一种基于STM32的多功能精密电子秤

1、引言

本文采用四片箔式应变片组成一个惠斯登电桥。运用集成芯片HX711对称重传感器的模拟信号进行A/D转换，完成测量数据的采集，后经单片机对数据处理完成高精度的测量，随后加上各种算法，完成多种功能的计算；最后在配合液晶显示，触摸输入，语音播报等完成友好的人机交互。

2、系统组成

根据设计的需求，硬件上需要有称重传感器，AD转换电路，单片机最小系统，按键输入，显示输出，语音播报，以及电源模块，其组成的系统框图如图1。

图1  电子秤系统框图

3、称重传感器的设计 3.1、悬臂梁的设计

采用优质的铝合金材质（长，宽，高分别为：190mm，20mm，3mm），铝合金具有塑造性强，硬度适中，d性好等特点，常作为电阻应变式称重传感器的悬臂梁。本次设计中对悬臂梁做了如下处理，使其机械形变更加合理。

（1）在悬臂梁靠近支点（约l／3处），下表面开约1.5mm深的小槽。使其产生的形变集中在一条线上，获得更好的线性应变。

（2）在支点的另外一端，中间处固定一根5cm，下端具有通孔的螺丝钉。好处在于可使测量物体的重心集中在一个点上，便于提高精度。

3.2、测量电路的设计

设计中采用惠斯登电桥中的四臂测量接线法，此接线法能对系统进行包括温度，湿度等外界干扰因素的补偿。使系统不易受外界因素的干扰，提高测量精度。

将Rl和R4应变片粘贴于凹槽对应的上表面，R2和R3应变片粘贴于下表面，这样就完成了称重传感器的设计。

4、AD转换器的设计

HX711是一款专为高精度称重传感器而设计的24位A/D转换器芯片。与同类型其它芯片相比，该芯片集成了包括稳压电源、片内时钟振荡器等其它同类型芯片所需要的外围电路，具有集成度高、响应速度快、抗干扰性强等优点。

将HX711的模块与惠斯登电桥、单片机连接；通过HX711，就可以将惠斯登电路所测微弱形变信号转换成数字信号，传送给STM32单片机进行数据处理。