基于單片機基礎的多功能地磅設計

本文在對以單片機基礎的多摘功能地磅設計分析研究過程中，要以單片機作為研究核心，通過對多功能地磅測重及測溫等電路設計，對地磅結構進行料及，有效提高電子秤抗干擾性能，提高測量精確度。

人們生活水平在不斷提高過程中，人們消費能力也在不斷加強，物品稱量作為人們在消費過程中經(jīng)常涉及到的活動，這就需要不斷提高電子稱量系統(tǒng)智能化及精確化水平，所以設計出一種能夠滿足人們實際要求的地磅，具有重要的現(xiàn)實意義。為了能夠為人們提供更加精確稱量信息，研究人員設計出了一種以單片機基礎的多功能地磅，該類別地磅能夠同時對 10 多種商品進行銷售單價儲存，在稱量之后還能夠顯著產(chǎn)品重量及價格，甚至還能夠顯著稱量時間及溫度，顧客查看消費清單更加便捷，同時收銀員也能夠了解購物清單明細。

1 .單片機基礎的多功能地磅總體設計思路

下位機在對稱量傳感器所傳輸?shù)臄?shù)值進行處理之后，需要將有關數(shù)值傳輸?shù)綔囟葌鞲衅魃厦孢M行再次處理，最后將稱量傳感器與溫度傳感器所傳輸?shù)臄?shù)據(jù)轉換到主控器上面，利用顯示界面將完成顧客對于產(chǎn)品有關信息的要求。觸摸屏控制芯片在實際運行過程中，主要是將不同按鍵所具有的信息轉變?yōu)殡妷盒盘?，然后上位機對信號進行處理，上位機在處理完畢之后需要將數(shù)值傳輸?shù)街骺仄鲀?nèi)，利用打印機將客戶消費清單及產(chǎn)品基本信息打印，了解客戶消費全部金額。與此同時，上位機在實際運行過程中，還可以與 pc 機通訊，在過載狀態(tài)下進行報警。

2 單片機基礎多功能地磅電路設計

2.1 壓力信號采集電路

壓力信號采集電路主要由三部分構成，分別為稱重傳感器、高增益儀表放大器、轉換器。稱重傳感器在實際應用過程中所傳輸?shù)男盘柺治⑷?，所以信號不能夠直接利?/span> AD 轉換，AD 轉換之前需要對稱重傳感器所傳輸?shù)男盘栠M行放大。AD 轉換器正常情況下，一共具有 24 位模數(shù)，完成芯片轉換，應用最為新型轉換技術，信號在輸出過程中噪聲數(shù)值較高，具有良好抗干擾性能，提高芯片增益。

稱重傳感器所輸出的信號與壓力信號之間呈現(xiàn)正比例關聯(lián)，放大器需要將傳感器輸出的信號放大一倍，其次將噪聲數(shù)值輸入到儀表放大器內(nèi)。轉換器在數(shù)據(jù)輸出過程中，采取三總線接口形式，單片機應用十分便捷。

2.2 觸摸屏控制電路

觸摸屏所應用的芯片為專用控制接口類別芯片，屬于同步串行接口轉換器，正常運行狀態(tài)下功率大約為 750uw，在靜止狀態(tài)下功率大約為 0.5uw。所以，觸摸屏芯片具有兩種特性，分別為高速率及低功耗，在小型手持設備內(nèi)廣泛應用。

為了能夠有效提高觸摸屏位置信號傳輸精確性，觸摸屏芯片內(nèi)部基準電壓主要由基準源所提供。觸摸屏芯片主要由兩種電路，分別為觸摸中斷輸出信號電路與總線接口輸入電路，所以能夠直接與單片機相連接。觸摸電壓信號在轉換過程中，最高數(shù)值超過 4000 位。

2.3 液晶顯示電路

在電子秤上位機內(nèi)，對人際交互界面液晶選擇上，選擇的是日本某生產(chǎn)企業(yè)所生產(chǎn)出來的液晶屏，液晶屏尺寸為 5.6，但是由于該型號液晶屏控制難度較高，所以傳統(tǒng) 51 單片機無法對液晶屏進行控制。所以，這就需要選擇一個支持液晶屏所應用的控制接口板，單片機直接對接口板進行有效，提高液晶屏顯示控制質(zhì)量，縮短開發(fā)設計時間，降低設計人員在控制液晶驅(qū)動編程軟件所花費的時間，同時單片機處理時間也能夠大幅度縮短。顧客所應用的液晶屏尺寸 64，屬于點陣液晶顯示器，能夠直接將顧客消費金額及消費產(chǎn)品類別進行顯示，保證顧客能夠直接對產(chǎn)品信息進行了解，滿足顧客對產(chǎn)品信息需求。

2.4 語音播報電路

為了能夠有效縮短顧客結賬所花費的時間，單片機多功能地磅在設計過程中，為電子秤系統(tǒng)設置了語音報價功能。在語音報價功能內(nèi)，通過 OTP 型一次編程芯片，對地磅內(nèi)數(shù)字信息及漢字信息進行儲存，同時將語言進行記錄。單片機在實際應用過程中，采取的是 P2 連接口，提前對語音芯片語音段落進行提前編寫。由于語音芯片所傳輸?shù)男盘栞^為微弱，在傳輸之后需要經(jīng)過放大處理，通過揚聲器將產(chǎn)品類別及銷售價格進行語音播報。

2.5 打印機控制電路

為了能夠，滿足顧客對于產(chǎn)品購物清單的選擇，多功能地磅就需要具有購物明細清單功能打印功能。多功能地磅打印機控制電路內(nèi)，采取的為并行接口微型針式打印機。打印機在實際運行過程中，按照顧客需求，對產(chǎn)品進行掃描。

3 系統(tǒng)抗干擾性及可靠性設計

3.1 硬件電路抗干擾性及可靠性設計

本文所分析的單片機多功能地磅芯片信號為 CS460c，在隊硬件電路抗干擾性能分析研究過程中，通過在 AD 模塊上面安裝屏蔽防護罩，對電子秤外部信號進行防止。與此同時，地磅電路系統(tǒng)電路板具有較高集合性，所以電路板質(zhì)量直接決定了電子秤硬件電路穩(wěn)定性能，電路板質(zhì)量也直接絕對了元器件結構。

3.2 系統(tǒng)軟件設計采取的措施

指令冗余化地磅在實際運行過程中，需要反復執(zhí)行有關指令，能夠有效對電子秤錯誤行為進行糾正。同時由于地磅數(shù)據(jù)采集效率較低，需要多次對數(shù)據(jù)進行采集，同時對數(shù)據(jù)進行濾波處理，按照輸出指令，反復執(zhí)行指令，提高地磅信號穩(wěn)定性能。

3.2.2 軟件看門狗技術

軟件看門狗主要就是對地磅程序運行實際性監(jiān)控，一旦發(fā)現(xiàn)地磅超過設定時間情況，程序需要強迫重新回到入口，保證地磅系統(tǒng)穩(wěn)定運行。

4 結論

現(xiàn)階段，地磅正在快速發(fā)展，降低電子秤成本、提高地磅精確度，已經(jīng)成為電子秤發(fā)展主要趨勢。地磅這種發(fā)展趨勢，對模擬信號處理器件要求不斷提高，降低信號處理器件成本，提高信號處理器件性能。筆者對單片機基礎的多功能地磅進行設計分析，主要目的希望能夠推動地磅數(shù)字化發(fā)展。