劉少德++蘇梟

【摘 要】在微電子迅速發(fā)展的今天，在市場(chǎng)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(wèn)題，在本設(shè)計(jì)中將智能化、自動(dòng)化、人性化用在了電子稱重的控制系統(tǒng)中。該設(shè)計(jì)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(lái)完成數(shù)據(jù)采集，以LCD液晶屏、語(yǔ)音和按鍵實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互。

【關(guān)鍵詞】電子秤 MSP430 HX711 LCD 語(yǔ)音

1 引言

秤是最普通、最普及的計(jì)量設(shè)備。傳統(tǒng)的機(jī)械秤體積龐大，結(jié)構(gòu)繁瑣，易受外界擠壓、碰撞變形，在長(zhǎng)期使用中由于金屬腐蝕，機(jī)械磨損會(huì)給機(jī)械秤帶來(lái)不可逆的害直接導(dǎo)致機(jī)械秤精度下降。電子秤相比機(jī)械秤擁有諸多優(yōu)點(diǎn)，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(cè)量電路測(cè)出物質(zhì)的重量信號(hào)，并以模擬信號(hào)的方式傳送到HX711信號(hào)轉(zhuǎn)換器，該模塊將模擬信號(hào)放大濾波后轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)傳送到MSP430單片機(jī)，經(jīng)單片機(jī)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)[1] [2]。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(jī)[3]是一個(gè)16位的單片機(jī)，采用了精簡(jiǎn)指令集（RISC）結(jié)構(gòu)，具有豐富的尋址方式、簡(jiǎn)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(chǔ)器都可參加多種運(yùn)算；還有高效的查表處理指令；在擁有高性能的同時(shí)還有低功耗。這系列的單片機(jī)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(shí)下表面也有兩個(gè)同樣的應(yīng)變片，上下連接形成全臂電橋，當(dāng)應(yīng)變片不受外力時(shí)，輸出的電壓為零，當(dāng)受外力作用時(shí)，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(cè)量電路把這一電阻變化轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)，此過(guò)程完成了將外力轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的過(guò)程，這樣就測(cè)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-Δ型A/D轉(zhuǎn)換芯片HX711。在電子秤的實(shí)際使用中，由于人們對(duì)重量測(cè)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(jiǎn)單，只有DATA和SCLK兩條線連接與主控芯片連接，兩個(gè)控制信號(hào)由管腳驅(qū)動(dòng)，且無(wú)需對(duì)芯片內(nèi)部的寄存器編程。

3.4 WTV020-SD 語(yǔ)音模塊

WTV020-SD 模塊是一款可重復(fù)擦寫語(yǔ)音內(nèi)容的大容量存儲(chǔ)類型的語(yǔ)音模塊，可外掛最大容量為 1GB 的 SD 卡存儲(chǔ)器。能加載WAV 格式語(yǔ)音和 AD4 格式語(yǔ)音。WTV020-SD 模塊以 WTV020SD-20S 語(yǔ)音芯片為主控核心，具有 MP3 控制模式，按鍵一對(duì)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(dòng)器是T6963C，T6963C 是一個(gè)用在 LCD 控制驅(qū)動(dòng)集成電路（LSI）和數(shù)據(jù)顯示存儲(chǔ)器上的 LCD 控制器。它有一個(gè) 8 位的并行數(shù)據(jù)總線和控制線與 MPU 接口進(jìn)行讀寫操作，它可以直接與 TMPZ-80相連接。T6963C 有一個(gè) 128-word 的字符生成 ROM，可用來(lái)控制最大為 64KB 的外部顯存RAM。

4 結(jié)語(yǔ)

本設(shè)計(jì)的電子秤測(cè)量系統(tǒng)包括重量測(cè)量、液晶屏顯示、按鍵控制、語(yǔ)音播報(bào)、實(shí)時(shí)時(shí)鐘、單價(jià)存儲(chǔ)、自動(dòng)計(jì)價(jià)、價(jià)格累計(jì)、去皮、超重報(bào)警等功能。隨著社會(huì)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(chǎng)前景。

參考文獻(xiàn)：

[1]羅及紅.一種高精度的電子秤設(shè)計(jì)[J].計(jì)算機(jī)測(cè)量與控制，2010（8）：1955-1958.

[2]趙總社.關(guān)于電子秤的工作原理與應(yīng)用[J].科技信息，2007，01：70.

[3]張晞，王德銀，張晨.MSP430系列單片機(jī)實(shí)C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)[M].人民郵電出版社，2005.9：2-16.