基于HX711数显称重仪的设计
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基于HX711数显称重仪的设计

发布日期:2024-02-25

  本文设计的数显称重仪是基于电阻应变式传感器、以单片机为控制核心的称重控制显示系统,测量范围为0-10kg,测量精度±2g,液晶屏显示测量数据,同时可将多次测量数据通过串口送计算机显示。该系统具有精度高、稳定性很高、操作简单便捷等特点。称重仪设计框图如下图1所示:

  电阻应变式称重传感器是由电阻应变片、弹性体和检测电路等几个主要部分所组成。弹性体在外力作用下产生弹性变形,使粘贴在他表面的电阻应变片也随同发生变形,电阻应变片变形后,它的阻值将发生明显的变化(增大或减小),再经相应的测量电路把这一电阻变化转换为电信号(电压或电流),从而完成了将外力变换为电信号的过程。

  检测电路如图2所示,将电阻应变片的电阻变化转变为电压输出。因为惠斯登电桥具有很多优点,如能抑制气温变化的影响,能抑制侧向力干扰,可以较为方便地解决称重传感器的补偿问题等,所以惠斯登电桥在称重传感器中得到了广泛的应用。

  称重传感器一般有输入输出共四根线Ω,输入端一般会进行一些温度、灵敏度的补偿,输入端电阻会比输出端高20~100Ω,因此用万用表量一下电阻值可以判断出输入输出端子。

  应变式称重传感器输出信号幅度很小(mV甚至μV量级),且常常伴随有较大的噪声。对这种的信号,电路处理的第一步通常是采用仪表放大器先将小信号放大。仪表放大器电路比简单的差分放大电路具有更加好的共模抑制能力。放大的最最大的目的不是增益,而是提高电路的信噪比。本设计中仪表放大器采用了OP07三运放的结构。如图3所示。

  当R1=R2,R3=R4,Rf=R5,电路的增益为:G=(1+2R1/RG1)(Rf/R3)。由公式可见,电路增益的调节能够最终靠改变RG1阻值实现。

  A/D转换器采用电子秤专用芯片HX711,这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。

  输入选择开关可任意选取通道A或通道B,与其内部的低噪声可编程放大器相连。通道A的可编程增益为128或64,对应的满额度差分输入信号幅值分别为±20mV或±40mV。通道B则为固定的32增益,所对应的满量程差分输入电压为±80mV。通道B应用于包括电池在内的系统参数检测。本设计将仪表放大器输出接至通道A模拟差分输入端,如下图4所示。

  单片机采用AT89C51芯片,与按键、液晶、计算机接口电路如图5所示。HX711串口通讯线口。经单片机处理后,将称重数据送液晶显示。同时将多次测量数据通过串口送计算机显示。

  称重仪的程序最重要的包含主程序、A/D转换子程序、液晶显示子程序以及串口通讯子程序。其中A/D转换子程序特别的重要,选不一样的输入通道和增益,对应的程序也不同,选择A通道,增益为128的程序如下。

  上述电路只需更改前面的传感器,就可以实现测温、测电压、测电流等其它功能,适用性强。

  程序设计是用计算机解决实际问题过程中的一个环节。用计算机解决实际问题的过程包括了建立数学模型、选择计算方式、设计程序以及上机调试、运行程序并分析计算结果两个阶段。在分析一个具体的问题后,我们大家可以得出输入和输出量之间的关系,并用数学式进行描述,这样的一个过程称之为建立数学模型。有了数学模型还一定要选择适合于计算机实现的具体计算方式,然后再设计程序。程序设计其实就是对具体算法的实施。设计的程序还需在一定的调试环境中进行调试,此时应输入数据,并检查输出数据是不是正确,为保证解题的正确性,应设计合理的输入数据,以检查程序也许会出现的错误。 MCS-51单片机的程序设计通常分为下面3个步骤: 1.制作程序流程图 对提出的算法找出最合理、最

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  注意:计算式,能不写成一大行的就分开写,只要保证了精度就可以了!!写一大行有时候反而影响精度! 例如:unsigned long int X; double AD; AD=AD/50.0; X=AD*5000.0000/1023.00; 最好先局部计算一下,X=AD*100/1023.00; 1。浮点类型的不能做 模 运算。 例如:float a=1234.56; a=a%10; 这是错误的。只有整形才能做 模 int a=12345; a=a%10; 2.如果你想做普通的四则运算。那肯定是浮点数的运算。整形的除法叫取模,不是我们平时的除法,它是舍去了余数,即小数部分。例如:int a=1; a=a/10;

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