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

1.引言

秤是最普通、最普及的計量設(shè)備。傳統(tǒng)的機械秤體積龐大,結(jié)構(gòu)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(dǎo)致機械秤精度下降。電子秤相比機械秤擁有諸多優(yōu)點,例如成本低、響應(yīng)快、穩(wěn)定、高智能等。

2.系統(tǒng)總體構(gòu)成

首先利用由電阻應(yīng)變式壓力傳感器組成的測量電路測出物質(zhì)的重量信號,并以模擬信號的方式傳送到HX711信號轉(zhuǎn)換器,該模塊將模擬信號放大濾波后轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號傳送到MSP430單片機,經(jīng)單片機處理后將數(shù)據(jù)傳輸?shù)斤@示電路,最后由顯示電路顯示數(shù)據(jù)。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu),具有豐富的尋址方式、簡潔的 27 條內(nèi)核指令以及大量的模擬指令;大量的寄存器以及片內(nèi)數(shù)據(jù)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(yīng)用于控制系統(tǒng)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(yīng)變片,同時下表面也有兩個同樣的應(yīng)變片,上下連接形成全臂電橋,當應(yīng)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(yīng)變片電阻變大,下表面的應(yīng)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(guān)系,再經(jīng)相應(yīng)的測量電路把這一電阻變化轉(zhuǎn)換為電壓信號,此過程完成了將外力轉(zhuǎn)換為電信號的過程,這樣就測量出重量的大小。

3.3 HX711模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片

HX711是一款24位的Σ- 型A/D轉(zhuǎn)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(zhuǎn)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(qū)動,且無需對芯片內(nèi)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(fù)擦寫語音內(nèi)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(huán)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(qū)動器是T6963C,T6963C 是一個用在 LCD 控制驅(qū)動集成電路(LSI)和數(shù)據(jù)顯示存儲器上的 LCD 控制器。它有一個 8 位的并行數(shù)據(jù)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(jié)語

本設(shè)計的電子秤測量系統(tǒng)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(fā)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。