下载后可任意编辑 单芯片便携电子秤重系统实现方案 引言 传统上, 设计秤重、 测力、 转矩及压力测量系统时, 广泛采纳全桥接电阻传感器的方法。大多数桥接传感器都要求较高的激励电压( 一般为 10 V) , 同时输出较低的满量程差动电压, 约为 2 mV/V。传感器的输出一般由仪表放大器加以放大, 经过发大后的信号, 再由高精度模数转换器 (ADC) 进行数字化, 最后再用一个通用的 MCU 作进一步处理与显示。一般情况下, ADC 并不集成在 MCU 中。这种方法虽然能够实现满量程的 ADC 输入电压, 但桥接传感器的激励电压高达 10 V, 功耗较大, 而且使用的芯片数量也较多, 加大了电源管理的复杂度。 现在, 经过在 MSP430F42x 芯片中集成带有差动输入的 16位 - ADC 和增益高达 32 的可编程增益放大器(PGA), 实现了单芯片秤重系统。整个系统只需用 3 V 电池供电, 不但能效高, 且成本低。另外系统还提供 LCD 驱动器及掉电保护功能。 & nbsp; 硬件描述 MSP430F42x 系列是基于快速闪存的超低功耗微控制器, 片上集成了三个 16 位 - ADC(SD16), 这些 ADC 还带有 PGA, 能够将传送来的信号放大最高 32 倍。桥接传感器能够直接连接到微控制器上, 图 1 给出了该系统的电路图。下载后可任意编辑 将全桥接传感器负激励信号连接至终端 X1-1, 正激励信号连接至终端 X1-4, 由 MSP430 的端口引脚 P2.0 与 P2.1 供电。这样, 在测量期间或在电子秤工作于待机状态的情况下, 就能够不用电桥激励电压, 从而降低功耗。传感器的电桥电阻为 1 200 (典型值), 电源电压为 3 V, 激励状态下耗电 2.5 mA。将桥接传感器的输出信号连接至 X1-2 与 X1-3, 经过两个低通滤波器之后输入 SD16 的输入通道 A0 当最大负载为 10 kg 时, 全桥接传感器具有 2 mV/V 的额定满量程差动输出电压。要使传感器信号能够实现 1 g 的精度, 总共需要 1 万次计数, 并显示在 LCD 显示屏上。假如桥接传感器获得 3 V 的激励电压, 则满量程输出电压为: 3 V x 2 mV/V = 6 mV。也就是说, 1 g 的重量转换为电压形式可等效为: 6 mV / 10 kg x 1g = 0.6 V。为了实现 1 g 的测量精度, 所用 ADC 的 LSB 电压应比上述小四倍, 即 0.6 V / 4 = 0.15 V。下载后可任意编辑点击看原图SD16 可用内置的 1.2 V 参考电压工作, 也可用外部连接的参考电压工作。图 1 中...
