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51单片机+应变片电桥测量电路的电子秤总体方案设计思路

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基于51单片机的电子秤设计的总体方案设计,见附件。

一、传感器电路

用4个应变片构成电桥测量电路,将压力转变成为电信号

         图一、 应变片放置示意图图


图二、 应变片电桥示意图
  当压力作用在弹性臂杆时,臂产生变形时,应变片产生相应的应变,转化成电阻变化,经过电桥的转化将力引起的电阻变化将转换为测量电路的电压变化,将该电压值传递给A/D 电路进行进一步的处理。

二、A/D转换电路
HX711是一款专为高精度电子秤而设计的24位A/D转换器芯片。与同类型其它芯片相比,该芯片集成了包括稳压电源、片内时钟振荡器等其它同类型芯片所需要的外围电路,具有集成度高、响应速度快、抗干扰性强等优点

                       图三、hx711芯片引脚

本设计采用HX711模块进行设计,该模块集成了hx711芯片的所有外围电路,将该芯片打包一共引出10个引脚。
                    图四、HX711模块示意图
1:参考电源输出+                      6:B通道+输入端      
2:参考电源输出-                                   7:GND输入端
3:A通道+输入端                       8 :数据输出端
4:A通道-输入端                       9:外部时钟输入端
5:B通道+输入端                      10 :VCC输入端
    经过该HX711模块便可以将传感器电路采集的模拟电信号转变为数字信号输出,进而传送给单片机处理
三、单片机最小系统
单片机最小系统,或者称为最小应用系统,是指用最少的元件组成的单片机可以工作的系统.对51系列单片机来说,最小系统一般应该包括:单片机、晶振电路、复位电路.
图五、单片机最小系统
四、显示电路  
   该设计采用1602显示屏进行显示,具体引脚如下,连接情况如图六:
第1引脚:GND为电源地
第2引脚:VCC接5V电源正极
第3引脚:为液晶显示器对比度调整端
第4引脚:RS为寄存器选择端
第5引脚:RW为读写信号线
第6引脚:E端为使能端,高电平
第7~14引脚:D0~D7为8位双向数据端。
第15引脚:背光正极
第16引脚:背光负极
图六、1602连接图
六、电源电路
本设计采用LM2576-5芯片对进过整流桥整流后的直流电进行稳压,输出5V的直流电。具体PCB图如下:
图七、电源PCB图
七、报警电路
   本设计采用发光二极管和无源蜂鸣器对超重进行声光报警
  
              图八、声光报警电路PCB图
应变片在感受形变后阻值会发生改变,利用应变片的这种特性,将压力导致物体产生的形变转化为电阻值的变换
把应变片接入电桥电路将电阻的变化转化为电压的输出,做到使得非电量(压力)转化为电压(电量)
由于电桥的输出是模拟型号,单片机处理的是数字信号,所以要进行ad转化
Ad转化采用HX711芯片进行ad转化,输出数字量
前面的模块做到了由压力到数字信号的变化(具体见前面传感器电路和ad转化电路)
后面进行数据的处理(具体见51单片机最小系统  声光报警系统  1602显示电路)
51单片机接收数字量进行一系列的处理,将数据传出给1602显示,如果数据超出量程,声光报警系统会进行报警(具体就是程序里面的算法和驱动,我在程序里面有注释的)
电源电路就是给整个系统供电
电源系统由整流 滤波  整形稳压 组成 和之前模电课上讲的一样
大致就这些了
下面的是整个流程框图


大致画了一下  不是很好  要是还有不晓得的就再说一下吧


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总体设计方案.docx (576.06 KB, 下载次数: 55)


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沙发
ID:462267 发表于 2019-4-30 21:53 | 只看该作者
很烂,写的很差劲
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