自动称重购物袋装置

江苏联合职业技术学院苏州工业园区分院 沈红雷

自动称重购物袋装置

江苏联合职业技术学院苏州工业园区分院 沈红雷

本文主要研究一种集自动测重、计算价格、报警于一体的购物袋。一种自动测重购物袋，由购物袋、电路板组成。其特征在于：在购物袋上装有LED显示屏，在LED显示屏旁装有电路板，电路板包括：电阻式传感器、LED显示模块、按键输入模块、报警模块。

LED显示屏；电路板

1.绪论

1.1 概述

在现代科学技术和生产力的推动下，最初作为测量器具的电子称已经逐渐渗透在人们的日常生活之中，逐渐发展成一门较为完整的学科，并在当今国民经济和科技发展中发挥着日益重要的作用。

1.2 电子计重传感装置的发展趋势

中国是发展中国家，电子称行业与发达国家相比有着一定的差距。但是中国是发展中国家中综合实力最强之一。在中国，电子秤的需求量很大。而根据最新出来《2015-2020年中国电子秤市场前景分析与投资战略研究报告》中，它从不同的几个方面介绍电子秤目前在我国的销售及需求量，分别为种类、应用、经营模式、产品全球及国内市场状况等，可以看出电子称产业已经慢慢成为我国的主要产业之一了。

1.3 本课题研究的主要内容

设计一个电子计重传感购物袋

（1）在购物袋上装有LED显示屏

（2）LED显示屏旁装有电路板由自动测重模块、LED显示模块、计算模块、按键输入模块、报警模块组成

（3）可自动测重

1.4 电子传感计重装置简介

（1）开发的目的和意义。

目地：在现代生活中，购物已经成为了一种时尚，而人们日常所需地生活日用品更是成为了最需求地东西：大米、面粉等都需要购买，虽然现在超市里以及一些批发市场是有已经包装好的大米、面粉，但是人们却无法了解到包装内部的产品是否合格，有没有过期之类的质量指标。所以也有很多人会选择购买散装的，通过自己挑选，买到合格的商品但是店家的称也成为了购物者们担心的东西了，毕竟现在缺斤少两的现象已经不是一次两次了，虽然政府也有相应的对策，使得这种现象减少了不少，但还是无法完全杜绝，这也使得人们在购买这些散装商品的时候会出现一系列的麻烦。而本实用新型的目的在于克服上述之不足，提供一种集自动测重、计算价格、报警于一体，操作方便，能直观显示的购物袋。

意义：传统的计重器还需要通过人脑的演算方可输入按键，而电子传感计重购物袋则不需要那么麻烦，只需你输入物品价格就可自动帮你换算。

（2）电子传感计重购物袋的特点

集自动测重、计算价格、报警于一体，操作方便，能直观显示，可广泛应用于各类购物、批发。

2.系统方案的设计

2.1 系统功能的描述

使用时，将物品放入购物袋内，购物袋拎袋为重量检测装置，在放入物品时可先使用按键清零，重置购物袋重量，放入物品后，重力检测装置自动测量放入物品重量，测量出来的重量将会显示在LED显示屏上；如果需要计算物品价格，在确定放入物品重量之后按下确定按键，接着可直接用按键操作，输入物品价格，再次按下确定键，最后的价格将会显示在LED显示屏上。若规定了物品重量时，可使用按键设定需要物品的重量，按下确定键，接着放入物品，当物品重量超出设定值时，则会发出警报；若规定物品的总价，可使用按键设定需要物品的总价，按下确定按键后输入物品单价按下确定键，接着放入物品，当物品价格超出设定值时，则会发出警报。

2.2 系统功能的确定

利用称重传感器产生的信号，经电压电路放大，再经模数转换器转换为数字信号，最后将数字送入单片机，经过单片机的处理，再显示出来。如图1为电子秤结构原理图。

图1

3.系统硬件的设计

3.1 基于80C51单片机的控制模块

80C51是经典的单片机系列，具有典型的单片机结构体系。它是由CPU系统、CPU外围单元，基本功能单元等组成，各组成部分通过内部单一总线相连。 如图2为80C51单片机引脚。

