开题报告-智能电子秤的硬件设计.doc

毕业设计(论文)开题报告题目：智能电子秤的硬件设计院（系） 光电工程学院 专 业 电子科学与技术 班 级 110117 姓 名 王欢 学 号 110117130 导 师 陈 靖 2015 年 3 月 10 日毕业设计（论文）开题报告1、 毕业设计（论文）综述1.题目背景电子秤是日常生活中常用的电子衡器，广泛应用于超市、大中型商场等。电子秤在结构和原理上取代了以杠杆平衡为原理的传统机械式称量工具。相比传统的机械式称量工具，电子秤具有称量精度高、装机体积小、应用范围广、易于操作使用等优点，在外形布局、工作原理、结构和材料上都是全新的计量衡器。2.研究意义现实意义：电子秤在现实生活中应用很广泛，几乎在称重时都会用到，小到超市、菜市场的称重，大到车辆、工程中的称重。电子秤的主要特点是体积小，电路比较简单，应用广泛，有很多量程和精度可以选择，满足了很多场合的要求。电子秤的应用对普通的杠杆原理的称重有着很大的优点，精度比杠杆称重高很多，应用不受太大的限制，所以应用非常广泛。研究和制作各种不同精度和量程的电子秤对人们的生活有着重要的意义。理论意义：基于单片机电子秤的研究与设计对于电子秤的应用也有着重要意义，能够延伸其应用范围和扩展单片机的理论知识。对衡器的研究也起到重要作用，可以推进衡器的改进与发展。3.国内外研究现状电子秤的发展过程与其他事物一样，也经历了由简单到复杂、由粗糙到精密、由机械到机电结合再到全电子化、由单一功能到多功能的过程。特别是近30年以来，工艺流程中的现场称重、配料定量称重、以及产品质量的监测等工作，都离不开输出信号的电子衡器。近几年，我国的电子称重系统从最初的机电结合发展到现在的全电子型和数字智能型。电子称重技术逐渐从静态称重向动态称重发展，从模拟测量向数字测量发展，从单参数测量向多参数测量发展。电子称重系统制造技术及其应用得到了新发展，国内电子称重技术基本达到国际上20世纪90年代中期的水平。目前，虽然我国在电子秤测量精度上与外国产品一般相差一个数量级，但我国在电子秤研究方面也取得了很大成就。在第九届称重技术研讨会中，张书芳提出的门座式起重机动态电子秤，主要应用于大型动态称重系统中。罗及红在计算机测量与控制一书中发飙了DSP处理器TMS320LF2407为信息处理核心的高精度电子秤的设计，电子秤的各项性能均优于国家标准非自动秤通用检定规程JJG555-1996规定的三级秤指标。另外，国际电子秤产品已网络化，我国基本上处在起步阶段，如上海三积电子有限公司的唐令弟发表的网络一体化的智能电子秤一书中，说明了其设计，并申请了专利。杨柯编写的智能网络电子计价秤也获得了专利，说明我国电子秤的网络化也在慢慢地发展。还有，目前国内的装载机电子秤发展的一点也不逊色于国外，无论是精度还是稳定性上来说，都可以达到国际先进水平。综上所述，我国的电子秤发展正处于一个快速、稳定的发展阶段，而且也在朝着多方向、高精度、网络化、智能化的方向发展。在国际上，一些发达国家在电子称重方面，从技术水平、品种和规模等方面都达到了较高的水平。特别是在准确度和可靠性等方面有了很大的提高。其中，梅特勒.托利多公司生产的BBK4系列高精度电子秤精度达到了1mg，速度大约为1次每秒。国外如美国、西欧等一些国家在20世纪60年代就出现了0.1%称量准确度的电子秤，并在70年代中期约对75%的机械秤进行了机电结合式改造。如今，国外的电子秤以发展到全电子化、智能化、网络化的阶段。国外产智能化程度相当高，通过对原始信息的数字处理，更好地排除了外部干扰对信息影响，提高了产品的耐环境性和测量真实性。而且电子秤产品的网络化在国外已经进入试用阶段。2、 本课题研究的主要内容和拟采用的研究方案、研究方法或措施本课题基于51系列单片机（STC89C51）作为主控制器，主要的作用是进行数据的计算、传输、读取和显示到显示器上。首先是通过压力传感器采集到被测物体的重量并将其转换成电压信号，输出电压信号一般都很小，那么就需要通过前端信号处理器电路进行准确的线性放大，放大后的模拟电压信号经转换电路转换成数字量被送入主控电路的单片机中，再经过单片机控制译码显示器，从而显示出被测物体的重量。根据设计的基本要求，系统分为三大模块，数据采集模块、控制器模块、人机交互界面模块。