基于ADS1230的高精度智能电子秤的设计。

由于中小型企业通常使用手写记录工资，这不仅增加了工作量，而且导致工资计算错误。针对上述问题，我们设计并完成了一个集成了称重和沉降功能的集成设备。该解决方案使用20位AD芯片ADS1230精确称重重量，根据重量计算出特定的工资，然后使用RFID读取器将重量和工资存储到非接触式IC卡中并显示在LCD上。工资结算。简介生产和加工的自动化已成为当前的趋势。通过电子设备进行称重和工资结算相结合，有助于提高生产效率并减少人工计算错误。本设计使用STM32系列芯片，具有专门设计的高性能，低成本，低功耗嵌入式应用ARMCortex-M3内核，时钟频率高达72M，内置32K至128K闪存，价格低于其他32位产品。因此，该设计使用STM32F103RBT6作为主控制芯片来收集，存储，显示和发送数据。 2.总体设计整个电路可分为4个模块：单片机控制器，测量模块，IC卡读写模块，OLED显示模块。具体电路如图1所示。2.1测量模块为了实现高精度测量，使用TI公司生产的20位AD芯片ADS1230对压力传感器的电压进行采样，以实现称量的数字化。 STM32读取数据，并通过均值滤波获得准确的模拟值。校准仪器的校准。该器件采用LM2940稳压5V芯片供电，输出噪声为150MVrms，可以满足设计要求。两路电源用于为芯片供电，以减少电源纹波。 ADS1230芯片在数字端为5V供电，在模拟端为5V供电。模拟信号通过AINP和AINN的两个差分信号输入输入。内部PGA将原始信号放大128倍，采样率为10SPS。 PDMN的三个数字引脚读取采样信号的模拟值。 J1，J3是压力传感器信号输出端子，J4，J6是传感器电源端子。 20位AD采样精度为0.0001％。根据实际情况，传感器的精度必须小于0.0001％。本设计使用的传感器精度为C3（1/3000），范围为0-2000g，功率为5V，精度可达0.01g。如图2所示。图3显示了从ADS1230读取数据的时序。 SCLK是AD芯片数据的时钟控制线。 DOUT数据在时钟的下降沿采样。 DOUT是AD芯片的数据线。当一个采样结束时，DOUT端子输出一个脉冲信号。它表明芯片已准备好发送数据。信号从高19位开始传输。到达0位后，它将继续发送4个时钟信号。 2.2 RFID智能卡此模块使用RC522芯片进行RF读写。 MFRC522使用高级调制和解调概念，在13.56MHz处完全集成了所有类型的无源非接触式通信方法和协议，并支持ISO14443A多层应用程序。其内部发射器部分可以驱动读取器天线与ISO14443A / MIFARE卡和应答器通信，而无需其他电路。接收器部分提供了强大而有效的解调和解码电路，用于处理符合ISO14443A要求的应答器信号。数字部分处理ISO14443A帧和错误检测（奇偶校验，CRC）。此外，它支持用于验证MIFARE系列产品的快速CRYPTO1加密算法。 MFRC522支持MIFARE高速非接触式通信，双向数据传输速率高达424kbit / s。 M1卡的容量为8K位EEPROM，共有16个扇区，如图4所示。从扇区0到扇区15，一个扇区中有4个块，每个块为16字节，以块为访问单元，每个扇区都有一组密码和访问控制。 32位只读卡号位于0扇区和0块位置，并且读写距离在10mm之内。当智能卡工作时，它将通过电磁感应原理读取M1中的数据。 M1卡读入时内部数据，则需要先验证密码。成功验证后，它可以进一步读取每个数据块。 RC522芯片采用SPI模式通信，并通过MFSDA，MFSCK，MFMOSI，MFMISO和MFRST的5个引脚进行读写数据，从而确保了微控制器的快速读取和稳定性。图5显示了RC522 RF读写电路。该软件读取以下步骤：1）重置RC522：RC —重置（）2）找到卡并获取卡类型：RC —请求（卡搜索方法，卡类型代码）3）防冲突获取卡序列号：RC —Anticoll（卡序列号）4）所选卡：RC—选择（卡序列号）5）验证卡密码：RC—AuthState（密码验证模式，块地址，密码，卡序列号）6-1）读取一张来自M1卡的数据：RC-Read（块地址，读取数据）6-2）从M1卡中写入一个数据：RC-Write（块地址，写入数据）7）命令卡进入休眠状态：RC—停止（）2.3 OLED显示模块OLED显示技术具有自发光的特性。它使用非常薄的有机材料涂层和玻璃基材。当电流通过时，这些有机材料将发光，并且OLED显示屏的屏幕视角大，工作电流为5mA，从而节省了电能。 OLED显示模块的数据写入方法可分为IIC，3-WireSPI，4-WireSPI，8位68XX并行，8位80XX并行5种类型。我们使用4-WireSPI模式。两个命令控制位CS和DC，以及两个数据控制位D0和D10Lro在行中具有128点的分辨率，在列中具有64点的分辨率。它们具有显示保持功能。在OLED屏幕上显示用户卡号，称重值和当前工资。按上下键切换当前状态，显示总薪水，最后收到的薪水，最后的称重值等。3.软件设计高精度智能电子秤需要完成物体重量的测量，读取和读取。写入卡数据，并显示相关信息三部分。通过主程序初始化微控制器时钟，配置ADS1230测量模块和微控制器的引脚，配置RC522读写RF模块和微控制器的引脚，最后配置按键，OLED和OLED的引脚。微控制器。配置完成后，当电子秤没有重量时，测量AD值。但是，由于系统需要一次维护稳定性，因此请计算两次连续两次之间的重量差是否小于0.01g。连续计数10次不到0.01g后，此时确定该值。没有重量值作为原点。然后初始化计时器，最后进入空闲状态，等待计时器中断。主要流程如图6所示。ADS1230的测量速率相对较慢，仅为10SPS，并且需要通过软件过滤一次。为了使测量准确，在称量过程中需要收集4个测量数据，并且减去最大值和最小值后，将剩下的两个数字的平均值作为最终的AD测量值，因此测量大约需要400毫秒。物体重量。将计时器计时设置为100ms，在前500ms内读取AD测量值，然后在接下来的100ms内读取卡号，在接下来的100ms内显示重量和卡号，然后确定用户是否确定当前时间信息。如果按下该按钮，则表示确认信息，然后将物体重量数据和工资数据写入卡号，并返回物体重量测量，如果没有按下按钮，则继续物体重量测量。具体的定时中断过程如图7所示。4.结束语通过实际生产，实验结果表明测量结果可以精确到0.01g，测量结果在0-2000g范围内基本没有偏差。通过市场调查表明，高精度智能电子秤可用于各种中小企业的重量和工资结算，例如测量水晶和珍珠的工资，这对加速工作效率具有重要作用。企业。