1. 系统整体设计思路
这个电子称重系统的核心目标是用最低的成本实现高精度称重和智能报警功能。我选择51单片机作为主控，主要是考虑到它价格便宜、开发资源丰富，特别适合初学者上手。HX711模块则是称重系统的灵魂，它能将微弱的传感器信号放大并转换成24位精度的数字信号，这是普通ADC做不到的。
整个系统的工作流程是这样的：当物体放在秤盘上时，悬臂梁式称重传感器会发生形变，导致内部应变片的电阻值变化。HX711模块会检测这个微小变化，经过128倍放大后转换成数字信号传给单片机。单片机再通过简单的数学运算把原始数据转换成重量值，最后在LCD1602上显示出来。如果重量超过预设阈值，蜂鸣器就会报警。
这里有个实际调试时的小技巧：我在HX711的电源端并联了一个100μF的电解电容，发现能有效减少电源波动对测量精度的影响。另外，传感器的安装位置也很关键，一定要保证受力均匀，否则会出现明显的测量误差。
2. 硬件选型与电路设计
2.1 核心器件选型
STC89C52单片机是我的首选，它内置8K Flash和512字节RAM，完全够用。更重要的是支持在线编程，调试起来特别方便。记得第一次用的时候，我忘了在复位脚加10k上拉电阻，结果程序老是跑飞，折腾了半天才发现问题。
HX711模块市面上有很多版本，建议选择带金属屏蔽罩的，抗干扰能力会好很多。称重传感器我用的是YZC-133型，5kg量程，灵敏度2.0mV/V。这里要注意，不同批次的传感器灵敏度可能有差异，所以程序里要留出校准系数调整的空间。
LCD1602液晶屏建议买带背光的版本，显示效果会清晰很多。蜂鸣器选有源型的，驱动简单，直接用单片机IO口就能控制。按键我用的是6x6mm的轻触开关，手感不错还便宜。
2.2 关键电路设计
电源部分我采用了经典的7805稳压方案，虽然效率不高但胜在稳定。实际测试发现，当电池电压低于7V时，称重数据就开始飘了，所以建议输入电压保持在8-12V之间。
传感器接线要特别注意：红色线接E+，黑色接E-，白色接A-，绿色接A+。我有次接反了，结果读数全是负数。HX711与单片机的连接只需要两根线：DT接P3.2，SCK接P3.3。这里建议加上10k的上拉电阻，能提高通信稳定性。
LCD1602采用4位数据模式接线，这样只占用6个IO口。具体连接如下：
- RS -> P1.0
- RW -> GND
- E -> P1.1
- D4-D7 -> P1.4-P1.7
3. 软件设计与算法优化
3.1 主程序框架
程序启动后先初始化各外设，然后读取EEPROM中保存的阈值参数。主循环里不断采集重量数据，更新显示，并检查是否需要报警。这里我设置了一个20ms的定时中断，用来处理按键扫描和显示刷新。
void main() { Init_All(); // 初始化外设 threshold = EEPROM_Read(0); // 读取存储的阈值 while(1) { weight = Get_Weight(); // 获取当前重量 Display_Update(); // 更新显示 Alarm_Check(); // 检查报警 Key_Process(); // 处理按键 } }3.2 重量采集算法
HX711的原始数据需要经过几步处理才能变成实际重量值。首先是去皮重处理，就是先称一下空载时的读数作为基准。然后通过一个简单的线性转换公式：
实际重量 = (当前读数 - 皮重) / 比例系数
这个比例系数需要实际校准。我的方法是先用标准砝码称重，比如放500g砝码，记录下此时的读数，然后计算出系数。测试发现，不同重量段的系数其实不完全一致，所以最好做多点校准。
long Get_Weight() { long adc = HX711_Read(); // 读取原始值 adc -= tare_value; // 减去皮重 return (long)(adc / scale_factor); // 转换为重量 }3.3 防抖动处理
按键和称重数据都需要防抖动处理。对于按键，我采用经典的延时消抖法：检测到按键按下后延时20ms再次检测，如果还是按下状态才认为有效。
重量数据的防抖更复杂些。我实现了一个滑动窗口滤波算法：保存最近10次采样值，去掉最大和最小值后取平均。实测发现这能有效消除瞬时干扰，又不会影响响应速度。
4. 精度优化实战技巧
4.1 传感器温度补偿
环境温度变化会影响称重精度。我的解决办法是在程序里加入简单的温度补偿：记录系统启动时的初始读数作为基准，后续测量时根据变化量进行微调。虽然不如专业温度传感器准确，但对一般应用足够了。
4.2 电源噪声抑制
HX711对电源噪声非常敏感。除了加滤波电容外，我还发现一个实用技巧：在HX711的VCC和GND之间并联一个0.1μF的陶瓷电容，能显著降低高频干扰。如果条件允许，最好给传感器单独供电。
4.3 机械结构优化
称重精度不仅取决于电路，机械结构也很重要。安装传感器时要确保受力方向正确，最好用专业夹具固定。秤盘要平整坚固，我用的是一块5mm厚的铝合金板，四角用弹簧做缓冲，这样测量结果更稳定。
5. 常见问题排查
调试过程中遇到过几个典型问题，这里分享下解决方案：
问题1：读数不稳定，数值跳动大 解决方法：检查传感器接线是否牢固；增加软件滤波；确保供电稳定。
问题2：重量显示为0或最大值 解决方法：用万用表测量传感器输出，正常应在0-20mV之间；检查HX711的DT和SCK信号。
问题3：按键设置不灵敏 解决方法：检查上拉电阻是否接好；调整消抖延时时间；确认IO口模式设置正确。
问题4：EEPROM数据丢失 解决方法：写入前先擦除整个扇区；写入后延时至少20ms再断电；必要时加入校验机制。
6. 功能扩展建议
基础功能实现后，可以考虑以下几个扩展方向：
- 蓝牙传输：加上HC-05模块，把称重数据发送到手机APP
- 数据统计：增加重量记录功能，计算平均值、最大值等
- 电池供电：改用锂电池，加入低功耗模式
- 语音播报：通过SYN6288模块实现语音报重
- 云端存储：通过ESP8266上传数据到物联网平台
比如蓝牙功能的实现，只需要在现有硬件上加个模块，程序里添加串口通信代码：
void Bluetooth_Send(int weight) { printf("Weight:%dg\r\n", weight); // 通过串口发送数据 }7. 项目总结与使用建议
经过实际测试，这个称重系统在0-5kg范围内的精度能达到±2g，完全满足日常使用需求。如果追求更高精度，可以考虑使用更高档的传感器和24位ADC芯片。
使用时有几个注意事项：
- 避免超量程称重，会损坏传感器
- 定期用标准砝码校准
- 保持秤体清洁干燥
- 长时间不用时最好断电
这个项目最让我自豪的是成本控制：全部材料费不到50元，但实现了商用电子秤的基本功能。特别适合学生做毕业设计，或者小商家用来做简易称重工具。
