等其它信息。内部结构图 11 所示。第一章 电子秤介绍

11、- 7 -称重传感器信号放大器 模数转化器 单片机显示器按键图 11 电子秤的内部结构1.3 售药系统电子秤的发展前景由于科技高速发展和应用水平提高，电子秤产品数字化、集成化、网络化、智能化将成为世界衡器工业的发展方向和重点。售药系统电子秤在向着小型、集成化、智能化、模块化、综合性、组合性发展的同时将会更加偏向精确度和智能化的发展。此案例是基于在大学期间学习的基础知识进行的复习巩固，它是以AT89C52（其与 AT89C51 用法基本相同）为核心进行设计，设计原理为：CZA-109 称重传感器获取秤盘上物体重力信息从而输出一个电信号，经过放大电路将信号放大传给 ADC0809 转换器，ADC0

12、809 模数转换器将模拟电信号转换成数字信号，单片机 AT89C52 获得此数字信号经过内部处理在 LED 显示器上输出重力信息，还可以通过矩阵键盘按键给单片机传递设置信息从而显示价格等其它信息。其结构图如图 12 所示。第一章 电子秤介绍- 8 -称重传感器CZA-109信号放大器HA17741模数转换器ADC0809单片机AT89C52LED 显示器4*3 矩阵键盘图 12 电子秤详细结构图第二章 系统的硬件设计- 4 -第二章 系统的硬件设计2.1 称重传感器2.1.1 称重传感器的简介传统概念上，负荷传感器是称重传感器、测力传感器的统称，用单项参数评价它的计量特性。旧国标将应用对象和使

13、用环境条件完全不同的“称重”和“测力”两种传感器合二为一来考虑，对试验和评价方法未给予区分。衡器上使用的一种力传感器。它能将作用在被测物体上的重力按一定比例转换成可计量的输出信号。考虑到不同使用地点的重力加速度和空气浮力对转换的影响，称重传感器的性能指标主要有线性误差、滞后误差、重复性误差、蠕变、零点温度特性和灵敏度温度特性等。在各种衡器和质量计量系统中，通常用综合误差带来综合控制传感器准确度，并将综合误差带与衡器误差带联系起来，以便选用对应于某一准确度衡器的称重传感器。国际法制计量组织(OIML)规定，传感器的误差带占衡器误差带的 70%，称重传感器的线性误差、滞后误差以及在规定温度范围内由

14、于温度对灵敏度的影响所引起的误差等的总和不能超过误差带。这就允许制造厂对构成计量总误差的各个分量进行调整，从而获得期望的准确度。2.1.2 称重传感器的分类与工作过程称重传感器按转换方法分为光电式、液压式、电磁力式、电容式、磁极变形式、振动式、陀螺仪式、电阻应变式等 8 类，以电阻应变式使用最广。在测量过程中，重量加载到称重传感器的弹性体上会引起塑性变形。应变 (正向和负向 ) 通过安装在弹性体上的应变片转换为电子信号。最简单的弯曲梁称重传感器只有一个应变片。通常，弹性体和应变片通过多种方式来结合，例如，外壳，密封部件等来保护应变片。2.1.3 称重传感器的选择第二章 系统的硬件设计- 5 -

15、基于单片机电子秤售药系统的设计要求如下：要求具有高精度、量程小自动计价等功能。（1）显示的数据分为质量和总价，质量范围为 0250 克，称重精度为 1 克；总价精确到十分位。（2）键盘用来输入单价，要求能够输入 09 的数字及小数点，还要具有确认和清零的功能。（3）为保证按键的准确输入，应当对键盘进行去抖动，可以使用软件去抖或硬件去抖。根据以上的要求查阅各种资料最终选择了深圳市杰英特传感仪器有限公司的铝制小量程的称重传感器 CZA-109。此传感器主要用于量程小，精度高，体积小的电子秤。其主要参数如表 21 。表 21 CZA-109 参数表量程 G 200,300 备注综合精度 %FS 0.1输出灵敏度 MV/ v 0.23,0.3输出电压 MV 020输出形式 V零点漂移 %FS 0.1 60min灵敏度温度漂移 %FS 0.3绝缘阻抗 M 1000 50VDC激励电压 V(DC / VC) 6工作温度 C 0+50