导言
电子秤，是人们日常日子中非常遍及而又必不可少的一种运用东西，首要用来在产品交易时计量质量，其运用范畴广泛，小至产品杂货店，大至工农业、医疗等范畴。进入到人民日子的方方面面，与传统机械秤比较，现代电子秤的开展趋向于小型化、智能化方向，且具有分量轻、本钱低、速率快等长处，但仍存在必定的局限性，例如要求具有更高的抗干扰才能和更高的精度等。考虑到电子衡器的性价比、安稳度及精度，规划了一款集传感器技能、电子技能和网络技能于一体的多功用、小功耗、简略易用、速度快的高精度数字化电子秤。
1、依据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，衔接各个子模块，子模块首要包含电源模块、信号收集转化模块、LCD显现模块、键盘模块以及报警模块等，其体系原理图如图1所示。
图1 电子秤体系原理框图
电源模块用来给体系供给+5V直流安稳电压。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，此刻传感器因受力不均而发生形变，电阻阻值随之改动，并导致电桥失衡输出与被测物体的分量成正比的模仿电压信号，该模仿电压信号扩大后经A/D转化芯片HX711转化成高精度的数字信号，并送到单片机进行贮存和处理。当键盘模块有按键按下时，单片时机进行必要的判别和剖析，并依据该按键的功用，进行去皮、称重、核算、显现、查询、报警等相应功用的完结。
2、体系硬件规划
电子秤的硬件电路由功用不同的各个模块组成，各个模块独立规划并检测，终究组合成一个全体并进行功用测验。
2.1、单片机操控模块
考虑价格、功用多方面要求，在信息操控和处理模块上，选用了STC15W408S单片机，不仅在规划上STC15W408S可以完结丈量和操控要求，在功用上，其分量轻、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公司出产的一种低功耗、高功用8位微操控器，具有8K字节体系可编程Flash存储器，512字节RAM，42个I/O口线，内置5KBEEPROM，3个16位守时/计数器，并支撑全双工串行通讯、掉电唤醒、外部中止等。
单片机STC15W408S的P1.0、P1.1端口用于与高精度A/D转化芯片HX711管脚的SCK、DOUT衔接，接纳数字信号;P1.5端口用于报警提示，与蜂鸣器电路相连;P0端口用于与液晶LCD1602传输信号。
2.2、称重传感器
称重传感器是一种能感受压力并将感遭到的压力信号转化成与被测物体分量成份额的可用于输出信号的传感器，作为电子秤的要害组成部件之一，称重传感器的挑选非常重要，其功用的好与坏，极大程度上决议了电子秤丈量数据的可靠性和精确度。
称重传感器的作业原理如图3所示。
图3 称重传感器电路
图3中，惠斯登电桥输出电压为：
为完结电子秤规划的高精度，高安稳性要求，在很多的称重传感器中，本产品规划选用了BF350称重传感器，其活络系数为2.00-2.20，精度等级为0.02级，应变极限为2.0%，且功耗低、易于散热、张贴简略，焊接便利，并可消除温度改变和细小动摇带来的影响，完结高安稳性的静态丈量。
2.3、A/D转化芯片
为到达本规划的高精度和高安稳性要求，体系选用片内集成稳压电源、时钟振荡器等电路的高集成度24位A/D转化芯HX711，其编程简略、呼应速度快，运用时无需外接元件，并具有上电主动复位功用。称重传感器输出的模仿电压信号经过挑选A或B通道传输到HX711，其间A通道的可编程增益为128或64，B通道则为固定的32增益。HX711与后端的单片机接口电路简略，只需DOUT、SCK接入单片机的I/O口上，就可以进行信号传输。BF350称重传感器、HX711芯片与单片机间接口电路如图4所示。
图4 BF350称重传感器、HX711芯片与单片机间接口电路
2.4、液晶显现模块
在单片机体系中，LCD1602是一种专门用来显现字母、数字、符号等的点阵型液晶模块，作业在4.5~5.0V电压环境下，可显现2行共32个字符，其功耗低、功用安稳、运用简略，其管脚分为操控端口、数据端口、调整端口和电源端，其间调整端口需外接10K电位器，经过电位器可以调理字符显现亮度。LCD1602与单片机接口电路如图5所示。
图5 LCD1602与单片机接口电路
2.5、超重报警电路
电子秤作为一种计量东西，有必定的量程规模，当被测物体分量超出量程规模时，内置称重传感器将遭到损坏。在充分考虑实用性和性价比的前提下，设置了超重报警电路。超重报警电路如图6所示。体系规划中，其内分度为0.1g，最大称重为20kg，分度数为200000。当被测物体分量超出量程规模时，STC15W408S的P1.5端口发生低电平，加在PNP型的三极管9013基极上，此刻三极管导通，电路驱动蜂鸣器，发生报警声;当被测物体分量在量程规模内，STC15W408S的P1.5端口发生高电平，加在三极管9013基极上，此刻三极管截止，电路不作业，蜂鸣器不会宣布报警声。
图6 超重报警电路
3、体系软件规划
主程序首要用来进行体系初始化，一致管理和调用各个子程序，使体系运转有条有理。子程序则包含数据收集程序、A/D转化程序、按键功用程序、LCD显现程序和报警程序，各个子程序分工清晰，一致和谐，完本钱规划一系列功用规划，完结去皮、称重、核算、显现、查询、报警等功用。
图7 软件规划流程图
4、体系功用测验
表1为部分实测数据，测验与数据剖析标明，此电子秤体系相对误差小于等于0.4%，其精确度较高，安稳性杰出。
表1体系丈量值
5、结语
跟着科技的不断创新与开展，电子衡器向小型化、模块化、全体化、集成化方向开展，技能功用趋向于高速率、高精度、高安稳性方向开展，在这样的开展趋势下，此规划完结的电子秤在技能功用上、运用上都满意了各行业关于现代电子衡器的需求，而且模块化的规划使得本产品具有通用性、灵活性和安稳性，稍加修正和扩展，可以具有更广泛的推行和使用价值，使电子秤的全体化水平得到更好的开展。
