针对电子秤精度较低以及需要联网的需求，本文以STM32F103C8T6 单片机为微控制器，设计了一种基于无线传输的电子秤系统，底层电子秤与接收终端使用 ＲFID 芯片 nＲF905 通信。论文对整个硬件平台的搭建以及各个部分硬件电路的设计以及软件的设计思路进行了阐述。本文设计的电子秤系统，具有精度高、数据无线传输的功能，具有一定的使用价值。

0.引  言

目前，台式电子秤使用已经相当普遍，但存在一定的局限: 体积大、成本高、精度较低、需要工频交流电源供电，应用场合也需提供保障配置。同时，随着零售业的发展，大中型超市以及超市中的商品种类也日趋繁多，此时仅是依靠传统的电子秤称重并由人工记录维护，效率较低，而且出错的几率也难以精确控制。因此，能够联网并自动传输数据的高精度新型电子秤，即呈现出广阔应用前景和一定的应用价值。

近年来，国内外研究者对无线传输的电子秤展开了探讨论述。张文莉基于 ZigBee 技术，设计了一种无线多秤盘高精度电子秤 ，该系统以STM32 为核心，采用多秤盘同时对多种商品进行称重，每个秤盘作为一个 ZigBee 节点。基于恒流源研创了一种远距离高精度的电子秤 。则开发了一种基于手机 WiFi 热点的电子秤自动化质监系统，系统采用 HLK－ＲM04 为无线芯片，从电子秤串口获得数据，通过手机 WiFi 发送到手机实现监测。

综合前述过程设计成果，本文则拟将基于 ＲFID 射频识别芯片 nＲF905，采用低功耗单片机 STM32F103C8T6 为核心24 位串行 AD 芯片 CS5460C 为数据采集单元，研究提出了基于无线传输的电子地磅系统，实现超市电子秤智能化，而且也提高了电子秤数据采集传输的效率。

1.系统总体方案

基于无线传输的电子秤系统在整体上涉及了多个电子秤终端以及数据汇聚终端这 2 大内置功能部分。其中，电子秤终端由STM32F103C8T6 单片机、nＲF905 无线传输模块、称重传感器及调理电路以及人机接口电路组成，主要完成商品称重及数据传输; 数据汇聚终端由 nＲF905 无线接收模块和监控计算机组成，用于设计接收各个电子秤节点的称重数据信息，并对数据定制执行规范处理。各个电子秤节点通过 nＲF905 发送相应信息到数据汇聚终端，数据汇聚终端根据不同节点信息，进行分类统计和数据处理。系统硬件架构如图 1 所示。

2.系统硬件电路设计

电子秤节点包括单片机最小系统电路、电源电路、传感器信号调理电路、AD 转换接口电路、nＲF905 无线发射电路以及人机接口电路。在此，将针对设计中的重点电路给出如下研究论述。

2.1单片机最小系统

单片机最小系统中所采用的微控制器是 STM32F103C8T6。这是一款 STM32 系列增强型的 32 位单片机，具有丰富的外设配置和优良的可靠性。单片机最小系统电路原理可如图 2 所示。图 2 中，时钟电路的外部晶振采用 8MHz 的无源晶振，电容采用了 20 pf 的瓷片电容。系统复位电路采用手动和上电复位两种，便于实验调试。

2．2 电源电路

本系统电源需要输出 5 V 和 3．3 V 电压。其中，AVCC 是

供给 AD 转换芯片 CS5460C 的模拟电压，VDD3． 3 是数字电源。系统并未设计单独的模拟电源和数字电源，而是通过磁环和 0 欧电阻吸收数字系统的噪声得到模拟电源。电源电路如图 3 所示。图 3 中，+ 5 V 电源接低功耗电压调节器SPX1117－3．3，得到 3．3 V 模拟电源，通过磁环和 0 欧电阻得到 3．3 V 数字电源。

2．3 传感器信号调理电路

传感器信号调理电路由电阻式桥式电路、信号放大电路及低通滤波电路组成，信号调理电路的输出为 IN+和 IN－，电路设计的结果展现如图4 所示。

称重传感器采用电阻应变片式传感器，通过桥式电路输出与商品重量成正比的直流电压信号，由于直流电压信号比较微弱，而且含有交流成分，因此需要设计信号放大电路和低通滤波器进行信号调理。

信号放大电路和低通滤波器由 U5、Ｒ11、Ｒ13、Ｒ14、C11、 C12 等元件组成。电压放大倍数为:

2．4  AD 转换电路

系统 AD 转换器采用 24 位串行 AD 转换器 CS5460C。CS5460C 具有稳定性好，精度高的特点，电路原理则如图 5 所示。

其中，VCC 电源 5 V 经过 10 K 电阻分压到 0．84 V，接到CS5460C 的参考电压端 Vrefin。信号调理电路输出的 IN+和IN－接到 AD 转换器的 9脚和 10 脚。C1、C5、C6 为滤波电容。电路采用 4．096MHz 的晶振提供系统主时钟。

CS5460C 与单片机 STM32F103C8T6 通过串行接口进行通信。/CS 是片选控制输入线，低电平有效; SDI 为串行数据输入线，SDO 为串行数据输出线，SCLK 为串行时钟输入线，用于控制 CS5460C 与单片机之间数据传输同步。

2．5  nＲF905 无线发射电路

电子秤节点与数据汇聚终端在实现上是基于 ＲFID 无线传输的 nＲF905 芯片，其工作电源电压为 3．3 V，通过 SPI 的接口方式能够直接对其进行编程配置。nＲF905 应用电路如图6所示。

3.系统软件设计

系统采用了 C 语言编程。分析后可知，软件研究的重点主要是围绕着压力传感器对不同物品重量检测的函数算法模型开发和无线传输程序设计。系统首先对单片机的串口、中断和显示模块进行初始化，并不断对单片机的各模块接口电路的 I /O 口循环展开检测，每当检测到压力传感器有测量信息时，就将测量到的数据引入功能特征处理，并在显示函数和ＲFID 无线传输函数中进行再次计算，然后再分有线和无线两种途径提供效果显示。主程序研发流程即如图 7 所示。

4.系统测试

调试过程中，用 1 组 20 g 的砝码代替不同的重物来研究生成设计测试。准备就绪后，分别向称台上放上数目不同的砝码，读取称量值，并记录下来。测量都会存在误差，测量结果如表 1所示。由表 1 测量数据可知，系统最大相对误差小于 0．4%。

5.结束语

本文将 STM32F103C8T6 单片机、nＲF905 无线发射模块、AD 转换器 CS5460C 通过功能集成融合，并配置有软件主题流程开发，最终设计得到了一种高精度无线传输的电子秤系统，实现超市电子秤智能化，具有一定的推广价值。