基于單片機(jī)的高精度稱重系統(tǒng)的研制

　　隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，單片機(jī)及相關(guān)電子技術(shù)飛速發(fā)展，應(yīng)用領(lǐng)域不斷拓展。利用單片機(jī)和傳感器實(shí)現(xiàn)對(duì)重量的高精度測(cè)量，提高了生產(chǎn)的自動(dòng)化程度，成本低廉，應(yīng)用十分廣泛。

　　1 系統(tǒng)組成

　　系統(tǒng)由單片機(jī)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(jié)構(gòu)框圖如圖1。

　　1．1 單片機(jī)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(yáng)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(biāo)準(zhǔn)功能：8k字節(jié)Flash，256字節(jié)RAM，32位I／O口線，看門狗定時(shí)器，2個(gè)數(shù)據(jù)指針，三個(gè)16位定時(shí)器／計(jì)數(shù)器，一個(gè)6向量2級(jí)中斷結(jié)構(gòu)，全雙工串行口，片內(nèi)晶振及時(shí)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(shí)顯示4行8列個(gè)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(jī)的資源；電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于控制，功耗低。鍵盤用于輸入預(yù)置信息，揚(yáng)聲器用于發(fā)出語音提示和超重報(bào)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(jié)構(gòu)，外形高度低，結(jié)構(gòu)強(qiáng)度高；用于拉伸力或壓縮力測(cè)量，抗偏、抗側(cè)向力強(qiáng)；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(yīng)變式稱重傳感器，它的主要組成部分有電阻應(yīng)變片、彈性體和檢測(cè)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(yīng)變片也隨之產(chǎn)生變形，電阻應(yīng)變片變形后，它的阻值將發(fā)生變化，再經(jīng)相應(yīng)的測(cè)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(hào)的過程。其中，電阻應(yīng)變片是把一根電阻絲機(jī)械地分布在一塊有機(jī)材料制成的基底上，即成為一片應(yīng)變片；彈性體是一個(gè)有特殊形狀的結(jié)構(gòu)件，它的功能有兩個(gè)：首先是它承受稱重傳感器所受的外力，對(duì)外力產(chǎn)生反作用力，達(dá)到相對(duì)靜平衡；其次，它要產(chǎn)生一個(gè)高品質(zhì)的應(yīng)變場(chǎng)，使粘貼在此區(qū)的電阻應(yīng)變片比較理想地完成應(yīng)變電信號(hào)的轉(zhuǎn)換任務(wù)；檢測(cè)電路采用全橋式等臂電橋把電阻應(yīng)變片的電阻變化轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷狠敵觥?