基于AVR單片機(jī)多功能電子秤設(shè)計(jì)

　　近年來，新型單片機(jī)的出現(xiàn)和集成電路技術(shù)的發(fā)展為更新產(chǎn)品設(shè)計(jì)，研制高性價(jià)比的稱重控制器提供了條件。本設(shè)計(jì)采用AVR單片機(jī)為控制核心，結(jié)合電阻應(yīng)變式壓力傳感器和相應(yīng)的信號(hào)采集電路，設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)

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

　　系統(tǒng)硬件電路包括A/D轉(zhuǎn)換模塊、4×4矩陣鍵盤模塊、LCD模塊和蜂鳴器報(bào)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(zhuǎn)換模塊和LCD1602模塊。

　　2 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

　　2.1 AVR單片機(jī)

　　本設(shè)計(jì)是選用AVR系列單片機(jī)中的ATmega16作為微控制器。ATmega16是基于增強(qiáng)型AVR RISC結(jié)構(gòu)的低功耗8位CMOS微控制器。由于其先進(jìn)的指令集和單時(shí)鐘周期指令執(zhí)行時(shí)間，ATmega16L的數(shù)據(jù)吞吐量高達(dá)1MIPS/MHz，在片內(nèi)集成了16kB的可編程FLASH，512B的E2PROM，1kB的片內(nèi)SDRAM。在外設(shè)方面，具有兩個(gè)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(shè)進(jìn)行高速的數(shù)據(jù)傳輸。

　　2.2 稱重傳感器

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

　　本設(shè)計(jì)選用湖南宇航公司的SB-B型懸臂式稱重傳感器，額定量程5kg，靈敏度3mv/V，非線性誤差0.03%ES，重復(fù)性誤差0.02%ES，蠕變(30分鐘)O.03%F.S，零點(diǎn)溫度漂移0.03%F.S./10℃，溫度補(bǔ)償范圍-10～60℃。該系列傳感器采用懸臂單剪切結(jié)構(gòu)，過載能力強(qiáng)，受力后自動(dòng)調(diào)心好，具有精度高、長期穩(wěn)定性好、抗疲勞、抗偏載能力強(qiáng)的特點(diǎn)。