2012全国大学生电子设计竞赛 TI杯模拟电子系统设计专题邀请赛报告
简易电子称
西安交通大学
乔思祎 鲁润道 薛琼
简易电子称设计报告
摘要：本系统以MSP430F5529单片机为控制核心，运用称重传感器、运
算放大器等器件，设计并实现了一个简易电子秤，具有“称重”“计价”“去皮”“休眠”“唤醒”等功能。具体来说，采用电阻应变片称重传感器将砝码重量变化转换为电压信号的变化，并用精密仪表放大器放大信号，再经过进一步的放大与低通滤波以及A/D转化，最终将信号送往单片机处理，得到物体重量，同时，该系统还实现了通过触摸按键对电子称设置单价并计价与“去皮”功能。
关键字：MSP430F5529 称重传感器 仪表放大器 简易电子秤
1. 系统方案
一． 系统结构
该电子简易称重系统通过电阻传感器采集由称重引起的压力变化，并转化为电压信号的变化，并用放大器放大该信号，再通过模数转换送往单片机进行处理，并对单片机辅以按键控制，以及液晶屏显示结果。系统结构框图如图1所示。 液晶显示信号采集 信号处理A/D转换单片机按键控制图1 系统结构框图
二． 实现方案
(一)
传感器模块
传感器模块实验中已给定，为电阻应变片称重传感器，电阻式传感器是这
样一些器件，它的阻值随环境温度而变化，如本系统中的受压变形。将其接入某一电路的某一部分，就有可能产生一个电信号，经过适当调节，这一电信号便可用于监测传感器系统的物理过程，例如本例中将应变片电阻接入电桥中，并对信号进行适当处理便可用以测量传感器所承受的砝码的重量进而实现“计价”等功能。
(二) 信号放大模块
方案一：采用一级集成仪表放大器实现。因为仪表放大器具有高对称性、高共模抑制比等优点，因此常用于工业测量现场,因此适用于该电子称系统。同时TI公司提供的集成仪表放大器具有最高可至10000倍的增益，足以满足系统对放大倍数的要求。但根据实际测试，当放大倍数很大时电路很不稳定，系统对于外界干扰十分敏感，因而不予采用。
方案二：考虑到系统的稳定性以及准确性，放大电路应采用多级电路来实现且第一级放大电路增益不宜过高。同时考虑到噪声等干扰因素的存在放大电路末级应加入截止频率接近直流信号f=10Hz的低通滤波电路。综上考虑，实验中采用此方案。
(三) A/D转换模块
模数转换部分采用低功耗、16位模数转换器ADS1114。该模块原理图如图2所示。
图2 A/D转换器连接原理图
2. 电路设计与原理图
（一） 传感器模块
模拟电子系统专题B_03_简易电子秤_西安交通
