基于STC12C5AS2的电子秤设计方案介绍

电子秤（英文名：electronicbalance）是衡器的一种，是利用胡克定律或力的杠杆平衡原理测定物体质量的工具。按结构原理可分为机械秤、电子秤、机电结合秤三大类。电子秤主要由承重系统（如秤盘、秤体）、传力转换系统（如杠杆传力系统、传感器）和示值系统（如刻度盘、电子显示仪表）3部分组成。

电子称工作流程和设计要求

当物体放在秤盘上时，压力施给传感器，该传感器发生形变，从而使阻抗发生变化，同时使用激励电压发生变化，输出一个变化的模拟信号。该信号经放大电路放大输出到模数转换器。转换成便于处理的数字信号输出到CPU运算控制。CPU根据键盘命令以及程序将这种结果输出到显示器。直至显示这种结果。

根据电子秤称量的应用范围，要求电子秤测量精度高，结果准确。本系统在相关方面要求参数如下：称量范围0-~6000g，分度值0.1kg，精度等级II级，电源AC220W。

系统方案设计

系统采用STC12C5AS2作为智能控制器，称重传感器采用SP20C-G501电阻应变式传感器，辅助电源、按键和数字显示设备。

STC12C5A60S2系列单片机。外围电路设计简单，在单片机外加上晶振电路和电源就能够正常工作。SP20C-G501电阻应变式传感器在进行信号处理过程中，需要信号放大再处理。传感器放大电路采用两级放大电路。前级采用比例运算电路，后级采用差动比例运算电路。传感器采集的信号经过前级放大电路进行初步放大，在放大电路处理过程中，为了提高对工模信号的抑制，在反馈电阻选择是采用精密可调电阻。

显示模块采用1602液晶模块。1602液晶能并能实现显示对比度，图形显示，实现数字，能较好适用于不同的环境。根据电子秤工作流程需要。在设计软件程序的过程中。按照如下的流程进行系统软件程序的设计。对系统进行初始化，检测按键和设备，采集数据并对数据进行处理，处理器运算，输出进行数字化显示。

数据处理技术分析

在测量转换的过程中，由于硬件设备的特点，需要采用软件基础实现对各个测量环节进行较好的处理，弥补硬件设备的缺点和不足，实现电子秤的性能提升，整个系统设计的过程中，主要采用了非线性神偿技术、标度变换、无效量处理，零源处理和数字滤被等技术。

非线性补偿技术是在检测传勝器输入和输出特性的过程中，使得其相应关系成为近似线性，在电子秤系统设计过程中，发现系统输入和输出线性关系相对较好，采用了线性插值法，对其进行处理。结果表明，传感器输入输出具有较好的线性拟合度，达到了较的效果。

标度变换是在测量过程中，需要把测量检测结果转换成操作人员熟悉的数字量，达到较好的人机交互环境，有利于产品的推广和使用，在电子秤系统中，需要将输出量转换成用户便于查看的信息，同时在转换过程中由于传感器转换和AD转换后得到的是一-系列的数码，只能对应于参数的大小。在后期处理过程需要将其转换成幣有量纲的數值进行输中，出显示或者打印。如果涉及到计算还需要在处理器中对不同的量纲进行转换。无效物理量的消除是由于在传感器进行信号转换时，包括称重设备等外部的质量也被加入到有效信号里，作是这部分是不属于被测量需要采用软件的的，在相应的设计过程中。方法消除掉相应的信号，而这部分信号在处理过程中只能依靠软件的方法来进行消除。消除的方法可以采用等量替换和减去法。能够较有效的消除相2的景响。

零漂处理在电子秤设计过程中的景响測量精度的重要因素，由于传感器收到温度等因素的禁响，产生了零位不稳定的现象，在进行测量时，会出现零输入信号却产生了非零的输出信号，这样的误差会导致测量准确性严重降低。由于影响零漂误差的是受到非电信号或者是硬件的影响，有处理过程中相对比较困难。系统中采用零位补偿技术。在应用过程中是将零位漂移保存起來，在測量被测量的时候用采集数据减去零位值，得到的结果就是消除零漂的准确值，采用这种方法可以不用考虑引起零漂的原因，能够较好的适用不同的工作环境。

数字滤波技术是在測量过程中需要将混杂的干扰信号进行抑制，通过数字滤波的方式能对低频信号进行处理和德波，通过减少干扰信号在有用信号中的比重，实现信号的可靠性和真实性。采用的数字滤波技术有平滑滤被、中值滤波和程在实际应用中收到了较好的效果。序判断滤波，本系统采用了微处理器和传感器作为主要通过信号采集和转换，实现了电子秤的器件，设计，并详细阐述了数字信号处理的方法和过程。对一般产品设计具有较好的借鉴意义。