本文設計的數顯稱重儀是基於電阻應變式傳感器、以單片機為控製核心的稱重控製顯示係統，測量範圍為０－１０ｋｇ，測量精度±２ｇ，液晶屏顯示測量數據，同時可將多次測量數據通過串口送計算機顯示。該係統具有精度高、性能穩定、操作簡便等特點。稱重儀設計框圖如下圖１所示：

１    硬件電路設計
１．１稱重傳感器
電阻應變式稱重傳感器由電阻應變片、彈性體和檢測電路等幾個主要部分組成。彈性體在外力作用下產生彈性變形，使粘貼在他表麵的電阻應變片也隨同產生變形，電阻應變片變形後，它的阻值將發生變化（增大或減小），再經相應的測量電路把這一電阻變化轉換為電信號（電壓或電流），從而完成了將外力變換為電信號的過程。
檢測電路如圖２所示，將電阻應變片的電阻變化轉變為電壓輸出。因為惠斯登電橋具有很多優點，如可以抑製溫度變化的影響，可以抑製側向力幹擾，可以比較方便地解決稱重傳感器的補償問題等，所以惠斯登電橋在稱重傳感器中得到了廣泛的應用。

稱重傳感器一般有輸入輸出共四根線，輸出電阻一般為３５０Ω、４８０Ω、７００Ω、１０００Ω，輸入端一般會進行一些溫度、靈敏度的補償，輸入端電阻會比輸出端高２０～１００Ω，因此用萬用表量一下電阻值可以判斷出輸入輸出端子。
１．２放大電路
應變式稱重傳感器輸出信號幅度很小（ｍＶ甚至μＶ量級），且常常伴隨有較大的噪聲。對於這樣的信號，電路處理的第一步通常是采用儀表
放大器先將小信號放大。儀表放大器電路比簡單的差分放大電路具有更好的共模抑製能力。放大的最主要目的不是增益，而是提高電路的信噪比。本設計中儀表放大器采用了ＯＰ０７三運放的結構。如圖３所示。

當Ｒ１＝Ｒ２，Ｒ３＝Ｒ４，Ｒｆ＝Ｒ５，電路的增益為：Ｇ＝（１＋２Ｒ１／ＲＧ１）（Ｒｆ／Ｒ３）。由公式可見，電路增益的調節可以通過改變ＲＧ１阻值實現。
１．３Ａ／Ｄ轉換電路
Ａ／Ｄ轉換器采用電子秤專用芯片ＨＸ７１１，這是一款專為高精度電子秤而設計的２４位Ａ／Ｄ轉換器芯片。與同類型其它芯片相比，該芯片集成了包括穩壓電源、片內時鍾振蕩器等其它同類型芯片所需要的外圍電路。
輸入選擇開關可任意選取通道Ａ或通道Ｂ，與其內部的低噪聲可編程放大器相連。通道Ａ的可編程增益為１２８或６４，對應的滿額度差分輸入信號幅值分別為±２０ｍＶ或±４０ｍＶ。通道Ｂ則為固定的３２增益，所對應的滿量程差分輸入電壓為±８０ｍＶ。通道Ｂ應用於包括電池在內的係統參數檢測。本設計將儀表放大器輸出接至通道Ａ模擬差分輸入端，如下圖４所示。

１．４單片機及接口電路
單片機采用ＡＴ８９Ｃ５１芯片，與按鍵、液晶、計算機接口電路如圖５所示。ＨＸ７１１串口通訊線接至單片機Ｐ１．０、Ｐ１．１口。經單片機處理後，將稱重數據送液晶顯示。同時將多次測量數據通過串口送計算機顯示。
２    軟件設計
稱重儀的程序主要包括主程序、Ａ／Ｄ轉換子程序、液晶顯示子程序以及串口通訊子程序。其中Ａ／Ｄ轉換子程序尤為重要，選擇不同的輸入通道和增益，對應的程序也不同，選擇Ａ通道，增益為１２８的程序如下。
ｕｎｓｉｇｎｅｄｌｏｎｇＲｅａｄＣｏｕｎｔ（ｖｏｉｄ）
｛ｕｎｓｉｇｎｅｄｌｏｎｇＣｏｕｎｔ；
ｕｎｓｉｇｎｅｄｃｈａｒｉ；
ＡＤＳＫ＝０；／／ＡＤＳＫ是ｈｘ７１１時鍾引腳，起始低電平
Ｃｏｕｎｔ＝０；
ｗｈｉｌｅ（ＡＤＤＯ）；ｆｏｒ（ｉ＝０；ｉ＜２４；ｉ＋＋）／／循環２４次，讀取
ｈｘ７１１的２４位輸出二進製數字量
｛ＡＤＳＫ＝１；Ｃｏｕｎｔ＝Ｃｏｕｎｔ＜＜１；ＡＤＳＫ＝０；
ｉｆ（ＡＤＤＯ）Ｃｏｕｎｔ＋＋；
｝
ＡＤＳＫ＝１；
Ｃｏｕｎｔ＝Ｃｏｕｎｔ＾０ｘ８０００００；／／第２５個脈衝，對
Ｃｏｕｎｔ進行補碼處理
ＡＤＳＫ＝０；
ｒｅｔｕｒｎ（Ｃｏｕｎｔ）；／／ＲｅａｄＣｏｕｎｔ（ｖｏｉｄ）子程序返回值為讀取的Ｃｏｕｎｔ的２４位數據量
｝
３    電路實施中應注意的問題
（１）檢測傳感器的輸入輸出特性往往隻在一定範圍內近似線性，而在有些範圍內明顯呈非線性。因此需要準備大量的測試數據，以備軟件進行分段處理。
（２）本次稱重傳感器的最大輸出信號僅為４ｍＶ左右，而我們采用的儀表放大電路是由三運放及電阻、電位器構成，運放選擇、電阻阻值的精度、ＰＣＢ布線等因素都會比集成儀表放大器產生更大的失調電壓漂移誤差，因此必須在軟件硬件實施中采取措施減少誤差。

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