分享单片机项目培训-51单片机电子秤(语音播报版)。如有不足，请指出。
【实验图】
【演示视频】
【项目培训】51单片机电子秤(语音播报版)
一、设计要求
二、方案选择
三、软件设计
四、图片展示
五、数据链接
六、设计要点
七、关于作者
八、后记
1.用单片机控制数字电子秤的各种功能。
2.数字电子秤能够显示商品的重量、单价，且自动完成商品总价的计算，可通过语音播报商品总价。
3.数字电子秤的测量范围要求达到5KG，测量精度要求1g。
1.设计思路
根据设计要求，首先要实现电子秤的基本称重功能，需要通过称重传感器收集到重量信号，放大电路处理后，从模量到数量，所以每个数量对应于物体的质量（在一定的精度范围内），所以只要数量质量和物体质量建立映射关系，就可以完成称重要求。通过程序操作和键盘控制，可以实现其他功能。
总体结构框架图如下：
原理图如下：
2.控制器
由于系统需要控制液晶显示器和键盘，因此不应使用大型可编程逻辑器件，如CPLD、FPGA来实现。由于大型可编程逻辑器件一般采用状态机实现，即所解决的问题都是有规有限状态转换。系统状态多，难度大。此外，系统没有其他高标准要求，最终选择STC89C52RC单片机实现系统设计，内部有8台K可满足系统设计要求的程序存储器。
3.数据采集部分
(1)传感器。传感器是测量机构中最重要的部件。该系统选用电阻应变压力传感器。电阻应变压力传感器主要由弹性体。内部线路采用惠斯通电桥，当弹性体承受载荷产生的变形时，电阻应变片受到拉伸或压缩应变片变形后，它的阻值将会发生变化（增大或减小），从而电桥失去平衡，产生相应的差动信号，供后续电路测量和处理。该系统要求测量范围为0~4.999Kg,考虑到秤台的自重、振动和冲击重量，传感器的量程必须大于额定称重(4).999Kg），我们选择的称重传感器量程为5Kg，如下图所示。
（2）A/D转换器。所谓A/D转换器是将输入的模拟信号转换为数字信号的装置。HX711，HX711是24位的高精度A/D转换芯片是一种高精度、低成本的设计方案，专门为高精度电子秤设计，有两个模拟通道输入，内部集成128倍增益可编程放大器。
(3)液晶显示部分
本系统选用1602液晶显示屏进行显示。
(4)键盘输入
选择16个按钮的矩阵键盘，其中0~9数字按钮和小数点按钮用于输入单价；去皮按钮用于仅显示物品净重；删除物品单价的按钮；校准； /校准-按钮用于调整校正系数，播放按钮用于播放物品总价，矩阵键盘布局如图所示。
(5)语音模块
方案一:采用OTP语音芯片（一次性语音芯片）。一次性语音芯片在制造商完成记录后，语音内容不能更改，因此需要提前与制造商沟通，需要广播语音内容，如：
首先将你可能使用的所有语音写入语音芯片，然后烧成语音芯片。虽然OTP语音芯片不能重复烧写，但低成本的优势也使其占有一定的市场份额，OTP语音芯片广泛应用于儿童玩具、汽车电子、医疗器械、安全报警等行业。作者以前用过一个OTP语音芯片，成本不超过2元，对于固定内容的广播，建议使用该方案，其硬件连接也很简单，如下图所示。
方案二:最好支持集成语音模块支持 FAT 文件系统和操作简单类似U盘，但成本是OTP芯片的几倍。，在电子秤作品中使用JQ8400-FL，通过类U盘操作将音频文件复制到模块内存，然后一线串口发送文件名(数字)播放语音内容。
该芯片最大的优点是可以灵活更换 SPI-flash 语音内容节省了传统语音芯片需要安装上位机来更换语音，SPI FLASH 直接模拟成 U 盘，跟拷贝 U 盘一样，非常方便。使产品研发和生产方便简单。一线串口控制模式，RX232 串口控制为研发提供更多的选择
三、软件设计
（1）主程序
void main()
{
System_Init();
while(1)
{
Get_Weight();
keycode = MatrixKey_RanksScan();
if(keycode)
{
KeyPress(keycode);
}
}
}（2）流程图
<1>主程序流程图
<2>键盘扫描程序流程图
四、图片展示
（1）PCB-3D视图
（2）实物演示
五、资料链接
（1）作品演示视频链接
链接①：哔哩哔哩--------点击播放
（2）硬件电路分析视频
（3）软件程序分析视频
（4）原理图下载（PDF版）
（5）源程序下载
六、设计要点
（1）如何实现数据的稳定输出？
数据的稳定输出主要依靠两个方面：①硬件电路 和 ②软件程序。
①先分析硬件电路，HX711为24位的AD模块，对微量的变动非常敏感，所以硬件电路部分一定要注意：
这是作者在设计第一版的电路板的时候的硬件链接，设计后完成发现数据输出不是很稳定，而在E+和E-之间连接一个电解电容，数据的稳定性会有所改善，具体实验过程如下如下：
①首先，E+和E-之间电解电容，然后放置200g标准砝码，采用串口打印相关信息，采集20000次数据，重量数据作图得到：
可以看到，数据稳定性不好，数据范围在0.199Kg~0.202Kg，上下起伏为0.003Kg，即3g左右误差。具体统计如下：
| 重量值（Kg） | 出现次数 | 次数占比 |
| 0.199 | 689 | 3.445% |
| 0.2 | 15259 | 76.295% |
| 0.201 | 4047 | 20.235% |
| 0.202 | 5 | 0.025% |
也就是正确数据占比为76.295%。（
②在E+和E-之间电解电容，再次实验，采集20000次数据，数据稳定性如下所示：
可以看到，数据稳定性有所好转，具体统计如下：
| 重量值 | 出现次数 | 次数比例 |
| 0.2 | 19998 | 99.990% |
| 0.201 | 2 | 0.010% |
也就是正确数据占比为99.990%。
②再分析软件程序，对单片机获取到的重量值，可以采用软件滤波的方式，获取到较为稳定的数据，比如多次求值，然后求平均值，当然还有其他很多滤波方式，都可以去实验，本作品中作者未涉及，有兴趣的可以去试着做。
（2）如何保留小数点后两位有效数字？
float money=0; //总价，单位为元
money +=0.005; //用于四舍五入,保留总价有效数值到百分位
//注意这里的技巧：巧妙利用数据类型转换，使得总价数值保留到百分位（一般金额精确到分）
money = ((float)((unsigned long)(money*100)))/100;该作品程序中，有这样两部分代码，摘抄这两句代码在一起。具体举例分析，假设money最开始等于22.986元，通过
money +=0.005; //用于四舍五入,保留总价有效数值到百分位得到money等于22.991元，再通过：
//注意这里的技巧：巧妙利用数据类型转换，使得总价数值保留到百分位（一般金额精确到分）
money = ((float)((unsigned long)(money*100)))/100;注意这里包含两次数据类型转换，第一次money先乘以100得到2299.1，然后强制转换为unsigned long类型数据，得到的就是2299元，然后再将其类型转换为float，得到2299.0元，然后除以100，得到的就是22.99元，得到的结果就是四舍五入后保留小数点后两位的结果。
七、关于作者
微创电子工作室，刺客阿瑞原创