基于厚膜力传感器的电子秤设计
介绍一种基于厚膜力传感器和利用AT89C52单片机等器件设计的便携式电子秤。该电子秤能对3kg量程范围内的物体进行称量，能实现去皮、清零/复位、计价、超重报警等功能。?
关键词：单片机；电子秤；薄膜键盘；厚膜力传感器
Design of Electronic Scale Based on Thick Film Force Sensor
BAO Binghao, ZHAOZhan, YANG Kaifeng
(Jiangsu University, Zhenjiang 212013, China)
Key words: MCU; elctronic scale; thin film keyboard; thick film force sensor
我们选用厚膜力传感器作为称重传感器，辅以16×2LCM，薄膜键盘等外围器件，设计了一台电子秤。系统设计总体框图如图1所示。
本设计选择应变式厚膜力传感器，它能从根本上克服传统应变式力传感器用胶粘贴应变片(计)引起的蠕变和漂移。该传感器结构简单，性价比高。
由于传感器输出的模拟信号比较微弱，必须通过一个模拟放大器对其进行放大，才能满足A/D转换器对输入信号电平的要求，因此选用由三运放构成的具有高输入阻抗，高共模抑制比的差动放大器。
电路如图2所示。要使电路满足平衡，则要求R1=R2、R3=R4、R5=R6，因此电阻选用高精度的金属膜电阻。此外因每个运放的性能不可能完成一致，在A1和A2增设了调零电位器VR1和VR2，这在实际的应用中是非常有用的。
由于传感器输出的模拟信号比较微弱，必须通过一个模拟放大器对其进行放大，才能满足A/D转换器对输入信号电平的要求，因此选用由三运放构成的具有高输入阻抗，高共模抑制比的差动放大器。
电路如图2所示。要使电路满足平衡，则要求R1=R2、R3=R4、R5=R6，因此电阻选用高精度的金属膜电阻。此外因每个运放的性能不可能完成一致，在A1和A2增设了调零电位器VR1和VR2，这在实际的应用中是非常有用的。
2.1数模转换电路与单片机的接口电路
～DB7各端出现8位并行二进制数码。将此数值取进单片机，A/D转换即告完成。
2.2LCM与单片机的接口电路
选用5×7点阵图形来显示字符的2行16个字的DM?162液晶模块，下面对编程方法作一简单介绍。
DM-162液晶模块内部的字符发生存储器(CGROM)已经存储了160个不同的点阵字符图形，这些字符有：阿拉伯数字、英文字母的大小写、常用的符号和日文片假名等，每一个字符都有一个固定的代码，比如大写的英文字母“A”的代码是01000001B(41H)，显示时模块把地址41H中的点阵字符图形显示出来，我们就能看到字母“A”。
DM-162液晶模块内部的控制器共有1l条控制指令，它的读写操作、屏幕和光标的操作都是通过指令编程来实现的。液晶显示模块是一个慢显示器件，所以在执行每条指令之前一定要确认模块的忙标志为低电平(表示不忙)，否则此指令失效。要显示字符时要先输入显示字符地址，也就是告诉模块在哪里显示字符。
DM-162液晶显示模块可以和单片机AT89C52直接接口，如图3所示。
DM-162液晶模块的管脚定义为：VSS为电源地；VDD接+5V电源；V0为液晶显示器对比度调整端，接电源正时对比度最弱，接电源地时对比度最高，对比度过高时会产生“鬼影”，使用时可以通过一个10k的电位器调整对比度；RS为寄存器选择，高电平时选择数据寄存器、低电平时选择指令寄存器；RW为读／写信号线，高电平时进行读操作，低电平时进行写操作；当RS和RW共同为低电平时可以写入指令或者显示地址，当RS为低电平RW为高电平时可以读忙信号，当RS为高电平RW为低电平时可以写入数据；E端为使能端，当E端由高电平跳变成低电平时，液晶模块执行命令；DB0～DB7为8位双向数据线。
～DB7各端出现8位并行二进制数码。将此数值取进单片机，A/D转换即告完成。
2.2LCM与单片机的接口电路
选用5×7点阵图形来显示字符的2行16个字的DM?162液晶模块，下面对编程方法作一简单介绍。
DM-162液晶模块内部的字符发生存储器(CGROM)已经存储了160个不同的点阵字符图形，这些字符有：阿拉伯数字、英文字母的大小写、常用的符号和日文片假名等，每一个字符都有一个固定的代码，比如大写的英文字母“A”的代码是01000001B(41H)，显示时模块把地址41H中的点阵字符图形显示出来，我们就能看到字母“A”。
DM-162液晶模块内部的控制器共有1l条控制指令，它的读写操作、屏幕和光标的操作都是通过指令编程来实现的。液晶显示模块是一个慢显示器件，所以在执行每条指令之前一定要确认模块的忙标志为低电平(表示不忙)，否则此指令失效。要显示字符时要先输入显示字符地址，也就是告诉模块在哪里显示字符。
DM-162液晶显示模块可以和单片机AT89C52直接接口，如图3所示。
DM-162液晶模块的管脚定义为：VSS为电源地；VDD接+5V电源；V0为液晶显示器对比度调整端，接电源正时对比度最弱，接电源地时对比度最高，对比度过高时会产生“鬼影”，使用时可以通过一个10k的电位器调整对比度；RS为寄存器选择，高电平时选择数据寄存器、低电平时选择指令寄存器；RW为读／写信号线，高电平时进行读操作，低电平时进行写操作；当RS和RW共同为低电平时可以写入指令或者显示地址，当RS为低电平RW为高电平时可以读忙信号，当RS为高电平RW为低电平时可以写入数据；E端为使能端，当E端由高电平跳变成低电平时，液晶模块执行命令；DB0～DB7为8位双向数据线。
? 使用的4×4键盘接口共有8根线，4根行线，4根列线，行线和列线在交叉处则形成一个键位。假设将0号键按下时，则第1根行线和第5根列线导通，据此可确定键值。
2.4系统接口电路
传感器的输出信号经过放大送入ADC0804的VIN。ADC0804将模拟电压信号转换成为数字信号输出。ADC0804的8位数据线分别接至89C52的P0.0～P0.7，控制信号管脚
分别接89C52的P3.4，P3.1，P3.0。AT89C52的P2口接薄膜键盘。LCM液晶显示模块的8位数据线接89C52的P1口，三根控制信号线RS，RW，E接P3.7，P3.6，P3.5。此外还可以在P3口添加一个蜂鸣器，用于按键音响控制和超重报警。?
2.4系统接口电路
传感器的输出信号经过放大送入ADC0804的VIN。ADC0804将模拟电压信号转换成为数字信号输出。ADC0804的8位数据线分别接至89C52的P0.0～P0.7，控制信号管脚
分别接89C52的P3.4，P3.1，P3.0。AT89C52的P2口接薄膜键盘。LCM液晶显示模块的8位数据线接89C52的P1口，三根控制信号线RS，RW，E接P3.7，P3.6，P3.5。此外还可以在P3口添加一个蜂鸣器，用于按键音响控制和超重报警。? 以单片机技术为核心的电子秤，集传感器技术、微计算机技术、数字显示技术于一体，由于采用了新颖的厚膜力传感器，LCM液晶显示模块，薄膜键盘等设计，使得该电子秤反应灵敏，准确度高，显示直观，便于使用。除了称量质量外，该电于秤还具有清零、复位、去皮、单价输入及价格计算等功能。另外，稍加扩展，该电子秤还可与其他生产质量管理系统相连接，实现数据交换记录，分析等功能，具有推广应用价值。
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