基于ARM单片机的高精度电子秤设计与实现

1、系统框图简介

当秤盘上放入被秤物体后，电阻应变片受重力的影响产生形变，电阻值发生变化。应变片搭建的桥式电路会输出微弱的电压信号，微弱电压信号由HX711内部集成放大器放大后经过内部ADC进行采样转换后送到到MCU，接收到的数据信息经过线性拟合处理后送到LCD液晶显示。系统能完成称重、设置单价计算金额及金额累加、去皮及去皮范围限制等基本功能，还能实现时间、温度、报警、二维码支付等扩展功能。系统总体框图如图1所示。

图1：系统总体框图

2、理论分析与计算 2.1、电桥驱动电路分析

图2：差动全桥测量电路

如图2所示当被测负载作用在d性臂梁上使其发生d性形变；通过粘性物质使粘贴在感压装置上的电阻应变片发生形变，从而转化成应变片的阻值大小变化；差动电路将电阻应变片的阻值变化，转化为与负载成正比的电信号输出。其输出的电压为：

由公式1可知，理论上测量电路采用差动全桥测量，输出电压信号与电阻形变阻值大小成线性关系。国家标准的应变片阻值为60、120、200、350、500、1000Ω。鉴于大电阻小电流，持续运行周期长，信噪比高的情况，因此本系统采用阻值为1KΩ的电阻应变片。

2.2、模数（A/D）转换器分析

HX711为称重传感器提供一个激励电压，有重物加载到称重传感器上时，它输出一个比较小的电压信号；其在接收到这个电压信号后，对信号进行放大，然后进行A/D转换，直接变换成数字信号输出给外部设备。