黎萬平

摘 要：該文介紹了以單片機(jī)LM3S811為控制核心的智能電子秤設(shè)計(jì)，該電子秤可以實(shí)現(xiàn)基本的稱重（稱重范圍為0～2.999 kg，重量誤差優(yōu)于±5%）、顯示購物清單的功能，并能對(duì)液態(tài)商品具有去皮功能，還具有超量程和欠量程的報(bào)警功能。該系統(tǒng)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)簡單、使用方便、功能齊全，精度高，具有一定的開發(fā)價(jià)值。

關(guān)鍵詞：LM3S811 電子秤 設(shè)計(jì)

中圖分類號(hào)：TP391 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2017）01（c）-0100-02

隨著時(shí)代科技的迅猛發(fā)展，微電子學(xué)和計(jì)算機(jī)等現(xiàn)代電子技術(shù)的成就給傳統(tǒng)的電子測量與儀器帶來了巨大的沖擊和革命性的影響。常規(guī)的測試儀器儀表和控制裝置被更先進(jìn)的智能儀器所取代，使得傳統(tǒng)的電子測量儀器在遠(yuǎn)離、功能、精度及自動(dòng)化水平等方面發(fā)生了巨大變化，并相應(yīng)的出現(xiàn)了各種各樣的智能儀器控制系統(tǒng)，使得科學(xué)實(shí)驗(yàn)和應(yīng)用工程的自動(dòng)化程度得以顯著提高。

該次設(shè)計(jì)以LM3S811單片機(jī)為控制核心，采用C語言進(jìn)行軟件設(shè)計(jì)，硬件則以全橋傳感器為主，測量3 kg的電子稱，隨時(shí)可調(diào)節(jié)測量值，還采用INAL122兩級(jí)運(yùn)放，在性價(jià)比上大大降低，并能把被測值準(zhǔn)確地在LED顯示器上顯示出來。

1 硬件電路設(shè)計(jì)

1.1 總體框圖設(shè)計(jì)

硬件部分包括最小系統(tǒng)部分、數(shù)據(jù)采集部分、人機(jī)交互界面和系統(tǒng)電源4大部分。最小系統(tǒng)部分主要包括單片機(jī)內(nèi)部的A/D轉(zhuǎn)換器；數(shù)據(jù)采集部分由壓力傳感器、信號(hào)的前期處理和A/D轉(zhuǎn)換部分組成，包括半橋測量、精密儀表放大器INA122和單片機(jī)控制的A/D采樣；人機(jī)界面部分為鍵盤輸入、LCD，可以直觀地顯示重量的具體數(shù)字以及方便地輸入數(shù)據(jù)，使用方便；系統(tǒng)電源是用2節(jié)干電池3 V提供。系統(tǒng)總體框圖見圖1。

1.2 單元電路設(shè)計(jì)

（1）前級(jí)放大電路。

INA122是一個(gè)兩級(jí)運(yùn)放的精密儀表放大器，具有單電源供電、功耗低、精度高、噪聲低和輸入偏置電流低等特點(diǎn)。僅需調(diào)整一個(gè)電阻Rg，就能方便地調(diào)整放大器的增益。由于整個(gè)電路對(duì)稱，調(diào)整時(shí)不會(huì)造成共模抑制比的降低。放大電路原理圖見圖2。

（2）電子秤檢測原理圖。

電子秤硬件電路主要由TL431穩(wěn)壓電路、半橋測量電路、放大電路、外接3個(gè)電阻構(gòu)成，放大電路6腳接單片機(jī)的A/D采樣。電路圖如圖3所示。

2 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

系統(tǒng)的主程序流程框圖如圖4所示。

3 測試方法與儀表

3.1 測試方法

（1）電子稱放平，用萬用表電壓檔紅表筆接儀表放大器的輸出端黑表筆接地，測出秤盤上沒有重物到添加重物、依次增加重物的重量所顯示的數(shù)據(jù)，沒有放重物時(shí)所顯示的數(shù)據(jù)就是該系統(tǒng)的誤差。

（2）設(shè)置單價(jià)，當(dāng)物件重量變化時(shí)，讀取相應(yīng)的金額。

（3）使用累計(jì)功能，讀取總金額。

（4）使用匯總功能。

3.2 測試數(shù)據(jù)及測試結(jié)果分析

（1）測試數(shù)據(jù)。

按照操作方法，對(duì) 500～3 000 g的鹽進(jìn)行測試，從小到大，然后從大到小，共測量7個(gè)來回，共14次。

（2）測試結(jié)果與及分析。

重量測試結(jié)果與誤差分析見表1。

4 結(jié)語

該設(shè)計(jì)電路結(jié)構(gòu)簡單、精度較高，實(shí)際所測的誤差達(dá)到1%，能對(duì)液態(tài)商品進(jìn)行去皮操作以及超重報(bào)警功能，具有一定的研發(fā)價(jià)值。

參考文獻(xiàn)

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