本文設計實(shí)現了一種基于STM32的測 量性能好、信息集成度高的電子秤自動(dòng)計量系統， 闡述了系統的工作原理，并簡(jiǎn)要描述了系統的軟、 硬件設計方法。借助STM32豐富的內置功能模塊， 減少了外部電路設計，降低了硬件復雜程度，系統 利用STM32內置AD轉換模塊完成輸入信號的實(shí) 時(shí)模數轉換，并利用STM32優(yōu)秀的標準通信接口 實(shí)現串口數據傳輸，上位機控制軟件顯示并記錄測 量數據。使用結果表明，該系統對重量數據信息的 采集準確度高、可靠性好、集成度高，且具有良好 的人機交互。

在現代工業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)中，對生產(chǎn)效率提升 的持續需求，使得生產(chǎn)環(huán)境的自動(dòng)化程度越來(lái) 越高，其中，對重量的計量作為工業(yè)原料進(jìn)入 生產(chǎn)的入口環(huán)節，制約著(zhù)后續工作效率的提高。

準確度高、抗干擾能力強、集成度高、接口齊全、

使用方便并具備信息化接口等都成為了工業(yè)生 產(chǎn)中選購一款電子秤主要考慮因素。本文描述 了一種基于STM32的可適用于工業(yè)和實(shí)驗室環(huán) 境的高集成度電子秤自動(dòng)計量系統的設計過(guò)程。

1.系統組成及其工作原理

系統主要由前端計算機控制平臺、數據采 集模塊、數據通信模塊組成。首先，數據采集 模塊將物品重量信息轉化為數字量，通過(guò)通信 模塊傳輸給控制計算機，前端控制計算機對數 據進(jìn)行顯示，建立信息記錄數據庫。

2.系統設計

2.1下位機設計

2.1.1系統硬件設計 (1 ) STM32 簡(jiǎn)介

系統采用意法半導體公司的STM32F103處理器，該器件內 核使用ARM公司先進(jìn)的“Cortex-M3”內核，ljxs的雙12位 ADC, 4兆位/秒的UART，18MHz的I/O翻轉速度，全工作狀 態(tài)下，主頻72MHz時(shí)消耗36mA，待機時(shí)降至2jjlA，集成復位 電路、低電壓檢測、調壓器、精確的RC振蕩器等，簡(jiǎn)單的結構 和易用的工具，工作溫度范圍為-40° C ~ 105° C,滿(mǎn)足各種 工業(yè)環(huán)境要求。

(2)電路抗干擾能力設計

在該系統電路中，模擬信號和數字信號共存，數字信號相 對于模擬信號抗干容能力更強，它也是后者的噪聲源之一，在此， 需要對硬件系統中的模擬電路模塊和數字電路模塊進(jìn)行隔離和 去耦設計。該系統采用5v供電輸入，通過(guò)SPX1117線(xiàn)性穩壓模 塊轉化為3.3v。其中，在5v電源輸入端加入10uf的電容去稱(chēng)， 并在每對VDD與VSS引腳靠近處分別放置lOOnf的高頻瓷介 質(zhì)電容。模擬電路（包括ADC模塊、可編程電壓檢測器，PLL 等）供電電壓VDDA與VDD間的壓差不超過(guò)300mv，VDDA 與VDD同時(shí)供電。

(3 )數據采集模塊設計

電子秤設計中的關(guān)鍵點(diǎn)是A/D轉換，該系統采用STM32 內置ADC模塊，該模塊為12位逐次逼近型AD轉換器，共有 18個(gè)采集通道，包括16個(gè)外部和2個(gè)內部通道。各通道均可按 單次、連續、掃描或間斷等多種模式執行。AD轉換結果以左對 齊或右對齊可選方式存儲在16位的數據寄存器中。電路設計見(jiàn) 圖1。

2.1.2軟件設計 

下位機軟件流程圖見(jiàn)，

系統上電后，首先完成主控芯片STM32外設的初始化，包 括串口的初始化及AD模塊的初始化工作等。之后打開(kāi)串口接 收中斷，開(kāi)始監測控制指令，當檢測到校準指令后，系統開(kāi)始 對電子秤平臺進(jìn)行0偏校準，作為稱(chēng)量值的補償參數。同時(shí)， 系統進(jìn)入主循環(huán)流程，開(kāi)啟AD采樣，當檢測到稱(chēng)重請求后，讀取轉換后的測量值，并通過(guò)串口發(fā)送給上位機控制平臺。

2.2上位機軟件設計

電子秤自動(dòng)計量系統控制平臺作為系統主控平臺，負責計 量系統的環(huán)境設置、指令控制、數據記錄及數據顯示。其中測 量環(huán)境設置完成測量時(shí)間、地點(diǎn)、產(chǎn)品編號等環(huán)境參數的設置， 以此作為數據檢索的主鍵值；設備校準模塊發(fā)送校準指令，接 收補償參數值，并存儲；數據顯示模塊實(shí)時(shí)顯示測量值、數據 記錄模塊將采集到的測量值記錄到數據庫。

3.驗證節

根據上述方法，本節設計完成了一種基于stm32F103的電 子秤自動(dòng)計量系統并應用于工業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)計量過(guò)程中，效果圖 見(jiàn)圖4。

4.結語(yǔ)

本文提出了一種基于STM32的電子秤自動(dòng)計量系統設計方 法。該方法準確度高、抗干擾能力強、集成度高、接口齊全、 使用方便并具備信息化接口等。實(shí)踐表明該方法適用于復雜工 業(yè)環(huán)境下的工作需求，為工業(yè)生產(chǎn)及產(chǎn)品計量過(guò)程帶來(lái)了極大 的便利。