基于LM3S811的智能電子秤設計

黎萬平

摘 要：該文介紹了以單片機LM3S811為控制核心的智能電子秤設計，該電子秤可以實現基本的稱重（稱重范圍為0～2.999 kg，重量誤差優于±5%）、顯示購物清單的功能，并能對液態商品具有去皮功能，還具有超量程和欠量程的報警功能。該系統設計結構簡單、使用方便、功能齊全，精度高，具有一定的開發價值。

關鍵詞：LM3S811 電子秤 設計

中圖分類號：TP391 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2017）01（c）-0100-02

隨著時代科技的迅猛發展，微電子學和計算機等現代電子技術的成就給傳統的電子測量與儀器帶來了巨大的沖擊和革命性的影響。常規的測試儀器儀表和控制裝置被更先進的智能儀器所取代，使得傳統的電子測量儀器在遠離、功能、精度及自動化水平等方面發生了巨大變化，并相應的出現了各種各樣的智能儀器控制系統，使得科學實驗和應用工程的自動化程度得以顯著提高。

該次設計以LM3S811單片機為控制核心，采用C語言進行軟件設計，硬件則以全橋傳感器為主，測量3 kg的電子稱，隨時可調節測量值，還采用INAL122兩級運放，在性價比上大大降低，并能把被測值準確地在LED顯示器上顯示出來。

1 硬件電路設計

1.1 總體框圖設計

硬件部分包括最小系統部分、數據采集部分、人機交互界面和系統電源4大部分。最小系統部分主要包括單片機內部的A/D轉換器；數據采集部分由壓力傳感器、信號的前期處理和A/D轉換部分組成，包括半橋測量、精密儀表放大器INA122和單片機控制的A/D采樣；人機界面部分為鍵盤輸入、LCD，可以直觀地顯示重量的具體數字以及方便地輸入數據，使用方便；系統電源是用2節干電池3 V提供。系統總體框圖見圖1。

1.2 單元電路設計

（1）前級放大電路。

INA122是一個兩級運放的精密儀表放大器，具有單電源供電、功耗低、精度高、噪聲低和輸入偏置電流低等特點。僅需調整一個電阻Rg，就能方便地調整放大器的增益。由于整個電路對稱，調整時不會造成共模抑制比的降低。放大電路原理圖見圖2。

（2）電子秤檢測原理圖。

電子秤硬件電路主要由TL431穩壓電路、半橋測量電路、放大電路、外接3個電阻構成，放大電路6腳接單片機的A/D采樣。電路圖如圖3所示。

2 系統軟件設計

系統的主程序流程框圖如圖4所示。

3 測試方法與儀表

3.1 測試方法

（1）電子稱放平，用萬用表電壓檔紅表筆接儀表放大器的輸出端黑表筆接地，測出秤盤上沒有重物到添加重物、依次增加重物的重量所顯示的數據，沒有放重物時所顯示的數據就是該系統的誤差。

（2）設置單價，當物件重量變化時，讀取相應的金額。

（3）使用累計功能，讀取總金額。

（4）使用匯總功能。

3.2 測試數據及測試結果分析

（1）測試數據。

按照操作方法，對 500～3 000 g的鹽進行測試，從小到大，然后從大到小，共測量7個來回，共14次。

（2）測試結果與及分析。

重量測試結果與誤差分析見表1。

4 結語

該設計電路結構簡單、精度較高，實際所測的誤差達到1%，能對液態商品進行去皮操作以及超重報警功能，具有一定的研發價值。

參考文獻

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