图2

单片机的40个引脚大致可分为4类：电源、时钟、控制和I/O引脚。

（1）电源：1）VCC - 芯片电源，接+5V；2）VSS - 接地端；

（2）时钟：XTAL1、XTAL2 - 晶体振荡电路反相输入端和输出端。

（3）控制线：控制线共有4根，

A、ALE/PROG:地址锁存允许/片内EPROM编程脉冲

①ALE功能：用来锁存P0口送出的低8位地址。

② PROG功能：片内有EPROM的芯片，在EPROM编程期间，此引脚输入编程脉冲。

B、PSEN:外ROM读选通信号。

C、RST/VPD:复位/备用电源。

① RST（Reset）功能：复位信号输入端。

② VPD功能：在VCC掉电情况下，接备用电源。

D、EA/VPP：内外ROM选择/片内EPROM编程电源。

① EA功能：内外ROM选择端。

② VPP功能：片内有EPROM的芯片，在EPROM编程期间，加编程电源VPP。

（4）I/O线

80C51共有4个8位并行I/O端口：P0、P1、P2、P3口，共32个引脚。P3口还具有第二功能，用于特殊信号输入输出和控制信号（属控制总线）。

3.2 自动测重模块（称重传感器）

称重传感器实际上是一种将信号转变为可测量的电信号输出的装置。在我们使用传感器的使用还得注意周围的环境问题，因为它关系到传感器能否正常工作以及它的安全和使用寿命，乃至整个衡器的可靠性和安全性。

它是由敏感元件、变换原件、测量元件、辅助元件组成。

（1）敏感元件

直接感受被测量(质量)并输出与被测量有确定关系的其他量的元件。如电阻应变式称重传感器的弹性体，是将被测物体的质量转变为形变。

（2）变换元件

又称传感元件，是将敏感元件的输出变为可以测量的信号。如电阻应变式称重传感器的电阻电阻应变片，将弹性体的形变转换为电阻量的变化。有时某些元件都有敏感元件和变换元件两者的功能。如电压式称重传感器的压电材料，在外载荷的作用下，在发生变形的同时输出电量。

（3）测量元件

将变换元件的输出变换为电信号，为进一步传输、处理、显示、记录或控制提供方便。如电阻应变式称重传感器中的电桥电路。

（4）辅助电源

为传感器的电信号输出提供能量。它是作为一个产品必须标明供电的要求，但不作为称重传感器的组成部分。有些传感器，如磁电式速度传感器，由于他输出的能量较大，故不需要辅助电源也能正常工作。所以不是所有传感器都要有辅助电源。

3.3 LED显示屏

LED显示屏的工作原理是动态扫描。它动态扫描又分为行扫描和列扫描两种方式，我们一般用的是行扫描。在行扫描工作方式下，每一片LED点阵片都有一组列驱动电路，列驱动电路中会有一片锁存器或移位寄存器，用来锁存将要显示内容的字模数据。在行扫描工作方式下，同一排LED点阵片的同名行控制引脚是并接在一条线上的，共8条线，最后连接在一个行驱动电路上；行驱动电路中也会有一片锁存器或移位寄存器，用来锁存行扫描信号。

3.4 报警电路

当电路检测到称重的物体超过仪器的测量限制时，将产生一个信号给报警电路，使报警电路报警从而提醒工作人员注意。它是有89S51的P2.6口来控制的，当超过设置的重量时，通过程序使P2.6口值为高电平，从而使三极管导通，报警电路接通，使蜂鸣器发出报警声，同时使报警灯LED发光。

3.5 键盘电路

单片机组成的小系统中，有的需要人机交互功能，按键是最常见的输入方式。最常见的按键电路大致有，一对一的直接连接和动态扫描的矩阵式连接两种。这个电路的工作原理是采用程序扫描的方式检测某个按键状态。比如将Px口的4位全置为低电平，这时如果没有任何按键按下的话，从Py口读回的4位应全为高，而如果有某一键按下，则对应按下键的那一列的位读回值将为低。这样就能知道按下键所在的列；接着确定按键所处行，把Py口的输入值作为输出，Px全部置高并读取输入，就能得到按键所在行位置,于是就确定了所按按键的行列位置。

4.系统软件的设计

本设计主要采用基于MCS-51的单片机来实现它的功能，系统主流程图如图3所示。

图3 系统主流程图

沈红雷（1976—），男，硕士，江苏联合职业技术学院苏州工业园区分院高级讲师，研究方向：电子电工技术。