基于单片机的称重仪的设计中期检查报告

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基于单片机的称重仪的设计

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本选题的目的意义及价值：

随着科技和社会的发展，电子产品已经渗透到了社会的各个领域，人们对个人的体质状况也越来越重视，在此背景下产生了许多用于测试人体健康标准的电子设备和器材，如血糖仪、电子体温计、基于单片机的称重系统等就是其中典型的例子。传统的基于单片机的称重系统具有不便于携带、功能单一、智能化程度低等缺点，因此进一步研究基于单片机的称重系统有着非常现实的意义。多功能、易携带、低功耗、智能化是未来基于单片机的称重系统的发展趋势。基于单片机的称重系统以成为人们日常生活和生产中不可缺少的物品，它在医疗应用、学校体检、家庭应用等方面都有广泛的应用。

上世纪50年代中期电子技术的发展推动基于单片机的称重系统制造业的飞速发展，经过50余年的不断改进与完善，我国的基于单片机的称重系统从最初的全机械型到机电结合型再发展到现在的全电子型和数字智能型，计量方法从模拟测量向数字测量发展[1]。未来的基于单片机的称重系统将与智能化接轨，与其他测量仪器集成在一起，形成多功能的测量仪。随着科技的不断发展，基于单片机的称重系统将从具有单纯测量功能发展到具有数据传输功能、判断功能、记忆功能。在新的时代里，面貌一新的基于单片机的称重系统将发挥更大的作用。

本选题国内外研究现状：

50年代中期电子技术的渗入推动了衡器制造业的发展。60年代初期出现机电结合式电子衡器以来，经过40多年的不断改进与完善，我国电子衡器从最初的机电结合型发展到现在的全电子型和数字智能型。我国电子衡器的技术装备和检测试验手段基本达到国际90年代中期的水平,少数产品的技术已处于国际领先水平。国内的电子秤市场中,1009左右量程的电子秤精度一般为0.019即10mg。在研究方法上,电子称重系统的工作原理一般是将作用在承载器上的质量或力的大小,通过压力传感器转换为电信号,并通过控制电路来处理该电信号。电子衡器制造技术及应用得到了新发展。电子称重技术从静态称重向动态称重发展：计量方法从模拟测量向数字测量发展；测量特点从单参数测量向多参数测量发展，特别是对快速称重和动态称重的研究与应用。

在国际上,一些发达国家在电子称重力一面已经达到了较高的水平。特别是在准确度和可靠性等方面有了很大的提高。在称重传感器方面,国外电子秤产品的品种和结构又有创新,技术功能和应用范围不断扩大,成果举例如下:

(l)美国Revere公司研制出PUS型具有大气压力补偿功能的拉压两用的称重传感器,用于高准确度检验平台,称重平台,准确度可达5000d。

(2)德国HBM公司研制成功C2A、 C16A两种不同结构的1-100t具有耐压外壳保护的防爆称重传感器,其防爆性能符合欧洲EN50014和EN50018d级标准。

(3)美国斯凯梅公司研制出新一代高准确度不锈钢F6Ox系列5-5000kg称重传感器,准确度6000d。用于湿度大,腐蚀性强的环境中,而且防水。

(4)德国塞特内尔公司研制出以被青铜为弹性体材料,快速称重用200型称重传感器。其特点是线性好,固有频率高,动态响应快。独创油阻尼装置与过载保护装置一体化,保证称量时速度快,工作寿命长。组装3一30kg电子平台秤,准确度可达4000d。

但就总体而言，我国电子衡器产品的数量和质量与工业发达国家相比还有较大差距，其主要差距是技术与工艺不够先进、工艺装备与测试仪表老化、开发能力不足、产品的品种规格较少、功能不全、稳定性和可靠性较差等。

本选题主要研究内容：

本文介绍一个基于单片机的称重系统设计，本设计以单片机为平台，利用金属应变片来感应人体的重量，传感器输出模拟量经 AD转换器转换成数字量传入单片机。利用超声波在介质中传播速度固定的原理可由超声波在空气中的传播时间算出传播距离，实现身高的测量。通过串口电路实现了单片机与上位机的通信。本设计硬件电路包括电源电路、单片机最小系统电路、液晶屏电路、串口通信电路、独立按键电路、蜂鸣器电路、超声波模块电路、AD转换器电路和全桥电路。软件部分包括主程序、系统初始化程序、AD转换器通信程序、按键检测程序、超声波信号发射及接收程序、液晶屏驱动程序。

整个设计系统由Atmel公司生产STC89C51单片机进行控制；软件实现功能开机检测，主要是开机后自动逐个扫描LED数码管，以防止某段数码管损坏造成视觉误差；出于人性化考虑我们还可以增加语音电路，实现自动语音播报重量。本设计一个能完成精确计量且LED数码显示的电子称，并且带有身高体重比例正常与否的语音提示。

计划安排：

第1-2周：分析题目，查阅资料，学习与毕业设计相关的知识，完成开题报告的撰写；  

第3-4周：熟悉各模块电路的工作原理并进行分析；

第5-6周： 熟悉单片机的应用及对基本相关知识的学习；  

第7-8周：和老师交流设计思路，对各硬件模块进行方案比较和论证，完成各功能模块的设计，并组成系统整体硬件电路，其中包括元器件的选择，原理图的绘制等；  

第9-10周：进行软件的编写及调试；

第10-12周：对设计的优化，功能的完善；

第13-15周：论文的撰写及排版；

第16周：准备毕业答辩。

主要参考文献：

[1]刘亚斌.全悬浮式散科电子皮带秤研究与应用.2015

[2]百度文库.http://wenku.baidu.com/link?url=8E3npUZ1d39y8T3CmgmAM4v9B0-3OeouCnypURV

Igm_bgoost0eLm2OA6CJFZrrbDvPV7S-zlCvt_h2sFDz0StfTiOmxQkOnrzfan9zjJ7K,2016

[3]王子龙．超声波身高测量仪,2015

[4]百度文库.http://wenku.baidu.com/link?url=E6hfpDrIOJj39yB0YB33M4iizVkeA19rd-HL9dg

Hich20FS0fQaPNFMmM0okGEF5mXXX59CLxz8zeS2D3pRfbx9tCHBwcpUsv7PuX4BO2r7，2016

[5]宋雪松，李冬明，崔长胜.手把手教你学51单片机.清华大学出版社，2014

[6]王永华.现场总线技术及应用教程.机械工业出版社，2014

[7]邹雄飞．基于超声波测距的汽车泊车辅助安全系统设计，2014

[8]郭天祥.新概念51单片机C语言教程.电子工业出版社，2015

[9]边莉.51单片机基础与实例进阶.清华大学出版社，2013

[10]童诗白.模拟电子技术基础.高等教育出版社，2015

指导教师意见：

                                               指导教师签字：

年    月   日

系审定意见：

系主任签字：

年    月   日