基于HX711的高精度电子秤的设计

引言

电子秤，是人们日常生活中十分普遍而又必不可少的一种使用工具，主要用来在商品贸易时计量质量，其使用领域广泛，小至商品杂货店，大至工农业、医疗等领域。渗入到人民生活的方方面面，与传统机械秤相比，现代电子秤的发展趋向于小型化、智能化方向，且具有重量轻、成本低、速率快等优点，但仍存在一定的局限性，例如要求具有更高的抗干扰能力和更高的精度等。考虑到电子衡器的性价比、稳定度及精度，设计了一款集传感器技术、电子技术和网络技术于一体的多功能、小功耗、简单易用、速度快的高精度数字化电子秤。

1、基于HX711的高精度电子秤结构与原理

高精度电子秤以STC15W408S单片机作为主控部件，连接各个子模块，子模块主要包括电源模块、信号采集转换模块、LCD显示模块、键盘模块以及报警模块等，其系统原理图如图1所示。

图1  电子秤系统原理框图

电源模块用来给系统提供+5V直流稳定电压。当被测物体放置在秤盘上时，物体的压力传到桥式压敏电阻传感器，此时传感器因受力不均而产生形变，电阻阻值随之改变，并导致电桥失衡输出与被测物体的重量成正比的模拟电压信号，该模拟电压信号放大后经A/D转换芯片HX711转换成高精度的数字信号，并送到单片机进行储存和处理。当键盘模块有按键按下时，单片机会进行必要的判断和分析，并根据该按键的功能，进行去皮、称重、计算、显示、查询、报警等相应功能的实现。

2、系统硬件设计

电子秤的硬件电路由功能不同的各个模块组成，各个模块独立设计并检测，最终组合成一个整体并进行性能测试。

2.1、单片机控制模块

考虑价格、性能多方面要求，在信息控制和处理模块上，采用了STC15W408S单片机，不仅在设计上STC15W408S可以实现测量和控制要求，在性能上，其重量轻、体积小、功耗低，提高了电子秤的便携性。其引脚电路如图2所示。

图2  STC15W408S引脚电路图

STC15W408S是STC公司生产的一种低功耗、高性能8位微控制器，具有8K字节系统可编程Flash存储器，512字节RAM，42个I/O口线，内置5KBEEPROM，3个16位定时/计数器，并支持全双工串行通信、掉电唤醒、外部中断等。