小地磅基于TM4C123FH6PM芯片的設計：

    小地磅與我們日常生活緊密結合成為*種方便、快捷的稱(chēng)重工具被廣泛應用于商業(yè)、工廠(chǎng)生廠(chǎng)、超市等公共場(chǎng)*的信息顯示和重量計算。但當前市場(chǎng)上的小地磅仍存在稱(chēng)重*度不*，操作復雜，功能單*且性?xún)r(jià)比不*等缺點(diǎn)。

　　針對市面上小地磅的設計的不足，設計了*款*小地磅。小地磅以TM4C123FH6PM微控制器為控制核心，利用電阻應變式稱(chēng)重傳感器采集物體質(zhì)量，使用24位A/DHX711轉換器芯片，提*測量*度。該芯片集成了包括穩壓電源、片內時(shí)鐘振蕩器等其它同類(lèi)型芯片*需要的外圍電路，具有集成度*、響應速度快、*干擾性強等優(yōu)點(diǎn)。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(jiǎn)單，*有控制信號由管腳驅動(dòng)，無(wú)需對芯片內部的寄存器編程。芯片內提供的穩壓電源可以直接向外部傳感器和芯片內的A/D轉換器提供電源，系統板上無(wú)需另外的模擬電源。芯片內的時(shí)鐘振蕩器不需要任何外接器件。上電自動(dòng)復位功能簡(jiǎn)化了開(kāi)機的初始化過(guò)程。整體系統具有成本低，功耗小，運算效率*，技術(shù)成熟，實(shí)現起來(lái)較為簡(jiǎn)單等特點(diǎn)。

　　小地磅通過(guò)傳感器檢測到被測物的質(zhì)量，并將采集到的物體質(zhì)量轉換成電壓信號，經(jīng)過(guò)HX711中的放大電路將電壓信號進(jìn)行放大，并將放大的模擬信號轉換成數字信號并通過(guò)IO口送至單片機，處理后的結果經(jīng)液晶顯示器顯示，通過(guò)鍵盤(pán)輸入單價(jià)，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(shí)，報警模塊報警提示。

　　系統整體框圖如*示：小地磅系統框系統設計2.1主控制芯片心實(shí)現系統的控制，該控制器混合了16位/32位的Thumb-2指令集，提供32位ARM內核*期望的*性能而采用了更緊湊的內存大小，運行速度可達80MHz，還提供了出色的計算性能和卓越的系統中斷響應能力。

　　電阻應變式傳感器模塊電路圖如*示，有R1、R2、R3、R4為4個(gè)應變片電阻，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(gè)橋臂的應變片*感受的應變量的代數和成正比。在電阻應變式稱(chēng)重傳感器中，4個(gè)應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，再加之應變片阻值變化的*值相同，即tAR.電橋的*個(gè)對角線(xiàn)接入工作電壓心，另*個(gè)對角線(xiàn)位輸出電壓F無(wú)壓力時(shí)，電橋平衡，輸出電壓為零；有壓力時(shí)，電橋的電阻值發(fā)生變化，電橋失去平衡。當應變片初始阻值AR1=AR2=AR3=AR4，其變化值時(shí)，其橋路輸出電壓V=KVCC.位A/D轉換芯片HX711，該芯片集成了包括穩壓電源、片內時(shí)鐘振蕩器等其他同類(lèi)型芯片*需要的外圍電路。輸入選擇開(kāi)關(guān)可任意選取通道A或通道B，與其內部低噪聲可編程放大器相連。系統輸入選擇輸入通道A，其可編程增益為128或64對應的滿(mǎn)額度差分輸入信號幅值分別為±20mV或10mV.芯片內提供的穩壓電源可以直接向外部傳感器和芯片內的A/D轉換器提供電源。芯片HX711接口電路如*示。

　　小地磅稱(chēng)重范圍為5克至500克，當重量超過(guò)500克即過(guò)載時(shí)，通過(guò)程序使單片機的控制I/O口置*電平，三*管導通，蜂鳴器發(fā)出報警聲，并點(diǎn)亮相應的指示燈，報警電路如*示：系統軟件主要完成數據采集、數據轉換、去皮子程序、置零子程序、液晶顯示子程序、鍵盤(pán)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(gè)組成部分分別進(jìn)行測試，然后小地磅的各個(gè)組成部分進(jìn)行總裝進(jìn)行結果測試。*測試儀器有砝碼、五位半數字萬(wàn)用表（UNI-T）、函數信號發(fā)生器（EE1641C）、100MHZ雙通道數字示波器（GDS-1072A）等。測試結果如表1*表3*示。

　　表1小地磅稱(chēng)重測試結果表3單價(jià)設置及金額累加測試結果（參見(jiàn)下頁(yè)）通過(guò)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(shí)，稱(chēng)重誤差小于1g.表2去皮功能測試結果物品組別皮重（克）物重（克）凈重（克）表3單價(jià)設置及金額累加測試結果組別輸入單價(jià)（元/克）凈重（克）金額（元）總價(jià)（元）可以完成單價(jià)（元/克）設置，物品金額并實(shí)現金額累加計算等功能4小結采用電阻應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計了*款*小地磅，對小地磅的各個(gè)組成部分進(jìn)行焊接、測試，小地磅在5.00g-500g范圍內具有較*的測量*度，測量誤差小于1%.在滿(mǎn)足測量*度的條件下實(shí)現了通過(guò)外部按鍵設計物品單價(jià)與計價(jià)，去皮等基本功能以及超量程報警和自動(dòng)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，還需要繼續研究及改善。