基于stm32的智能称重系统

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1、基于STM32的智能称重系统摘要：本设计是以STM32F103RBT6单片机为控制器，电阻应变片为传感器，通过24位并集成放大的CS5530进行模数转换，配以NOKIA5110液晶显示和键盘等部分组成，该称重系统能实现自动称重、计价累计、去皮等主要功能，具有计量准确、快速方便、误差小、数字显不等优点。关键词：STM32；应变片；CS5530；液晶中图分类号：TP273文献标识码：A文章编号:1671-2064(2017)07-0041-021方案论证1.1总体方案论证本设计硬件电路由控制器，称重传感器

2、模块，AD转换模块，键盘和显示模块组成，结构框图如图1所Zj、O1.2称重传感器部分电路称重传感器部分采用电阻式应变片，其工作原理是基于材料的电阻应变效应。电阻应变片把机械应变信号转换为△R/R后，由于应变量及相应的电阻变化一般都很小，难以测量且不便处理，因此要采用转换电路把应变片的AR/R变化转化成电压或者电流变化，常用的转换电路为直流测量电桥。直流电桥特点是信号不受元件和导线的分布电感和电容的影响，抗干扰能力强，电桥调节平衡电路简单，直流电源（+5V）在系统中比较方便。直流电桥输出的信号较小，有必

3、要做放大处理。1.3信号处理部分由于直流电桥输出的电压信号只有0-30mV,所以需要用高增益、高稳定性的放大器进行放大，再经过AD转换后送给单片机。选用放大电路与AD转换集成的芯片，可以简化硬件电路，提高抗干扰能力和精度。CS5530是高度集成的△2模数转换器，运用电荷平衡技术，性能达24位，非常适合称重衡器、过程控制、科学和医疗应用领域的单极性或双极性小信号测量。内部集成64倍放大器、数字滤波器、可选的50/60HZ频率抑制以及40倍的可控增益等信号调理电路。1.4键盘和显示部分按键采用4*4矩阵按

4、键，功能丰富，节约端口。液晶显示功耗低，界面清晰，显示信息丰富，NOKIA5110采用串行通信，接口电路简单，字符汉字均能显示，速度快，具有掉电模式，适合便携式的设备。1.5控制芯片选择STM32系列，32位?C，高性能，低功耗，速度快，集成化高，接口简单。2理论分析与计本设计测量电路采用直流电桥，具体测量方式分为单臂、半桥、全桥三种，灵敏度最高的是全桥电路，电路如图2。当电桥平衡时，，所以。全桥差动测量时，在四个桥臂上均放置350欧应变片，相对应变片应变相同，相邻应变片应变相反，其灵敏度系数较高，同

5、时具有抑制温漂等优点。3硬件电路设计本系统的硬件部分主要包括电源、单片机、称重传感器、键盘和显示等组成。主要单元电路设计如下：3.1单片机及电源模块的设计本系统中单片机采用STM32F103RBT6,属于“增强型”，时钟频率最高达72MHZ，内含128Kflash,32KRAM,性能优越。STM32单片机需要直流3.3V电源，称重传感器电路需要直流5V电源，电路如图33.2称重部分信号处理电路将左右两边四个电阻应变片接成全桥，四个接口接到CS5530上进行信号处理，AD转换如图4所示。称重电路的电源是

6、5V，STM32单片机的电源是3.3V，用ADUM1401作电平转换。电平转换电路如图5。3.3键盘及S示电路键盘采用4*4矩阵按键，16个按键功能如下：0-9数字键修改单价*、#组合键校准A键清零B键去皮C键金额累加D键——显示总金额显示电路采用NOKIA5510,接口电路如图6所示。4程序设计软件部分采用模块化程序设计的方法，由主程序、液晶显示子程序、键盘扫描子程序等组成。主程序流5测试取称重范围5.00g-500g；用法码逐一测量与示数比较，如表1。6结语经过测试本设计主要实现下面功能：(1)能

7、显示被称物体重量、单价、金额；称重范围l.OOg——500g,重量小于50g,误差小于0.2g；重量在50g及以上，称重误差小于0.4g。(2)用数字键输入修改单价，每称重一件按C键保存金额，累加后按下D键显示总金额。(3)按下B键称重皮重，并保存，重新带皮和重物一起称重，按下B键，减去刚保存的皮重，实现去皮。(4)设置校准功能，防止一段时间内出现温度和元件本身等原因产生误差较大，随时可以用按键*、#组合键进入校准。参考文献[1]孙莉.多功能精准电子秤的设计与实现[j].德州学院机电学院报，2013(

8、04)：203-204.[2]许晓彤.基于单片机的电子秤设计[j].自动化计量仪器，2012(07)：69-72.[3]赵家贵等.新编传感器电路设计手册[M].中国计量出版社，2002：301-302.