电子秤是常见的工具。菜市场使用电子秤。商店使用电子秤。家庭也使用电子秤。电子秤给出物体的重量。传统的机械秤不够方便。电子秤更加精确。电子秤可以显示数字。人们喜欢电子秤。制作一台电子秤是学习电子的好方法。单片机可以控制电子秤。单片机是小型的计算机。单片机价格便宜。单片机功能强大。电子秤的核心是称重传感器。传感器感受压力。传感器输出电信号。电信号很小。放大器放大信号。放大后的信号送入单片机。单片机处理信号。单片机连接显示器。显示器显示重量。我们设计一个基于单片机的电子秤。

电子秤需要硬件。硬件是物理部件。我们选择称重传感器。电阻应变式传感器很常用。这种传感器内部有应变片。应变片是金属丝。金属丝粘在弹性体上。弹性体是金属梁。物体压在弹性体上。弹性体发生形变。应变片跟着形变。应变片的电阻改变。电阻变化很小。我们需要测量电阻变化。通常使用惠斯通电桥。四个应变片组成电桥。电桥输出差分电压。无负载时电桥平衡。输出电压为零。有负载时电桥不平衡。输出电压变化。电压变化与重量相关。

电桥输出电压很小。一般是毫伏级别。这个信号不能直接使用。我们需要放大器。仪表放大器很合适。仪表放大共模抑制能力强。共模干扰被抑制。我们选择一款仪表放大器。放大器增益可以设置。增益决定放大倍数。放大倍数要合适。信号放大到适合单片机读取的范围。放大器输出是模拟电压。单片机需要数字信号。模数转换器完成转换。单片机内部常有模数转换器。如果没有就需要外置。模数转换器有分辨率。分辨率是位数。八位分辨率低。十位分辨率一般。十二位分辨率较好。十六位分辨率高。分辨率高，测量精度高。我们选择十二位模数转换器。它满足一般要求。

单片机是系统的核心。我们选择51系列单片机。这种单片机简单。资料很多。学习容易。51单片机速度不快。但用于电子秤足够。单片机需要程序。程序控制一切。程序读取模数转换器的数据。程序处理数据。程序驱动显示器。显示器使用数码管。数码管显示数字。数码管价格低。数码管容易控制。也可以使用液晶显示屏。液晶显示屏显示更多信息。液晶显示屏显示字符和数字。我们选择液晶显示屏。液晶显示屏更清晰。液晶显示屏需要更多控制线。单片机有足够的引脚。

还需要按键。按键用于功能控制。去皮功能很重要。放上容器后按去皮键。重量归零。这很方便。单价设置功能。计算总价功能。这些功能需要按键。按键连接单片机引脚。单片机检测按键按下。单片机执行对应功能。

电源部分很重要。整个系统需要供电。电池供电方便移动。交流电供电稳定。我们选择电池供电。电池电压可能变化。需要稳压电路。稳压芯片提供稳定电压。五伏电压是常用电压。单片机需要五伏。传感器需要五伏。放大器需要五伏。液晶显示屏需要五伏。稳压芯片输出五伏。电池电压高于五伏。稳压芯片降低电压。保持五伏稳定。

硬件需要组装。传感器放在底部。上面放称重托盘。传感器信号线连接放大器。放大器输出连接单片机模数转换输入引脚。单片机连接液晶显示屏。液晶显示屏显示数据。单片机连接按键。按键安装在面板上。电源连接所有部件。检查所有连接。连接必须正确。错误连接会损坏部件。

硬件完成需要软件。软件是单片机的程序。程序用C语言编写。C语言适合单片机。程序开始是初始化。初始化单片机内部功能。初始化模数转换器。初始化液晶显示屏。初始化变量。然后程序进入主循环。主循环不断重复。

主循环中首先读取按键。检查哪个按键被按下。去皮按键按下时，单片机记录当前重量。这个重量是零点。后续测量减去这个零点。单价按键按下时，进入设置模式。数字按键输入单价。总价按键按下时，计算总价。重量乘以单价得到总价。液晶显示屏显示总价。

然后读取重量。启动模数转换。等待转换完成。读取转换结果。结果是数字量。数字量对应电压值。电压值对应重量。我们需要校准。校准是重要步骤。校准确定数字量和重量的关系。放上已知重量的物体。比如一千克砝码。读取此时的数字量。这个数字量对应一千克。计算比例系数。比例系数等于重量除以数字量。程序存储这个系数。测量未知物体时。读取数字量。数字量乘以比例系数得到重量。重量显示在液晶显示屏上。

重量值需要滤波。传感器读数会有跳动。跳动导致显示不稳定。我们使用软件滤波。平均滤波法简单有效。连续读取十次重量。计算十次重量的平均值。平均值作为最终重量。显示更新重量。滤波使显示稳定。用户看到稳定的数字。

程序还要处理异常。重量超过量程时报警。液晶显示屏显示错误信息。电池电压过低时提示。这些功能提高可靠性。

调试系统。组装好硬件。下载程序到单片机。接通电源。液晶显示屏亮起。显示欢迎信息。然后显示零。放上已知重量的物体。显示重量应和已知重量一致。如果不一致，调整比例系数。测试去皮功能。放上容器。按去皮键。显示归零。再放物体。显示物体重量。测试单价设置。输入单价。放物体。显示总价。检查总价计算是否正确。一切正常后，电子秤完成。

这个电子秤可以称重。量程取决于传感器。我们选择五千克传感器。精度取决于传感器和模数转换器。我们的设计精度可以达到一克。精度满足日常使用。电子秤结构简单。成本低。适合自己制作。通过这个项目，我们学习单片机。学习传感器。学习电路设计。学习编程。知识得到应用。动手能力得到提高。

电子秤可以改进。增加存储功能。存储多次称重记录。增加通信功能。连接电脑导出数据。使用更高精度传感器。提高称重精度。使用更快的单片机。实现更复杂功能。这些是未来方向。