小地磅基於TM4C123FH6PM芯片的設計：

    小（xiǎo）地磅與我們日常生活緊密（mì）結合成為*種方便、快捷的稱重工具被廣泛應用（yòng）於商業、工廠生（shēng）廠、超市等公共場*的信息顯示和重量計算。但當前市場上的小地磅仍存在（zài）稱重*度不*，操（cāo）作複雜，功能單*且（qiě）性價比不（bú）*等缺點。

　　針對市麵上小（xiǎo）地磅的（de）設計的不足，設計（jì）了*款*小地磅。小地磅以TM4C123FH6PM微控製器為（wéi）控製核心，利用電阻應變式（shì）稱重傳感器采集物體質量，使用24位A/DHX711轉換器芯片，提（tí）*測量*度。該芯片集成了（le）包括穩壓電源、片內時鍾（zhōng）振蕩器等其它同類型芯片*需要的外圍電路，具有集成度*、響應速度快、*幹擾性強（qiáng）等優點。降（jiàng）低了小地磅的整機成本，提*了整機的性（xìng）能和可靠性（xìng）。該芯片與後（hòu）端MCU芯片的接口和編程（chéng）非常簡單，*有（yǒu）控製信號由（yóu）管腳驅動，無需對芯片（piàn）內部的寄存器編程。芯片內提供的（de）穩壓電源可以直接向（xiàng）外部傳感器和芯片（piàn）內的A/D轉換器提（tí）供電源（yuán），係統板上無需另外的模擬電源。芯片內（nèi）的時鍾振蕩器（qì）不需要（yào）任何外接器件。上電自動（dòng）複位功能簡化了開機的初始化過（guò）程。整體係（xì）統（tǒng）具有成本低，功耗小，運算效（xiào）率*，技術（shù）成熟，實現起來較為簡單等特點。

　　小（xiǎo）地磅通（tōng）過（guò）傳感器檢測到被測物的質量，並將采集到的物體（tǐ）質量轉換成電壓（yā）信（xìn）號，經過HX711中（zhōng）的放大電路將電壓信號（hào）進行放大，並將放大（dà）的模擬信（xìn）號轉換成數字信（xìn）號並通過IO口送至單片機，處（chù）理後的結（jié）果經液晶顯示器顯（xiǎn）示，通過鍵盤輸入單價，顯示出被測物體的金額，並具有去皮，金額累加功能。當被（bèi）測物體質量超出（chū）測試小地磅的量程範圍時，報警（jǐng）模塊（kuài）報警（jǐng）提示。

　　係統整體框圖如*示：小地磅係統框係統（tǒng）設計2.1主控製芯片心實（shí）現係統的控製（zhì），該控製器混合了16位/32位的Thumb-2指（zhǐ）令集，提供32位ARM內核*期望的*性能而采用了更（gèng）緊湊（còu）的內存大小，運行速度可達80MHz，還提供了出色的計算性能（néng）和卓越（yuè）的（de）係統中斷響應能力。

　　電阻應變式（shì）傳感器模塊電路圖如*示，有R1、R2、R3、R4為4個應（yīng）變片電阻，組成了橋式（shì）測量電路，Rm為溫度補償電阻（zǔ），e為（wéi）激勵電壓（yā），V為輸出電壓。其輸出電壓表（biǎo）達式為（wéi）電橋的輸出電壓和4個橋（qiáo）臂的應變片*感受的應變量的代數和成正比。在電阻（zǔ）應變式稱重傳感器中，4個應變片（piàn）分別貼（tiē）在彈性梁的zui敏感部位的（de）正反兩麵，即懸臂梁正麵貼（tiē）Rl，R3，反麵貼R2，R4，當傳感器受力作（zuò）用（yòng）後應變片發生變形。在力的作用下，正麵Rl、R3被拉伸，阻（zǔ）值增大，AR1、AR3為正值，反麵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*個對角（jiǎo）線接入工作（zuò）電壓心，另*個對角線位輸出電壓F無（wú）壓力時，電橋平衡，輸出電壓為零；有壓力時，電橋的電阻（zǔ）值發生變化，電橋失去平衡。當應變片初（chū）始阻值AR1=AR2=AR3=AR4，其變化值時，其橋路（lù）輸出電（diàn）壓V=KVCC.位A/D轉（zhuǎn）換芯片HX711，該芯片集成了包括穩壓電（diàn）源、片內時鍾振蕩（dàng）器等其他同類型芯片*需要的外圍電路（lù）。輸入選（xuǎn）擇開關可任意（yì）選取通道（dào）A或通道B，與（yǔ）其內部低噪聲可編程放大器相連。係統輸（shū）入選擇輸入通道A，其可編程增益為128或64對應的（de）滿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（xiàng）外部傳感器和芯片內的A/D轉換器提供電源。芯（xīn）片HX711接口電路如*示。

　　小地磅稱重範圍為5克至500克，當重量超過500克即過載時，通過程序使單片機的控製I/O口置*電平，三*管導通，蜂鳴器發出報警聲，並點亮相應的指示燈，報警電路如*示：係統軟件主要完成數（shù）據采集（jí）、數據（jù）轉換、去皮（pí）子程序、置零子程序、液晶顯示（shì）子程序、鍵盤掃描子程序等組成。程序（xù）主要（yào）完成芯片的初始化及按需要調用各子程序（xù），如（rú）*示。顯示子程序框圖如圖主程序流程（chéng）圖顯示子程序流程圖對小地磅的各個組成部（bù）分分別進行測試，然後小地磅的各個組成部分進行總裝進行結果測試。*測試（shì）儀器有砝碼、五位半數字萬用表（UNI-T）、函數信號發生器（qì）（EE1641C）、100MHZ雙通道數字示波器（GDS-1072A）等。測試結果如表1*表3*示（shì）。

　　表1小地磅稱重（chóng）測試結果（guǒ）表3單價設置及金額累加（jiā）測（cè）試（shì）結果（參見下（xià）頁）通過分析表1*表3，可以看出，小地磅的測重範圍（wéi）為0.5g，當重量在50g及以上（shàng）時，稱重誤差小於1g.表2去皮功能測試結果（guǒ）物品（pǐn）組別皮重（克）物重（克（kè））淨重（克）表3單價設置及金額累加（jiā）測試結（jié）果組別輸入單價（元/克）淨重（克）金額（元）總（zǒng）價（元）可以完成單價（元/克）設置，物品金額並實現金額累加計算等功能4小結采用電（diàn）阻應變片組成全橋電路采集被測物體的質量，選用TM4C123FH6PM微控製器為控製核心（xīn）設計了*款*小地磅，對小地磅的各個組成部分進行焊接、測試，小地磅在5.00g-500g範圍內具有較*的測量*度（dù），測量誤差（chà）小於（yú）1%.在滿足（zú）測量*度的（de）條件下實現了通過（guò）外部按鍵設計物品（pǐn）單價（jià）與計價，去皮等基本功能以及超量程報警和自動保護功能。

　　但是在測量範圍（wéi）上及誤差處理等方麵（miàn）還存在（zài）不足，還需要繼續研究及改（gǎi）善。