基于單片機的高精度稱重系統(tǒng)的研制

　　隨著科學技術的進步，單片機及相關電子技術飛速發(fā)展，應用領域不斷拓展。利用單片機和傳感器實現(xiàn)對重量的高精度測量，提高了生產(chǎn)的自動化程度，成本低廉，應用十分廣泛。

　　1 系統(tǒng)組成

　　系統(tǒng)由單片機系統(tǒng)、稱重傳感器、A／D轉(zhuǎn)換、通信接口和語音提示模塊組成，硬件結構框圖如圖1。

　　1．1 單片機系統(tǒng)

　　系統(tǒng)采用AT89S52作為控制核心，配備鍵盤、液晶顯示電路和揚聲器。

　　AT89S52是Atmel公司新推出的一種低功耗、高性能CMOS 8位微控制器，它具有以下標準功能：8k字節(jié)Flash，256字節(jié)RAM，32位I／O口線，看門狗定時器，2個數(shù)據(jù)指針，三個16位定時器／計數(shù)器，一個6向量2級中斷結構，全雙工串行口，片內(nèi)晶振及時鐘電路。其性能完全可以滿足系統(tǒng)的要求。

　　液晶顯示采用OCMJ4X8A液晶顯示屏，它內(nèi)帶漢字字庫，可以方便地顯示漢字及圖形；可以同時顯示4行8列個單元，可以一次顯示系統(tǒng)所有狀態(tài)信息；顯示的內(nèi)容不需要刷新，節(jié)省了單片機的資源；電路結構簡單，便于控制，功耗低。鍵盤用于輸入預置信息，揚聲器用于發(fā)出語音提示和超重報警。

　　1．2 稱重傳感器

　　系統(tǒng)采用懸臂梁式稱重傳感器。該傳感器量程30kg；彈性體為彎曲懸臂梁結構，外形高度低，結構強度高；用于拉伸力或壓縮力測量，抗偏、抗側(cè)向力強；防塵密封，精度高，性能穩(wěn)定可靠，安裝使用方便。傳感器外形如圖2所示，單位：mm。

　　此傳感器為電阻應變式稱重傳感器，它的主要組成部分有電阻應變片、彈性體和檢測電路。工作原理：彈性體在外力作用下產(chǎn)生彈性變形，使粘貼在其表面的電阻應變片也隨之產(chǎn)生變形，電阻應變片變形后，它的阻值將發(fā)生變化，再經(jīng)相應的測量電路把這一電阻變化轉(zhuǎn)換為電壓，從而完成將外力變換為電信號的過程。其中，電阻應變片是把一根電阻絲機械地分布在一塊有機材料制成的基底上，即成為一片應變片；彈性體是一個有特殊形狀的結構件，它的功能有兩個：首先是它承受稱重傳感器所受的外力，對外力產(chǎn)生反作用力，達到相對靜平衡；其次，它要產(chǎn)生一個高品質(zhì)的應變場，使粘貼在此區(qū)的電阻應變片比較理想地完成應變電信號的轉(zhuǎn)換任務；檢測電路采用全橋式等臂電橋把電阻應變片的電阻變化轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷狠敵觥?