基于单片机实时监测电子秤设计

本次设计主要是针对产品的安全问题和质量问题展开的设计与研究，希望能够有一个有效的办法来让农产品的质量和安全性得到保障，经过对产品在市面上流通进行质量监测的问题，本次研究给出了一种基于单片机的方便、快捷、实时检测的电子秤设计。

引言

产品质量安全难题现在是全球性普遍存在的问题，我国也包括在其中，直接关系到消费者的健康、关系到社会稳定和人的兴旺发展。所以本次设计以保障产品的安全为目的，研究给出了一种基于单片机的方便、快捷、实时检测的电子秤设计。

1.设计思路

本款电子秤传感器所采用的是应变式传感器，就是把电阻变成电压，虽然电阻变化变低，但是也使得传感器信号的输出变小，信号放大，所输出的是模拟信号。但是单片机所能够处理的是数字信号，所以就要把信号转换成数字信号才能够在显示屏上显示数值，然后通过连接在电脑上扫码枪进行对农产品条形码的扫描进而将条形码录入到数据库 SQLite中，进行农产品信息的输出最后得到农产品的信息进行查看。通过这次设计可以实现农产品的质量以及安全的监测，进一步完善农产品流向市场的安全检测。

2.电子秤整体设计以及主要硬件电路设计

整体设计基于单片机 STC89C51 单片机开发平台、SQLite 数据库结构框架、HX711 称重传感器、LCD1602 液晶显示屏等出来的工作原理，通过硬件与软件的结合，设计出实时监测电子秤，以实现产品质量安全监测体系。中央处理单元采用 STC89C51单片机作为主控芯片，STC89C51 单片机拥有高速、低功耗、超强抗干扰等优越性能，可实现称重、计价和扫描等功能。数据采集单元主要包含称重传感器、A/D 转换器和 USB 条形扫描枪。其中，称重传感器传感放大检测电路的功能是把重量通过称重传感器转换为微弱电压信号，并将其放大以便进行 A/D 转换；HX711 可以做到 24 位 A/D 转换，是一个高精度的转换器。此款 HX711 是跟单片机芯片进行连接，以直接驱动由简单的输入和输出端口编程，从而实现对存储器的编程和读写。

2.1 电子秤压力传感器电路设计

在压力传感器电路，传感器的正端接的 ADC12 Vref+ 内部参考电压的正输入端，并对 ADC12 负端连接的模拟数字转换器的内部参考电压的负端。在本系统中，通过单片机提供激励电压。由于这种方法的使用，在测量期间或在电子秤工作在待机状态，不能提供一个桥梁，以提供激励电压，从而降低功耗。该传感器的电桥电阻为 1 200 Ω，电源电压为 3 V，功率消耗为 2.5 mA。桥的传感器的输出信号连接到放大器输入 AD 转换通道 P6.0。

2.2 电子秤电源电路设计

为稳定电压信号，在单片机的应用中必须提供电源电路。如图 1 所示的电源电路。它可以提供整个系统的 3.3 V 和 5 V 电压。

2.3  电子秤键盘电路设计

键盘上一共有十三个键位，此次设计采用的是4*4 方法扫描。连接电路如下页图 2 所示。其中，0~9为数字键、* 号键为无定义、# 号键为小数点、A 键为去皮、B 键为清除单价、C 键校准按键、D 键校准按键。下图为电子秤系统的键盘电路。单价输入：输入数字，就可以输入单价，需要输入小数时，就按一下 #键输入小数点，然后再输入一位小数。单价的清除：当前的单价不需要时，就按一下 B 键将当前的单价数据清零。去皮按键用法：放上需要去皮的物体，然后按一下 A 键，数值会显示 0，就是把皮重去掉了，当不需要去皮时，就再按一下 A 按键，取消去皮。校准方法：连接好传感器和电源线，打开自锁开关，待开机正常显示数值后（开机时保证传感器上不能有物体，且保持稳定），将 100 g 砝码放到传感器上，看重量显示的数值，如果比 100 g 大，就按 C 键，直到数值显示 100；如果数值比 100 小，就按 D 键，直到数值显示 100。此时拿下砝码，如果什么都不放，示数不为 0，就重新开机一次，然后再放上 100 g 砝码，再按照上面的步骤 C 和 D 键校准一次就好了，校准后会保存进单片机的 EEPROM，下次开机不需要校准了。（校准按键可长按）

3.结语

本次以单片机为核心以电子称为辅体，称重、扫描条形码、实时查询农产品质量等功能，从而监测农产品的安全性和可靠性，为了让产品的安全得到保障，给产品流向市场前增加一个防护网，就目前来看，对现在产品在质量、安全、健康等方面有一定帮助意义。