【正文】 USB 下載方式下載到模塊中，支持在線下載和脫機(jī)下載，在 WT588D 語音芯片通電的情況下，也一樣可以正常下載數(shù)據(jù)到模塊中。這是帶 32Mbit的 SPIFlash存儲器、內(nèi)嵌 DSP 高速音頻處理器、 13Bit 的 DA 轉(zhuǎn)換器和 12Bit 的 PWM 輸出的DIP28 封裝的語音模塊。該液晶模塊和主控芯片的硬件連接圖 36。該液晶刷頻速度快，顯示效果能滿足實(shí)際需求。實(shí)物如圖 35。 16 B1BAT1D2D1GNDKP1RESETR310KVBATC1104 圖 34 復(fù)位電路和后備電源電路 TFT 液晶屏的硬件電路設(shè)計(jì) TFTLCD（ Thin Film TransistorLiquid Crystal Display）即薄膜晶體管液晶顯示器。當(dāng)按鍵 KP1 按下時， RESET 接地，使 RESET 為 0 電位，產(chǎn)生復(fù)位，一般低電平持續(xù) 20us之后，可實(shí)現(xiàn) 有效復(fù)位 [15]。 1 2Y18MHzC610pC510pR41M1 2Y210pC410pGNDOSC32_INOSC32_OUTOSC_INOSC_OUT 圖 33 外接晶振電路圖 圖 33 為主控芯片的復(fù)位電路和后備電源電路。 15 VBAT1PC13TAMPERRTC2PC14OSC32_IN3PC15OSC32_OUT4PD0/OSC_IN5PD1/OSC_OUT6NRST7PC0/ADC123_IN108PC1/ADC123_IN119PC2/ADC123_IN1210PC3/ADC123_IN1311VSSA12VDDA13PA0WKUP/WKUP/USART2_CTS/ADC123_IN0/TIM2_CH1_ETR/TIM5_CH1/TIM8_ETR14PA1/USART2_RTS/ADC123_IN1/TIM5_CH2/TIM2_CH215PA2/USART2_TX/TIM5_CH3/ADC123_IN2/TIM2_CH316PA3/USART2_RX/TIM5_CH4/ADC123_IN3/TIM2_CH417VSS_418VDD_419PA4/SPI1_NSS/DAC_OUT1/USART2_CK/ADC12_IN420PA5/SPI1_SCK/DAC_OUT2/ADC12_IN521PA6/SPI1_MISO/TIM8_BKIN/ADC12_IN6/TIM3_CH122PA7/SPI1_MOSI/TIM8_CH1N/ADC12)IN7/TIM3_CH223PC4/ADC12_IN1424PC5/ADC12_IN1525PB0/ADC12_IN8/TIM3_CH3/TIM8_CH2N26PB1/ADC12_IN9/TIM3_CH4/TIM8_CH3N27PB2/BOOT128PB10/I2C2_SCL/USART3_TX29PB11/I2C2_SDA/USART3_RX30VSS_131VDD_132PB12/SPI_NSS/I2C2_SMBAI/TM1_BKIN33PB13/SPI2_SCK/I2S2_CK/USART3_CTS/TIM1_CH1N34PB14/SPI2_MISO/TIM1_CH2N/USART3_RTS35PB15/SPI2_MOSI/I2S2_SD/TIM1_CH3N36PC6/I2S2_MCK/TIM8_CH1/SDIO_D637PC7/I2S3_MCK/TIM8_CH2/SDIO_D738PC8/TIM8_CH3/SDIO_D039PC9/TIM8_CH4/SDIO_D140PA8/USART1_CK/TIM1_CH1/MCO41PA9/USART1_TX/TIM1_CH242PA10/USART1_RX/TIM1_CH343PA11/USART1_CTS/CANRX/TIM1_CH4/USBDM44PA12/USART1_RTS/USBDP/CANTX/TIM1_ETR45PA13/JTMS/SWDIO46VSS_247VDD_248PA14/JTCK/SWCLK49PA15/JTDI/SPI3_NSS/I2S3_WS50PC10/UART4_TX/SDIO_D251PC11/UART4_RX/SDIO_D352PC12/UART5_TX/SDIO_CK53PD2/TIM3_ETR/UART5_RX/SDIO_CMD54PB3/JTDO/TRACESWD/SPI3_SCK/I2S3_CK55PB4/JNTRST/SPI3_MISO56PB5/I2C1_SMBAI/SPI3_MOSI/I2S3_SD57PB6/I2C1_SCL/TIM4_CH158PB7/I2C1_SDA/FSMC_NADV/TIM4_CH259BOOT060PB8/TIM4_CH3/SDIO_D461PB9/TIM4_CH4/SDIO_D562VSS_363VDD_364U1STM32GNDGNDGNDGNDGNDPC0PC1PC2PC3PC4PC5PC6PC7PC8PC9PC10PC11PC12PC13PA0PA1PA2PA3PA4PA5PA6PA7PA8PA9PA10PA11PA12PA13PA14PA15PB0PB1PB2PB3PB4PB5PB6PB7PB8PB9PB10PB11PB12PB13PB14PB15PD2OSC32_INOSC32_OUTOSC_INOSC_OUTRESETBOOT0C11104C10 104VBATC9 104JTDOJTRSTJTDIJTCKJTMSC2104C710uFLCD_D0LCD_D1LCD_D2LCD_D3LCD_D4LCD_D5LCD_D6LCD_D7LCD_D8LCD_D9LCD_D10LCD_D11LCD_D12LCD_D13LCD_D14LCD_D15LCD_CSLCD_WRT_MISOT_MOSILCD_RSLCD_RDBL_CTRT_CST_CLKT_PENHX_DOUTHX_SCKGNDR1100kC8104*測控 101 張城照 圖 32 STM32F103RBT6 引腳圖 主控芯片外接 8MHz 和 的石英晶振，最高工作頻率達(dá) 72MHz，其中， RTC的輸入頻率，為實(shí)時時鐘提供精確的頻率 [14]。