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小地磅基于TM4C123FH6PM芯片的設(shè)計：

    小地磅與我們?nèi)粘Ｉ罹o密結(jié)合成為*種方便、快捷的稱重工具被廣泛應(yīng)用于商業(yè)、工廠生廠、超市等公共場*的信息顯示和重量計算。但當前市場上的小地磅仍存在稱重*度不*，操作復(fù)雜，功能單*且性價比不*等缺點。

　　針對市面上小地磅的設(shè)計的不足，設(shè)計了*款*小地磅。小地磅以TM4C123FH6PM微控制器為控制核心，利用電阻應(yīng)變式稱重傳感器采集物體質(zhì)量，使用24位A/DHX711轉(zhuǎn)換器芯片，提*測量*度。該芯片集成了包括穩(wěn)壓電源、片內(nèi)時鐘振蕩器等其它同類型芯片*需要的外圍電路，具有集成度*、響應(yīng)速度快、*干擾性強等優(yōu)點。降低了小地磅的整機成本，提*了整機的性能和可靠性。該芯片與后端MCU芯片的接口和編程非常簡單，*有控制信號由管腳驅(qū)動，無需對芯片內(nèi)部的寄存器編程。芯片內(nèi)提供的穩(wěn)壓電源可以直接向外部傳感器和芯片內(nèi)的A/D轉(zhuǎn)換器提供電源，系統(tǒng)板上無需另外的模擬電源。芯片內(nèi)的時鐘振蕩器不需要任何外接器件。上電自動復(fù)位功能簡化了開機的初始化過程。整體系統(tǒng)具有成本低，功耗小，運算效率*，技術(shù)成熟，實現(xiàn)起來較為簡單等特點。

　　小地磅通過傳感器檢測到被測物的質(zhì)量，并將采集到的物體質(zhì)量轉(zhuǎn)換成電壓信號，經(jīng)過HX711中的放大電路將電壓信號進行放大，并將放大的模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號并通過IO口送至單片機，處理后的結(jié)果經(jīng)液晶顯示器顯示，通過鍵盤輸入單價，顯示出被測物體的金額，并具有去皮，金額累加功能。當被測物體質(zhì)量超出測試小地磅的量程范圍時，報警模塊報警提示。

　　系統(tǒng)整體框圖如*示：小地磅系統(tǒng)框系統(tǒng)設(shè)計2.1主控制芯片心實現(xiàn)系統(tǒng)的控制，該控制器混合了16位/32位的Thumb-2指令集，提供32位ARM內(nèi)核*期望的*性能而采用了更緊湊的內(nèi)存大小，運行速度可達80MHz，還提供了出色的計算性能和卓越的系統(tǒng)中斷響應(yīng)能力。

　　電阻應(yīng)變式傳感器模塊電路圖如*示，有R1、R2、R3、R4為4個應(yīng)變片電阻，組成了橋式測量電路，Rm為溫度補償電阻，e為激勵電壓，V為輸出電壓。其輸出電壓表達式為電橋的輸出電壓和4個橋臂的應(yīng)變片*感受的應(yīng)變量的代數(shù)和成正比。在電阻應(yīng)變式稱重傳感器中，4個應(yīng)變片分別貼在彈性梁的zui敏感部位的正反兩面，即懸臂梁正面貼Rl，R3，反面貼R2，R4，當傳感器受力作用后應(yīng)變片發(fā)生變形。在力的作用下，正面Rl、R3被拉伸，阻值增大，AR1、AR3為正值，反面R2、R4被壓縮，阻值減小，AR2、AR4為負值，再加之應(yīng)變片阻值變化的*值相同，即tAR.電橋的*個對角線接入工作電壓心，另*個對角線位輸出電壓F無壓力時，電橋平衡，輸出電壓為零；有壓力時，電橋的電阻值發(fā)生變化，電橋失去平衡。當應(yīng)變片初始阻值A(chǔ)R1=AR2=AR3=AR4，其變化值時，其橋路輸出電壓V=KVCC.位A/D轉(zhuǎn)換芯片HX711，該芯片集成了包括穩(wěn)壓電源、片內(nèi)時鐘振蕩器等其他同類型芯片*需要的外圍電路。輸入選擇開關(guān)可任意選取通道A或通道B，與其內(nèi)部低噪聲可編程放大器相連。系統(tǒng)輸入選擇輸入通道A，其可編程增益為128或64對應(yīng)的滿額度差分輸入信號幅值分別為±20mV或10mV.芯片內(nèi)提供的穩(wěn)壓電源可以直接向外部傳感器和芯片內(nèi)的A/D轉(zhuǎn)換器提供電源。芯片HX711接口電路如*示。

　　小地磅稱重范圍為5克至500克，當重量超過500克即過載時，通過程序使單片機的控制I/O口置*電平，三*管導(dǎo)通，蜂鳴器發(fā)出報警聲，并點亮相應(yīng)的指示燈，報警電路如*示：系統(tǒng)軟件主要完成數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、去皮子程序、置零子程序、液晶顯示子程序、鍵盤掃描子程序等組成。程序主要完成芯片的初始化及按需要調(diào)用各子程序，如*示。顯示子程序框圖如圖主程序流程圖顯示子程序流程圖對小地磅的各個組成部分分別進行測試，然后小地磅的各個組成部分進行總裝進行結(jié)果測試。*測試儀器有砝碼、五位半數(shù)字萬用表（UNI-T）、函數(shù)信號發(fā)生器（EE1641C）、100MHZ雙通道數(shù)字示波器（GDS-1072A）等。測試結(jié)果如表1*表3*示。

　　表1小地磅稱重測試結(jié)果表3單價設(shè)置及金額累加測試結(jié)果（參見下頁）通過分析表1*表3，可以看出，小地磅的測重范圍為0.5g，當重量在50g及以上時，稱重誤差小于1g.表2去皮功能測試結(jié)果物品組別皮重（克）物重（克）凈重（克）表3單價設(shè)置及金額累加測試結(jié)果組別輸入單價（元/克）凈重（克）金額（元）總價（元）可以完成單價（元/克）設(shè)置，物品金額并實現(xiàn)金額累加計算等功能4小結(jié)采用電阻應(yīng)變片組成全橋電路采集被測物體的質(zhì)量，選用TM4C123FH6PM微控制器為控制核心設(shè)計了*款*小地磅，對小地磅的各個組成部分進行焊接、測試，小地磅在5.00g-500g范圍內(nèi)具有較*的測量*度，測量誤差小于1%.在滿足測量*度的條件下實現(xiàn)了通過外部按鍵設(shè)計物品單價與計價，去皮等基本功能以及超量程報警和自動保護功能。

　　但是在測量范圍上及誤差處理等方面還存在不足，還需要繼續(xù)研究及改善。