基于单片机基础的多功能电子秤设计

本文在对以单片机基础的多功能电子秤设计分析研究过程中，以单片机作为研究核心，通过对多功能电子秤测重及测温等电路设计，对电子秤结构进行料及，有效提高电子秤抗干扰性能，提高测量精确度。

【关键词】单片机 多功能电子秤

人们生活水平在不断提高过程中，人们消费能力也在不断加强，物品称量作为人们在消费过程中经常涉及到的活动，这就需要不断提高电子称量系统智能化及精确化水平，所以设计出一种能够满足人们实际要求的电子秤，具有重要的现实意义。为了能够为人们提供更加精确称量信息，研究人员设计出了一种以单片机基础的多功能电子秤，该类别电子秤能够同时对10多种商品进行销售单价储存，在称量之后还能够显著产品重量及价格，甚至还能够显著称量时间及温度，顾客查看消费清单更加便捷，同时收银员也能够了解购物清单明细。

1 单片机基础的多功能电子秤总体设计思路

下位机在对称量传感器所传输的数值进行处理之后，需要将有关数值传输到温度传感器上面进行再次处理，最后将称量传感器与温度传感器所传输的数据转换到主控器上面，利用显示界面将完成顾客对于产品有关信息的要求。触摸屏控制芯片在实际运行过程中，主要是将不同按键所具有的信息转变为电压信号，然后上位机对信号进行处理，上位机在处理完毕之后需要将数值传输到主控器内，利用打印机将客户消费清单及产品基本信息打印，了解客户消费全部金额。与此同时，上位机在实际运行过程中，还可以与pc机通讯，在过载状态下进行报警。

2 单片机基础多功能电子秤电路设计

2.1 压力信号采集电路

压力信号采集电路主要由三部分构成，分别为称重传感器、高增益仪表放大器、转换器。称重传感器在实际应用过程中所传输的信号十分微弱，所以信号不能够直接利用AD转换，AD转换之前需要对称重传感器所传输的信号进行放大。AD转换器正常情况下，一共具有24位模数，完成芯片转换，应用最为新型转换技术，信号在输出过程中噪声数值较高，具有良好抗干扰性能，提高芯片增益。

称重传感器所输出的信号与压力信号之间呈现正比例关联，放大器需要将传感器输出的信号放大一倍，其次将噪声数值输入到仪表放大器内。转换器在数据输出过程中，采取三总线接口形式，单片机应用十分便捷。

2.2 触摸屏控制电路

触摸屏所应用的芯片为专用控制接口类别芯片，属于同步串行接口转换器，正常运行状态下功率大约为750uw，在静止状态下功率大约为0.5uw。所以，触摸屏芯片具有两种特性，分别为高速率及低功耗，在小型手持设备内广泛应用。

为了能够有效提高触摸屏位置信号传输精确性，触摸屏芯片内部基准电压主要由基准源所提供。触摸屏芯片主要由两种电路，分别为触摸中断输出信号电路与总线接口输入电路，所以能够直接与单片机相连接。触摸电压信号在转换过程中，最高数值超过4000位。

2.3 液晶显示电路

在电子秤上位机内，对人际交互界面液晶选择上，选择的是日本某生产企业所生产出来的液晶屏，液晶屏尺寸为5.6，但是由于该型号液晶屏控制难度较高，所以传统51单片机无法对液晶屏进行控制。所以，这就需要选择一个支持液晶屏所应用的控制接口板，单片机直接对接口板进行有效，提高液晶屏显示控制质量，缩短开发设计时间，降低设计人员在控制液晶驱动编程软件所花费的时间，同时单片机处理时间也能够大幅度缩短。顾客所应用的液晶屏尺寸64，属于点阵液晶显示器，能够直接将顾客消费金额及消费产品类别进行显示，保证顾客能够直接对产品信息进行了解，满足顾客对产品信息需求。

2.4 语音播报电路

为了能够有效缩短顾客结账所花费的时间，单片机多功能电子秤在设计过程中，为电子秤系统设置了语音报价功能。在语音报价功能内，通过OTP型一次编程芯片，对电子秤内数字信息及汉字信息进行储存，同时将语言进行记录。单片机在实际应用过程中，采取的是P2连接口，提前对语音芯片语音段落进行提前编写。由于语音芯片所传输的信号较为微弱，在传输之后需要经过放大处理，通过扬声器将产品类别及销售价格进行语音播报。

2.5 打印机控制电路

为了能够，满足顾客对于产品购物清单的选择，多功能电子秤就需要具有购物明细清单功能打印功能。多功能电子秤打印机控制电路内，采取的为并行接口微型针式打印机。打印机在实际运行过程中，按照顧客需求，对产品进行扫描。

3 系统抗干扰性及可靠性设计

3.1 硬件电路抗干扰性及可靠性设计

本文所分析的单片机多功能电子秤芯片信号为CS460c，在队硬件电路抗干扰性能分析研究过程中，通过在AD模块上面安装屏蔽防护罩，对电子秤外部信号进行防止。与此同时，电子秤电路系统电路板具有较高集合性，所以电路板质量直接决定了电子秤硬件电路稳定性能，电路板质量也直接绝对了元器件结构。

3.2 系统软件设计采取的措施

3.2.1 指令冗余化

电子秤在实际运行过程中，需要反复执行有关指令，能够有效对电子秤错误行为进行纠正。同时由于电子秤数据采集效率较低，需要多次对数据进行采集，同时对数据进行滤波处理，按照输出指令，反复执行指令，提高电子秤信号稳定性能。

3.2.2 软件看门狗技术

软件看门狗主要就是对电子秤程序运行实际性监控，一旦发现电子秤超过设定时间情况，程序需要强迫重新回到入口，保证电子秤系统稳定运行。

4 结论

现阶段，电子秤正在快速发展，降低电子秤成本、提高电子秤精确度，已经成为电子秤发展主要趋势。电子秤这种发展趋势，对模拟信号处理器件要求不断提高，降低信号处理器件成本，提高信号处理器件性能。笔者对单片机基础的多功能电子秤进行设计分析，主要目的希望能够推动电子秤数字化发展。

参考文献

[1]张争刚，熊刚.基于单片机的多功能电子秤设计[J].机械与电子，2016（11）：58-61.

[2]潘佑华，林盛鑫.基于51单片机的多功能电子秤设计研究[J].科技传播，2012（11）：188+153.

[3]于涛.基于单片机的多功能电子秤的设计[J].价值工程，2012（03）：136.

作者简介

谷汝楠（1995-），女，山东省聊城市人。大学本科学历。毕业于哈尔滨理工大学荣成校区，现有职称：在读。主要研究方向为电气工程及其自动化。

葛欣（1995-），女，山东省德州市人。大学本科学历。毕业于哈尔滨理工大学荣成校区，现有职称：在读。主要研究方向为电气工程及其自动化。

作者单位

哈尔滨理工大学荣成学院 山东省威海市荣成市 264300