基于单片机的数字式智能电子热量称设计方案

称重装置是工农业生产和商品流通扩大中不可缺少的计量工具，电子秤以其准确、快速、方便、显示直观等诸多优点而受到人们的青睐。随着人们生活水平的提高，在全民重视健康，生活品质日益提高的今天，除了能够实现称重，智能化和开发新功能是设计研发的主要趋势。开发智能热量称功能成为一个新方向，将电子技术实际应用到日常生活中，解决和填补人们在实用生活家电某些功能的不足和空白。本文研究基于单片机的电子称设计，在不增加成本的基础上开发电子称的新功能，设计数字式智能电子热量称，指导人们健康生活，具有实际应用和推广价值。

2.电子热量称系统设计

称重传感器感应被测重力，本设计中选用电阻应变式压力传感器作为电子称称重传感器，当有垂直压力作用时，传感器将电阻值变化转化成微弱的毫伏级电压信号输出。该电压信号经过放大电路放大后输入模拟/数字(A/D)转换器，转换成数字信号再输出到单片机进行处理。单片机根据矩阵键盘输入的热量信息，把电子热量称得到的结果输出液晶显示器显示。系统总体设计如图1所示。

图1中，传感器信号调理转换电路采用HX711芯片。HX711是专为高精度电子秤而设计的24位A/D转换器芯片，内置增益控制，精度高，性能稳定，芯片通过2线串行方式与单片机通信。单片机读取被测数据，进行计算转换，再液晶屏上显示出来。

3.系统硬件设计

3.1 称重传感器

本设计中称重传感器采用高精度电阻应变式压力传感器，测量量程0-10kg,测量精度可达5g.电阻应变式压力传感器主要由弹性体、电阻应变片电缆线等组成，稳定性较好，精度和灵敏度较高，寿命较长，对测量环境要求不太严格。内部由4个电阻应变片构成惠更斯电桥，当拉伸或压缩应变片产生变形，它的阻值将发生变化，从而使电桥失去平衡，产生相应的差动信号，供后续电路测量和处理。电阻应变式传感器测量原理如图2所示。

3.2 HX711电路

图3为HX711构成的称重信号调理转换电路，通道A与传感器相连，管脚PD_SCK和DOUT组成串口通讯线，用来输出数据，选择输入通道和增益。

当数据输出管脚D O U T为高电平时，表明A/D转换器还未准备好输出数据，此时串口时钟输入信号PD_SCK应为低电平。