本设计以24位A/D转换芯片HX710A和单片机SH79F165为核心，结合压力传感器、串行LED控制模块TM1628等设计了一款高精度电子秤，具备电路简单、成本低、稳定性好、操作方便的特点。
电子秤是集现代传感器技术、电子技术和计算机技术于 一体的电子称量装置，具有称量快速、显示直观、精度高、 操作简单、多功能等优点，比传统的机械秤更符合法制计量 管理和工业生产过程控制的要求。本文以24位A/D转换芯 片HX710A和中颖单片机SH79F165为核心，结合电阻应变 式压力传感器设计了一款高精度、低成本的便携式电子秤。
1.系统设计及原理
当被测物体放在秤盘上时，在重力作用下将压力传送给 称重传感器，该传感器的桥式电阻因受力而发生形变，其阻 值随之发生变化，导致电桥失衡输出信号，经过信号调理 电路形成稳定的、与质量成比例的差分电压信号，通过A/D 转换器HX710A将模拟电压信号转换为高精度的数字信号， 经过单片机相应处理后在LED上显示当前物体的重量。根 据实际需求系统配置了键盘、串口转换及声光报警等模块， 系统结构如图1所示。
2.硬件电路设计
器件选择上必须满足系统对精度的要求，本设计选用了 高灵敏度的称重传感器CL611和专为高精度电子秤设计的 A/D转换芯片HX710A,同时在信号调理电路中增强抗干扰 功能，保障系统的稳定性。
2.1高精度A/D转换
本文设计的电子秤内分度为1g,最大称重为15kg, 分度数为15000,因此A/D转换芯片的位数至少为14 (214=16384>15000)。考虑到设计精度要求及噪声等因素 的影响，一般要求A/D转换精度为设计要求的10倍以上, 所以A/D转换器至少为18位（218=262144>15000X10)。
本设计采用了一款具有海芯科技集成电路专利技术，专 为高精度电子秤设计的24位A/D转换芯片HX710A。由于 采用串行设计，只需2个I/O 口即可实现所有控制功能。与 同类型的芯片相比，该芯片具有集成度高、响应速度快、抗 干扰性强、成本低等优点，保障系统的可靠性。
输入低噪声放大器的增益为128,当参考电压为5V时， 对应的满额度差分输入信号幅值为±20mV。芯片内集成时 钟振荡器和温度传感器，系统温度可直接读出用于温度补 偿。同时具备上电自动复位功能，简化了初始化过程。
在传感器输出信号与A/D转换之间增加滤波电路，提 高系统抗干扰能力。单片机P2.2管脚为A/D发送数据提供 时钟信号，转换后的串行数据通过P1.5管脚传输到单片机， 电路如图2所示。
2.2称重传感器
为满足设计要求及电子秤行业标准，称重传感器选用 深圳尔达盛传感科技公司专为电子秤或工业过程测力控制 而设计的CL611，该传感器额定载荷为2?15kg,灵敏 度1.0±10%(mV/V),非线性、滞后及重复度均为0.05%F. S,零点温度影响0.2%F.S/10°C,灵敏度温度影响0.3%F. S/10°C,安全过载范围150%F.Sn],同时具备零位及满度温 度补偿、长期稳定性好，符合设计要求。
该传感器的激励电压为5?10VDC,为满足A/D转换 精度的要求，传感器电源使用系统统一电压VCC,输出信 号直接接到信号调理电路，如图2中LOAD CELL处。
2.3单片机
为提高电子秤的便携性，同时降低生产成本，本设计 采用了中颖SH79F165作为主控IMCU,它是一款高速高效 率8051兼容单片机' 28针贴片封装，占用空间小，在 同样振荡频率下，比传统8051系列芯片具有更快的运行速 度,性能更优越。内建资源丰富：16KB Flash ROM,256B RAM, 20位A/D (可用于电压检测），无需额外扩展即可 满足复杂程序设计，512B EEPR0M则可用于保存设置、标 定参数等。具备两种低功耗工作模式，可有效提高电子秤的 待机时间，增强便携性。
根据实际需求设计了电压检测、按键、程序下载接口、 充电控制等功能，主控电路如图3所示。
2.4 LED 显示为简化电路设计，数据显示采用深圳天微的串行LED 驱动芯片TM1628。该芯片支持多种显示模式（10段X7 位?13段X4位），8级亮度调节，串行接口控制，只 需4个管脚即可控制2片TM1628实现主界面、客户界面 的显示及报警提示功能。该芯片具有很强的可编程性，控制灵活，电路设计简单，主界面控制电路如图4所示，图 中SEG1~8用于七段数码管显示，GRID1~6用于6位数字 显示，GRID7及SEG2~7用于电压强度显示，SEG9/10及 GRID5?7用于报警提示。
3.软件设计
软件开发平台为KeiluVision4,采用C语言模块化、结构化设计，便于程序阅读与调试，同时增强系统可靠性。 根据设计要求，程序分为初始化、A/D转换、LED显示、按 键中断处理（标定/清零/参数设置）、报警处理、电压检 测等模块。程序流程如图5所示。
主程序如下：
#include “allHeaderFi丨e.h” void main(void)
initSystem(); //初始化系统 while(1)
{
readADC(); // 读 AD 数据 ledDisp丨ay(); //数据显示
alertProcessO; // 报警处理 voltageCheckO; //电压检测及处理
}
4.系统测试
根据国家标准JJG555-1996《非自动秤通用检定规 程》和JJG-97《数字指示秤检定规程》要求，使用M1级 砝码对本系统进行测试。15kg电子秤III级要求，检定 分度值e=5g时，称重0?2500g内许可偏差±2.5g,测试结果见表1,表明该电子秤的各项性能指标均优于 国家标准规定的三级秤要求，满足设计要求。
5.结束语
本文以24位A/D转换芯片HX710A和单片机 SH79H65为核心，设计了一种高精度电子秤，完成了软/ 硬件设计，具备成本低、稳定性强、电路简单、便携性好等 优点，在实际应用中得到用户的一致认可。
