簡(jiǎn)易電子秤操作簡(jiǎn)單，價(jià)格低，生活隨處可見(jiàn)。主要有以下功能：該電子秤稱(chēng)重范圍為5g～1000g，當重量小于50g時(shí)，要求稱(chēng)重誤差小于0.5g；當重量在50g及以上，稱(chēng)重誤差可以放寬到小于1g。電子秤可以設置單價(jià)（元/克），可計算物品金額并實(shí)現金額累加；電子秤具有去皮功能，去皮范圍不超過(guò)100g；其他報警，顯示，設置，校準等基本功能。整個(gè)系統功能齊全、使用方便、結構簡(jiǎn)單。

一、系統整體設計如下：

系統分為三部分，第一部分單片機控制模塊；第二部分是人機交互模塊；第三部分是數據采集模塊。下面詳細介紹各個(gè)模塊實(shí)現。

1.單片機控制模塊。系統沒(méi)有使用簡(jiǎn)單的 51 單片機而采用了低功率模式的 430 單片機。MSP430 系列單片機目前市場(chǎng)上最常用的、16 位超低功耗、具有精簡(jiǎn)指令集的混合信號處理器（Mixed Signal Processor）。其超低功耗、片內資源豐富、運算速度快、方便高效的開(kāi)發(fā)環(huán)境。單片機負責對采集數據進(jìn)行整理，計算，并顯示。在數據采集處理階段，系統對每一次數據采集 30 個(gè)樣本先去除最大 5 個(gè)值，最小 5 個(gè)值，然后對剩下的 20 個(gè)有效數據進(jìn)行均值濾波處理。公式如下：

數據采集后，需要挑選最大的 5 個(gè)數據，最小的 5 個(gè)數據。然后在總數的基礎上減去這 10 個(gè)數據。這樣做為了防止有干擾（機械干擾和電磁干擾）。在剩余 20 個(gè)有效數據在進(jìn)行均值濾波。實(shí)踐證明這樣能極大提高系統的穩定性和精確度。

2.數據采集模塊。數據采集模塊，對整個(gè)系統尤為重要，是這個(gè)系統的基礎。430 本身的 AD 轉換器精度不足以達到系統的精度。430 的內部 AD 只有 12 位，那么精度只能到：

這個(gè)在稱(chēng)重范圍小時(shí)，會(huì )引起很大誤差。目前，市場(chǎng)上用的比較多的是 24 位芯片，我們最終采用了電子稱(chēng)專(zhuān)業(yè)高精度 24 位 AD 轉換芯片 HX711。HX711 與其它同類(lèi)型芯片相比，該芯片集成了基本所需要的外圍電路，具有抗干擾性強、集成度高、響應速度快的優(yōu)點(diǎn)。

因為 HX711 的高集成度，這樣提高了政系統的可靠性以及稱(chēng)重性能。該芯片外圍電路簡(jiǎn)單，編程也不復雜。內部的穩壓電源可以直接向 AD 轉換器供電，不需要其它單獨模擬電源。

3. 人機交互模塊。由一個(gè) 4×4 的矩陣鍵盤(pán)作為輸入， LCD 液晶顯示作為輸出，蜂鳴報警模塊配合提示使用。LCD主要顯示稱(chēng)重結果和一些提示信息。蜂鳴報警器在稱(chēng)重超過(guò) 500g 時(shí)，發(fā)出聲音提示，避免使用者長(cháng)期把超重物體放在稱(chēng)上，導致應變片的變形損壞。矩陣鍵盤(pán)用于用戶(hù)輸入和控制。

整個(gè)交互操作簡(jiǎn)單，流程簡(jiǎn)易。

首先，用戶(hù)選擇是否去皮功能，如果去皮則將皮重進(jìn)行稱(chēng)重。此時(shí)系統存儲皮重。然后放入需要稱(chēng)重的物體，輸入物體單價(jià)。系統給出去皮之后的重量和總價(jià)。如果選擇不去皮，則直接稱(chēng)重并輸入單價(jià)，系統界面給出物品總重量和總價(jià)格。

4. 電阻應變片。電阻應變片的安裝很重要，稍微不注意，會(huì )導致數據采集的靈敏度不夠，引起電子秤的精度達不到要求。

電阻應變片的測量原理為：簡(jiǎn)單地說(shuō)，金屬受力會(huì )變形，采取特殊金屬可以使得金屬變形時(shí)，電阻產(chǎn)生較大變化。系統根據電阻變化引起的電壓或者電流變化而可以推出引起變化的外力大小，從而實(shí)現稱(chēng)重。

從以上基本原理中可以看出，首先要保證應變片與被測物體共同產(chǎn)生足夠大的變形，并且系統要能識別出足夠小的變形，數據采集后對小變形也能保證足夠的精度，才能保證整個(gè)系統精度。因此應變片的承載桿應該在貼片處打孔，壁越薄則靈敏度越好；因此，應變片粘貼的基本原則是要保證電阻應變片本身的電阻值的穩定，才能得到準確的應變測量結果。所以應變片本身的質(zhì)量和人工粘貼質(zhì)量的好壞對測量結果和精度影響很大。

二、測試結果

結束語(yǔ)

該系統經(jīng)過(guò)調試，測試，2016 年江蘇省大學(xué)生電子競賽榮獲一等獎。該系統稱(chēng)重反應快，校準方便簡(jiǎn)單，精度在 0.5g 以?xún)?，人機界面友好，操作簡(jiǎn)單。