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基于单片机的电子秤设计开题报告

 2022-01-26 01:01  

全文总字数:4503字

1. 研究目的与意义及国内外研究现状

称重技术自古以来就被人们所重视,作为一种计量手段,广泛应用于工农业、科研、交通、内外贸易等各个领域,与人民的生活紧密相连。电子秤是电子衡器中的一种,衡器是国家法定计量器具,是国计民生、国防建设、科学研究、内外贸易不可缺少的计量设备,衡器产品技术水平的高低,将直接影响各行各业的现代化水平和社会经济效益的提高。因此,称重技术的研究和衡器工业的发展各国都非常重视。我国电子衡器从最初的机电结合型发展到现在的全电子型和数字智能型。我国电子衡器的技术装备和检测试验手段基本达到国际水平。电子衡器制造技术及应用得到了新发展。电子称重技术从静态称重向动态称重发展;计量方法从模拟测量向数字测量发展;测量特点从单参数测量向多参数测量发展,特别是对快速称重和动态称重的研究与应用。电子秤属于电子衡器的一种,它的发展也遵循这一趋势。随着时代科技的迅猛发展,微电子学和计算机等现代电子技术的成就给传统的电子测量与仪器带来了巨大的冲击和革命性的影响。常规的测试仪器仪表和控制装置被更先进的智能仪器所取代,使得传统的电子测量仪器在远距离、功能、精度及自动化水平定方面发生了巨大变化,并相应的出现了各种各样的智能仪器控制系统,使得科学实验和应用工程的自动化程度得以显著提高。 做为重量测量仪器,智能电子秤在各行各业开 始显现其测量准确,测量速度快,易于实时测量和监控的巨大优点,并开始逐渐取代传统型的机械杠杆测量称,成为测量领域的主流产品。 现代社会的发展,对称重技术提出了更高的要求,尤其是微处理技术和传感技术的巨大进步,大大加速了这个进程。基于当前电子秤和便携秤的现状和不足,人们高度重视发展小型化的普及型的便携式电子秤,设计一种重量轻、携带方便、计量准确、读数直观、价格低廉的便携式电子秤(袖珍电子秤)已迫在眉睫。 本项目研究一种用单片机控制的高精度智能电子秤设计方案。这种高精度智能电子秤体积小、计量准确、携带方便,集质量称量功能与价格计算功能于一体,能够满足商业贸易和居民家庭的使用需求,项目的标准要求与OIML(国际法制计量组织)建议基本吻合,与国际水平接轨。

国内外研究现状

从世界的角度看,衡器技术的发展大致经历了四个阶段,从基于杠杆原理的传统机械秤到有电子产品组成的机电结合秤,从集成电路式到目前比较发展前景很好的基于单片机的电子秤。第一次世界大战,机械秤出现,其主要以倾斜杠杆案秤为主,读数装置包括扇形度盘、滚筒形度盘、圆形度盘等。二十世纪60年代,机电结合秤占领主导,电子技术渗入衡器技术,称量工作是机械式的,与称量有关的显示、记录是电子方式的,但由于是机械式称重,对精度而言仍有很大缺陷。随着电子技术与集成技术的发展,二十世纪70年代,集成电路式开始出现,由于其结构体积小,精度颇高而占领主导,但由于其数据处理能力差,不够智能化无法大力发展。至80年代已出现了集传感器技术,微控制技术与一体化的电子秤。电子秤具有反应速度快,测量范围广,应用广,使用操作方便,智能处理数据等特点。从国内角度看,二十世纪50年代,中国生产了第一台机械式天平,但称重原理是机械的,读数也是机械的,精度很低,甚至到后面的光电读数,精度也不高。并且由于国内电子技术发展很晚,我国于二十世纪70年代开始研究电子秤,当时的技术还是很落后,通过不断引进发达国家的电子秤,然后在此基础上积累经验,吸收发展,但微处理器、传感器始终是很难攻关的技术,此时的电子秤体积较大,价格昂贵,并且数据处理还处于模拟量的状态,并未数字化,所以更谈不上智能化。到了二十世纪90年代,我国微电子技术发展迅速,微处理器和传感器广泛应用,基于单片机的电子秤大力发展并得到了市场认可。经过30的积累,目前我国电子衡器已经处于较高水平,在稳定性和准确度上有了很大的改观。相信用不了多久,随着中国传感器技术的进一步发展,我国称重技术将会得到更进一步的发展,并且在精度,稳定性上面领先世界水平。按照现目前我国电子行业的发展趋势,电子秤依然会朝着智能化、小型化、集成化发展,集机、电、仪一体,有精密的机械结构,有可靠的数据采集、处理,有数字化的仪表显示。电子秤会更趋向于综合性、智能化,使功能更加齐全,使用户体验更加友好,使测量数据更加稳定精确。

2. 研究的基本内容

设计一基于单片机的电子称,要求该电子称除了可以用lcd显示商品的单价、重量和总价外,还要有商品超重报警功能。

1.研究方法
本设计采用模块化设计法,以stm32单片机为核心设计一款高精度电子秤,当被称物体放置在秤台上时,称重传感器产生力-电效应,将物体的重量转换成与被称物体重量成一定函数关系的电信号。

该电信号先通过前端信号处理电路,然后经过a/d转换电路转换成数字信号送入到主控电路的单片机中,单片机通过扫描键盘和各种功能开关,根据键盘输入内容和各种功能开关的状态进行判断、分析和控制,来完成各种运算和显示功能。

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3. 实施方案、进度安排及预期效果

实行方案:准备采取的措施(1)阅读大量与本设计有关的文献书籍;(2)在网上查找本设计相关的内容,学会图书检索,提高自己的查找文献资料的能力。(3)学会使用仿真软件,为设计的仿真阶段作准备。(4)遇到不明白的问题时向指导老师请教。认真做到以上四点,希望在老师和一些同学的帮助下保质保量地完成论文。

进度安排:(1)2012年12月1日—2012年12月20日:选题、搜集、整理资料,交出开题报告;(2)2012年12月26日—2013年3月1日:完成方案比较,确定设计方案;(3)2013年3月2日—3月20日:根据设计方案,进行硬件电路的设计;(4)2013年3月21日—4月1日:完成软件设计;(5)2013年4月2日—4月20日:对控制系统进行模拟仿真,并交出设计的初稿;(6)2013年4月21日—5月11日:修改设计,完成毕业设计的撰写;(7)2013年5月12日—5月25日:准备答辩。

预期效果:必须严格按照系统分析、系统设计、系统实施、系统运行与调试的过程来进行。保质保量地顺利完成此次毕业设计,希望我设计出的这个电子称符合设计任务书里的要求,能运用到生活和实践中去。通过这次毕业设计,希望自已能够把大学四年所学的理论知识很好的跟实践结合起来,让自己所学的东西掌握的更好,更深刻,为以后在工作里打好良好的基础。对利用单片机进行控制系统的设计与开发又及对系统的分析和问题的解决有了切身的认识和体会。

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4. 参考文献

[1] bainbridge t. electronic weigh counting for maximum efficiency[j]. electronics power, 2009, 21(12):735-736.

[2] 王艳春, 于晓敏, 杨欣宇. 便携式电子秤的设计[j]. 齐齐哈尔大学学报: 自然科学版, 2003(4):44-46.

[3] 陆伯勤. 电子称重技术和自动称重系统的进展[j]. 自动化博览, 1999(1):1-6.

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