在微電子迅速發展的今天,在市場上用的傳統的稱重工具已經不能滿足人們的要求,為了改變傳統稱重工具在使用上存在的問題,在本設計中將智能化、自動化、人性化用在了電子稱重的控制系統中。該設計采用MSP430為主控芯片,外接電橋式壓力傳感器和HX711模數轉換芯片來完成數據采集,以LCD液晶屏、語音和按鍵實現人機交互。

1.引言

秤是最普通、最普及的計量設備。傳統的機械秤體積龐大,結構繁瑣,易受外界擠壓、碰撞變形,在長期使用中由于金屬腐蝕,機械磨損會給機械秤帶來不可逆的害直接導致機械秤精度下降。電子秤相比機械秤擁有諸多優點,例如成本低、響應快、穩定、高智能等。

2.系統總體構成

首先利用由電阻應變式壓力傳感器組成的測量電路測出物質的重量信號,并以模擬信號的方式傳送到HX711信號轉換器,該模塊將模擬信號放大濾波后轉換成數字信號傳送到MSP430單片機,經單片機處理后將數據傳輸到顯示電路,最后由顯示電路顯示數據。系統結構框圖如圖1。

3.模塊介紹

3.1 主控芯片

MSP430單片機是一個16位的單片機,采用了精簡指令集(RISC)結構,具有豐富的尋址方式、簡潔的 27 條內核指令以及大量的模擬指令;大量的寄存器以及片內數據存儲器都可參加多種運算;還有高效的查表處理指令;在擁有高性能的同時還有低功耗。這系列的單片機被廣泛的應用于控制系統中。

3.2 YZC-1B稱重傳感器

YZC-1B稱重傳感器上表面鑲嵌兩片應變片,同時下表面也有兩個同樣的應變片,上下連接形成全臂電橋,當應變片不受外力時,輸出的電壓為零,當受外力作用時,上表面的應變片電阻變大,下表面的應變片電阻變小,使電橋不平衡,由于相同的電阻絲其電阻的變化量相同,所以輸出的電壓與電阻的變化量成線性關系,再經相應的測量電路把這一電阻變化轉換為電壓信號,此過程完成了將外力轉換為電信號的過程,這樣就測量出重量的大小。

3.3 HX711模數轉換芯片

HX711是一款24位的Σ- 型A/D轉換芯片HX711。在電子秤的實際使用中,由于人們對重量測量速度的要求不高,所以使用這款高分辨率的慢速A/D轉換芯片。該芯片與主控芯片的連接電路非常簡單,只有DATA和SCLK兩條線連接與主控芯片連接,兩個控制信號由管腳驅動,且無需對芯片內部的寄存器編程。

3.4 WTV020-SD 語音模塊

WTV020-SD 模塊是一款可重復擦寫語音內容的大容量存儲類型的語音模塊,可外掛最大容量為 1GB 的 SD 卡存儲器。能加載WAV 格式語音和 AD4 格式語音。WTV020-SD 模塊以WTV020SD-20S 語音芯片為主控核心,具有 MP3 控制模式,按鍵一對一控制模式,上電循環播放控制模式以及二線串口控制模式。

3.5 LM4229液晶顯示模塊

LM4229的驅動器是T6963C,T6963C 是一個用在 LCD 控制驅動集成電路(LSI)和數據顯示存儲器上的 LCD 控制器。它有一個 8 位的并行數據總線和控制線與 MPU 接口進行讀寫操作,它可以直接與 TMPZ-80相連接。T6963C 有一個 128-word 的字符生成 ROM,可用來控制最大為 64KB 的外部顯存RAM。

4.結語

本設計的電子秤測量系統包括重量測量、液晶屏顯示、按鍵控制、語音播報、實時時鐘、單價存儲、自動計價、價格累計、去皮、超重報警等功能。隨著社會的迅猛發展,人們的需求日益多元化,多元化的電子秤將具有極其廣闊的市場前景。