设计一台简单的基于单片机的电子秤，称重范围：0-9.999kg；称重误差不大于+0.005kg；体积与电路设计尽量最小化。系统硬件电路总体设计方案：称重传感器信号放大器A/D转换器单片机显示键盘其中数据采集模块包括称重传感器和A/D转换电路；最小系统部分主要包括单片机、晶振电路和复位电路；键盘有4x4位矩阵键盘组成，可以控制显示重量和价钱等信息；显示部分有数码管显示。软件部分有C语言编程，实现对各部分的控制。该电子秤可以实现称重、置零、计价和显示等功能。设计过程：（1）前期准备：查找资料，了解电子秤的设计原理；（2）通过了解电子秤的原理，对自己所要完成的电子秤进行分析，并设计出原理图；（3）根据自己设计的原理图，完成电路板的焊接和调试；（4）根据要求，编写符合要求的软件程序，并仿真；（5）将程序烧入，进行调试，修改。三预期成果形式。1 结构设计图若干张。 2 论文一本。四.本课题研究的重点及难点，前期已开展工作1.课题研究重点：1) 基于80C51单片机主控制器设计；2) 人机交互界面模块。2.课题研究难点：1) 主控制器识别输入信号及转换；2) 系统联调。3前期已开展工作：1).搜集相关资料，预定初步计划2).复习数字电路、模拟电路电知识。预期成果形式通过焊接电路板实现实物模块的组合，和软件结合起来实现智能电子秤的设计五 完成本课题的工作方案及进度计划进度：第1周第2周 查找相关资料，准备理论知识的基础；第3周 做好开题报告；第4周第7周 各个功能方案设计；第8周第9周 确定电路方案；第10周第11周 制作主控制系统；第12周第15周 系统软硬结合，改进调试阶段；第16周第18周 资料整理、论文撰写、准备答辩。 毕业设计（论文）开题报告5.6.指导教师意见（对课题的深度、广度及工作量的意见）。指导教师： 年 月 日7.所在院（系）审查意见： 院（系）主管领导： 年 月 日参考文献：1钟富昭.8051单片机典型模块设计与应用M.北京：人民邮电出版社，2010.2赵鹏.利用单片机设计的电子秤.中小企业管理与科技J.2009(19):2273郭天祥.51单片机C语言教程-入门、提高、开发、拓展全攻略M.电子工业出版社.20134余孟尝.数字电子技术基础简明教材M.北京：高等教育出版社.2006.75杨欣.51单片机应用实例详解M.北京：清华大学出版社，2010.56赵建领，崔昭霞.精通51单片机开发技术与应用实例M.北京：电子工业出版社，2012.67Weiss R,Fong AKH,Krestsch MJ.Adapting ProaNutra to interactivey track food weights from an electromic scale using ProNEssyJ.Journul of food composition and analysis.2009.16(3):157165.8Colm Slattery,A Reference Design for High-Performance Low-Cost Weigh Scales.Global Electronics China,2006,059Eugene V.Sypin,Evgeniy S.Povemov,Alexandre V.Terentiev,Gennadiy V.Leonov.The Electronic ScalesJ.Electron Devices and Materials,2003(4)10张书芳.门座式起重机动态电子秤A.第九届称重技术研讨会11罗及红.高精度电子秤的设计J.计算机测量与控制，2010,18（8）：566412唐令弟.网络一体化的智能电子秤P.中国专利：CN201210086，2009.03.1813杨柯.智能网络电子计价秤P.中国专利：CN201795848U,2011.04.1314孙以材，刘玉岭，孟庆浩.压力传感器的设计、制作与应用M.北京：冶金工业出版社，2000,415樊尚春.传感器技术及应用M.2版.北京：北京航空航天大学出版社，2010.1016郁有文，常建，程继红.传感器原理及工程应用M.3版.西安：西安电子科技大学出版社，2008.7