基于AVR單片機高精度電子秤設計

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

0 引言

隨著電子技術和自動化測量技術的不斷發(fā)展，傳統(tǒng)的稱重系統(tǒng)在功能、精度、性價比等方面已難以滿足人們的需要，尤其在智能化、便攜式、對微小質量的測量方面更顯得力不從心。近年來，新型單片機的出現(xiàn)和集成電路技術的發(fā)展為更新產(chǎn)品設計，研制高性價比的稱重控制器提供了條件。本設計采用AVR單片機為控制核心，結合電阻應變式壓力傳感器和相應的信號采集電路，設計出一種高精度、多功能、低成本的新型電子秤。

1 系統(tǒng)總體設計

首先由稱重傳感器采集因壓力變化而產(chǎn)生的電壓信號，通過A／D轉換器將模擬信號轉換為數(shù)字信號，把數(shù)字信號送入AVR單片機，單片機做相應的處理后，得到當前物體重量的數(shù)據(jù)，并通過LCD顯示出來。系統(tǒng)硬件結構如圖1所示。

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

2 系統(tǒng)硬件設計

2．1 AVR單片機

本設計是選用AVR系列單片機中的ATmega16作為微控制器。ATmega16是基于增強型AVR RISC結構的低功耗8位CMOS微控制器。由于其先進的指令集和單時鐘周期指令執(zhí)行時間，ATmega16L的數(shù)據(jù)吞吐量高達1MIPS／MHz，在片內集成了16kB的可編程FLASH，512B的E2PROM，1kB的片內SDRAM。在外設方面，具有兩個可編程的串行UART，8路10位ADC，四通道PWM，并支持SPI、TWI、JTAG接口，允許ATmega16L和其他外設進行高速的數(shù)據(jù)傳輸。

2．2 稱重傳感器

電阻應變式稱重傳感器是把電阻應變計粘貼在彈性敏感元件上，然后以適當方式組成電橋的一種將力(重量)轉換成電信號的傳感器。在電阻應變式稱重傳感器中通過橋式電路將電阻的變化轉換為電壓變化。電阻應變式稱重傳感器工作原理如圖2所示。