【48812】根据ATmega16单片机的数字电子秤的规划

  电子秤。文章具体的介绍了体系的硬件电路组成以及软件的开发流程。本规划具有体积小、成本低、精确度高、可靠性高级特色。

  跟着电子技能和主动化丈量技能的继续不断的开展，传统的称重体系在功用、精度、性价比等方面已难以满足我们的需求，尤其在智能化、便携式、对细小质量的丈量方面更显得无能为力。近年来，新式单片机的呈现和集成电路技能的开展为更新产品规划，研发高性价比的称重操控器供给了条件。本规划选用AVR单片机为操控中心，结合电阻应变式压力传感器和相应的信号收集电路，规划出一种高精度、多功用、低成本的新式电子秤。

  首先由称重传感器收集因压力改变而产生的电压信号，经过A/D转化器将模拟信号转化为数字信号，把数字信号送入AVR单片机，单片机做相应的处理后，得到当时物体分量的数据，并经过LCD显现出来。体系硬件结构如图1所示。

  体系硬件电路包含A/D转化模块、4×4矩阵键盘模块、LCD模块和蜂鸣器报警模块;软件模块又可分为主程序模块、矩阵键盘扫描模块、A/D转化模块和LCD1602模块。

  本规划是选用AVR系列单片机中的作为微操控器。ATmega16是根据增强型AVR RISC结构的低功耗8位CMOS微操控器。因为其先进的指令集和单时钟周期指令执行时间，ATmega16L的数据吞吐量高达1MIPS/MHz，在片内集成了16kB的可编程FLASH，512B的E2PROM，1kB的片内SDRAM。在外设方面，具有两个可编程的串行UART，8路10位ADC，四通道PWM，并支撑SPI、TWI、JTAG接口，答应ATmega16L和其他外设进行高速的数据传输。

  电阻应变式称重传感器是把电阻应变计粘贴在弹性灵敏元件上，然后以恰当办法组成电桥的一种将力(分量)转化成电信号的传感器。在电阻应变式称重传感器中经过桥式电路将电阻的改变转化为电压改变。电阻应变式称重传感器作业原理如图2所示。

  本规划选用湖南宇航公司的SB-B型悬臂式称重传感器，额外量程5kg，灵敏度3mv/V，非线%F.S，零点温度漂移0.03%F.S./10℃，温度补偿规模-10～60℃。该系列传感器选用悬臂单剪切结构，过载能力强，受力后主动调心好，具有精度高、长时间稳定性高、抗疲劳、抗偏载能力强的特色。

  称重传感器输出的是mV级的电压信号，本规划选用AD7705对信号进行收集。AD7705是AD公司推出的一种根据-△转化技能的16位A/D转化芯片，它具有高分辨率、宽动态规模、自校准、优秀的抗噪声功能以及低电压、低功耗等特色，适合于称重体系中微机信号处理的需求。其具有可编程增益放大器，增益规模1～128，可与压力传感器直接相连，运用同步串行SPI接口，可以与AVR单片机的硬件SPI接口直接相连，其电路衔接图如图3所示。

  当传感器加上满量程分量5kg时，传感器在5V的作业电压下获得15mV的输出电压。5V作业电压经分压后为AD7705供给基准电压，因而作业电压的改变不会产生体系误差。分压电阻为24k和15k，产生的基准电压为1.92V。当器材的可编程增益为128时，对应的满量程输入电压即为15mV。

  人机通讯包含键盘扫描、LCD、蜂鸣器报警三个部分，键盘选用4×4矩阵扫描键盘，接在单片机的PC口;显现部分选用的是LCD1602液晶，可以一起显现16×2即32个字符。1602液晶模块内部的字符产生存储器(CGROM)现已存储了160个不同的点阵字符图形，编程时可以用AS-CII码直接赋值，还可以用字符型常量或变量赋值;蜂鸣器的作用是当称重物品超出传感器的量程时，以鸣响报警提示用户。

  体系软件开发渠道为WinAVR，开发言语为C言语。为了便利程序调试和进步可靠性，程序规划选用自上而下、模块化、结构化的程序规划办法。本规划按使命模块区分的程序主要有初始化程序、主程序、A/D转化子程序、LCD显现子程序、键盘扫描子程序。

  体系作业时分为初始界面形式和称重形式，可设一标志位进行更改以及判别。在初始界面中，液晶屏榜首行显现Place object!”，提示用户都可以在电子秤上放置想要称重的物品;第二行显现Price：”，提示用户输入物品的单价。

  随后体系进入键盘扫描状况，当相应的称重按键被按下时，单片机操控AD7705进行AD转化，把得到的成果做处理后经过LCD显现出来。显现包含物品的分量和总价，称重精度为1g。以此不断地循环完成对物品的实时丈量。主程序流程图如图5所示。

  文章提出了一种根据ATmega16单片机的数字电子秤的规划，充沛的发挥了AVR单片机的强壮的操控能力，经过称重传感器和16位的AD7705转化器完成了对分量的高精度丈量，具有成本低、稳定性强、电路简略等特色。体系在电子秤的实践使用中得到了满足的作用。