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基于24位ADC（模數(shù)轉(zhuǎn)換器）SDI5219的電子計價秤方案 1.產(chǎn)品介紹 計價稱采用現(xiàn)代傳感器技術(shù)、電子技術(shù)和計算機(jī)技術(shù)一體化的電子稱量裝置，才能滿足并且解決現(xiàn)實生活中提出的“快速、準(zhǔn)確、連續(xù)、自動”稱量要求，同時有效地消除人為誤差，使之更符合法制計量管理和工業(yè)生產(chǎn)控制的應(yīng)用要求。 目前發(fā)展趨勢是電子稱向小型化，模塊化，集成化，智能化，其技術(shù)性能趨向于速率高，準(zhǔn)確度高，穩(wěn)定性高，可靠性高等，其功能趨向是稱重計量的控制信息和非控制信息并重的智能化電子稱。 2.電子秤的結(jié)構(gòu)組成 
系統(tǒng)硬件設(shè)計部分 電子秤利用模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片將由壓力所產(chǎn)生電信號，通過放大轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，經(jīng)過一系列程序處理，得出物體的重量數(shù)據(jù)。如上圖所示：秤重物品經(jīng)由裝在機(jī)構(gòu)上的壓力傳感器，將重力轉(zhuǎn)換為電壓或電流的模擬差分信號；該信號經(jīng)適當(dāng)處理后（放大及濾波）后，由模數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC）將模擬差分信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，并送往微處理器（MCU）運算處理，而周邊所需要的功能及各種接口電路（如輸入鍵盤）也和MCU連接應(yīng)用，最后物體的重量數(shù)值由顯示屏幕（LED或LCD）以數(shù)字方式顯示。 3.本設(shè)計所用芯片介紹 目前市面上的計價秤、計數(shù)秤、計重秤所用的主控芯片有W79E825、SDI5210等，而模數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC）有SDI0819、SDI0809等，本設(shè)計采用的主控芯片是SDI5219。 SDI5219是內(nèi)部集成24位模數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC）、低成本低功耗8位增強(qiáng)型的80C51單片機(jī)，它有兩個16位定時器/計數(shù)器，10個中斷源2級優(yōu)先級，2路8位PWM輸出，4個大電流驅(qū)動IO口（外灌電流最大為25mA，吸入電流最大為30mA），IO口有四種工作模式，4T指令周期；它有512字節(jié)的RAM和超過100,000次燒寫壽命30KB的FLASH，以及雙通道24位高精度ADC和3通道8位低精度模數(shù)轉(zhuǎn)換器，它內(nèi)部RC震蕩頻率為9.8M，內(nèi)部看門狗時鐘為32KHz（經(jīng)過4分頻），也可接外部晶振，內(nèi)置ISP功能（SDA、SCL兩線燒錄）其工作電壓范圍也非常寬，為2.0V-5.5V。當(dāng)MCU核全速工作在9.8MHz時，其功耗小于1mA（關(guān)閉ADC等外設(shè)）。 各個模塊電路原理圖
電源部分 P1為外接電源，P2為電池。P1提供的電源經(jīng)過整流橋U8一部分給電池充電，一部分用于顯示充電指示燈。P2提供的電源要經(jīng)過7533穩(wěn)壓濾波才會輸出穩(wěn)定的3.3v直流電壓，VDD2給單片機(jī)，VDD3給液晶顯示供電。由于穩(wěn)壓芯片7533的電流不能太大，因此要分成兩部分供電。 R1為功率電阻，作用防止充電時電流過大。二極管防止電池的電壓高于整流橋U8的電壓時電流倒流。
SDI5219單片機(jī)接口示意圖 P3為傳感器接口，VCOM給傳感器供電，傳感器信號經(jīng)過AINN和AINP差分放大輸入到SDI5219，SDI5219內(nèi)部有著高精度24ADC，可將傳感器端的放大信號變?yōu)閿?shù)字信號。
顯示接口
蜂鳴器 顯示部分有三個窗口分別顯示重量、單價以及總額。由于SDI5219的IO口不夠，液晶顯示和蜂鳴器會與鍵盤接線復(fù)用。
鍵盤接口
電池電壓檢測 電池電壓檢測VDD_DETECT接SDI5219的AD通道，其最大只能是3.3V，根據(jù)電阻1:2的關(guān)系，故檢測的VDD最大只能是9.9V。 軟件程序流程圖
程序從上往下執(zhí)行。首先初始化系統(tǒng)變量、Flash數(shù)據(jù)和配置單片機(jī)IO口，然后開啟看門狗后進(jìn)入大循環(huán)，先喂狗，然后進(jìn)行按鍵處理。如果沒有按鍵按下，進(jìn)行濾波處理，濾波處理中主要處理來自外部中斷0的數(shù)據(jù)，讓數(shù)據(jù)更穩(wěn)定更平滑，濾波后的數(shù)據(jù)經(jīng)過重量處理轉(zhuǎn)換成重量，然后根據(jù)計算金額得到金額。 顯示處理模塊，顯示重量，單價，金額等信息。再是休眠模塊，單片機(jī)每次執(zhí)行到這里便會進(jìn)入休眠，通過外部中斷0喚醒。最后按鍵掃描，判斷是否有按鍵按下。然后又返回喂狗。 4.結(jié)束語 電子計價秤的技術(shù)仍在不斷發(fā)展，向高精度化、多功能化發(fā)展，隨著電子計價秤的發(fā)展，也將對模數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC）以及單片機(jī)提出新的要求。 SDI5219作為目前國內(nèi)少有的集成24位模數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC）的行業(yè)單片機(jī)芯片，除了應(yīng)用于計價秤之外，也可應(yīng)用于其它需要用到高精度AD的產(chǎn)品，如：溫控儀表、血壓計等等。 |
