基于單片機基礎的多功能電子秤設計

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

【關鍵詞】單片機 多功能電子秤

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常涉及到的活動，這就需要不斷提高電子稱量系統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電子秤，具有重要的現實意義。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電子秤，該類別電子秤能夠同時對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電子秤總體設計思路

下位機在對稱量傳感器所傳輸的數值進行處理之后，需要將有關數值傳輸到溫度傳感器上面進行再次處理，最后將稱量傳感器與溫度傳感器所傳輸的數據轉換到主控器上面，利用顯示界面將完成顧客對于產品有關信息的要求。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為電壓信號，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值傳輸到主控器內，利用打印機將客戶消費清單及產品基本信息打印，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，在過載狀態下進行報警。

2 單片機基礎多功能電子秤電路設計

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的信號十分微弱，所以信號不能夠直接利用AD轉換，AD轉換之前需要對稱重傳感器所傳輸的信號進行放大。AD轉換器正常情況下，一共具有24位模數，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正比例關聯，放大器需要將傳感器輸出的信號放大一倍，其次將噪聲數值輸入到儀表放大器內。轉換器在數據輸出過程中，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，正常運行狀態下功率大約為750uw，在靜止狀態下功率大約為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，最高數值超過4000位。

2.3 液晶顯示電路

在電子秤上位機內，對人際交互界面液晶選擇上，選擇的是日本某生產企業所生產出來的液晶屏，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量，縮短開發設計時間，降低設計人員在控制液晶驅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品類別進行顯示，保證顧客能夠直接對產品信息進行了解，滿足顧客對產品信息需求。

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，單片機多功能電子秤在設計過程中，為電子秤系統設置了語音報價功能。在語音報價功能內，通過OTP型一次編程芯片，對電子秤內數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的信號較為微弱，在傳輸之后需要經過放大處理，通過揚聲器將產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，滿足顧客對于產品購物清單的選擇，多功能電子秤就需要具有購物明細清單功能打印功能。多功能電子秤打印機控制電路內，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，對產品進行掃描。

3 系統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電子秤芯片信號為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，電子秤電路系統電路板具有較高集合性，所以電路板質量直接決定了電子秤硬件電路穩定性能，電路板質量也直接絕對了元器件結構。

3.2 系統軟件設計采取的措施

3.2.1 指令冗余化

電子秤在實際運行過程中，需要反復執行有關指令，能夠有效對電子秤錯誤行為進行糾正。同時由于電子秤數據采集效率較低，需要多次對數據進行采集，同時對數據進行濾波處理，按照輸出指令，反復執行指令，提高電子秤信號穩定性能。

3.2.2 軟件看門狗技術

軟件看門狗主要就是對電子秤程序運行實際性監控，一旦發現電子秤超過設定時間情況，程序需要強迫重新回到入口，保證電子秤系統穩定運行。

4 結論

現階段，電子秤正在快速發展，降低電子秤成本、提高電子秤精確度，已經成為電子秤發展主要趨勢。電子秤這種發展趨勢，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電子秤進行設計分析，主要目的希望能夠推動電子秤數字化發展。

參考文獻

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[2]潘佑華，林盛鑫.基于51單片機的多功能電子秤設計研究[J].科技傳播，2012（11）：188+153.

[3]于濤.基于單片機的多功能電子秤的設計[J].價值工程，2012（03）：136.

作者簡介

谷汝楠（1995-），女，山東省聊城市人。大學本科學歷。畢業于哈爾濱理工大學榮成校區，現有職稱：在讀。主要研究方向為電氣工程及其自動化。

葛欣（1995-），女，山東省德州市人。大學本科學歷。畢業于哈爾濱理工大學榮成校區，現有職稱：在讀。主要研究方向為電氣工程及其自動化。

作者單位

哈爾濱理工大學榮成學院 山東省威海市榮成市 264300