該芯片還擁有多達(dá) 51個快速 I/O 端口，并且所有 I/O 口可以映像到 16個外部中斷，幾乎所有端口均可容忍 5V 信號，即兼容 5V 數(shù)字電平 [1][2]。片內(nèi)的帶校準(zhǔn)功能的 32kHz RTC振蕩器和后備供電 VBAT，可為實(shí)時時鐘提供精確的定 時和掉電不掉時提供支持[1][2]。該芯片使用 CortexM3 架構(gòu)，支持 Thumb2指令集，最高支持 72MHz 工作頻率，在存儲器的 0等待周期訪問時可達(dá) ，而且具備單周期乘法和硬件除法。在程序設(shè)計(jì)中選用通道 A，所以 INNA 和 INPA 與傳感器相連，通道 B 接地。本設(shè)計(jì)使用 HX711 內(nèi)部時鐘振蕩器（引腳 XI接地）， 10Hz 的輸出數(shù)據(jù)速率（引腳 RATE 接地）。 HX711 的硬件電路如圖 31。 HX711 的工作溫度范圍為 20~ +85℃，工作電壓范圍為 ~，可同步抑制 50Hz 和 60Hz 的電源干擾，典型工作電流： （含穩(wěn)壓電源電路），斷電電流： 1181。 20mV，通道 B 則為固定為 64 增益。在輸入指定的脈沖數(shù)可任意選取通道 A 或通 道 B 以及增益，通道 A 的可編程增益為128 和 64，對應(yīng)滿額度的差分輸入信號幅值分別為177。 HX711 與同類型其它 A/D 芯片相比，其內(nèi)部集成其它同類型芯片所需要的外圍電路，如內(nèi)部時鐘振蕩器和穩(wěn)壓電源等，具有集成度高、抗干擾性強(qiáng)、響應(yīng)速度較快等優(yōu)點(diǎn)，使用該芯片設(shè)計(jì)的電子秤既能降低了整機(jī)成本又提高了電子秤的可靠性和抗干擾性。電路的數(shù)字部分容易做到單片化，因此極易做到高分辨率。 Σ Δ型的 A/D 芯片是由 1 位 A/D 轉(zhuǎn)換器、數(shù)字濾波器、積分器和比較器等組成 [8]。Delta）型 A/D 轉(zhuǎn)換芯片 HX711。只有正確的選擇 A/D轉(zhuǎn)換芯片的類型才能才 能做出高精度的電子秤。在校正精度時，選用了 M1等級的高精度不銹鋼砝碼以確保電子秤的精度。主控芯片內(nèi)部的單周期乘法和硬件除法為重量的快速計(jì)算提供硬件支持。 質(zhì)量的計(jì)算 由于本設(shè)計(jì)所選的 YZC1B 型電阻應(yīng)變片式電橋結(jié)構(gòu)的稱重傳感器具有良好的線性度，所以為后續(xù)數(shù)據(jù)處理帶來了很大方便。 外接的 5 根線分別是一根屏蔽線，兩根輸出線，兩根供電線。應(yīng)變片是鎳鉻絲或康銅絲繞成柵狀（或使用薄金屬箔腐蝕成柵狀）夾在兩層絕緣的薄片中制成。就以上要求本設(shè)計(jì)所使用的稱重傳感器為 YZC1B型傳感器，該傳感器是 10kg量程的電阻應(yīng)變片式傳感器，在激勵電壓為 5V的條件下輸出，滿量程時輸出為 10mV，該稱重傳感器的實(shí)物如圖 22。考慮到本設(shè)計(jì)的產(chǎn)品應(yīng)用在市場、工廠和戶外等環(huán)境比較惡劣潮濕的場合，使用直接位移傳感器和物理效應(yīng)的傳感器容易受到外界干擾，綜合 各方面因素選擇電阻應(yīng)變式傳感器。稱重傳感器一般由敏感元件、轉(zhuǎn)換元件以及后續(xù)處理部分組成。 3 秒 /年 實(shí)時溫度 55~125℃ ℃ 177。 表 21 測量裝置的主要技術(shù)指標(biāo) 基本功能 測量范圍 分度值 誤差 測重 0~10kg 1g 177。 單 片 機(jī)液 晶 屏 觸 控A / D 轉(zhuǎn) 換 語 音 播 報(bào)溫 度 傳 感 器 實(shí) 時 時 鐘稱 重 傳 感 器 圖 21 系統(tǒng)整體框架圖 架構(gòu)為 CortexM3 的 STM32F103RBT6 工作頻率為 72MHz， 16 位并行連接 TFT液晶屏，能實(shí)現(xiàn)快速刷屏，顯示效果良好，通過 SPI 通訊方式連接觸控芯片XPT2046，以觸控方式操作電子秤，以單總線方式連接 DS18B20 采集實(shí)時溫度，主控芯片以一線串口模式控制語音芯片 WT588D 播報(bào)重量、價(jià)格、商品名等信息，以上模塊對速度都有苛刻的要求，普通的 51 單片機(jī)達(dá)不到要求，所以采用了工作頻率為 72MHz 的 STM32F103RBT6，它內(nèi)部的單周期乘法和硬件除法方便了價(jià)格計(jì)算和累計(jì)，采用型號為 YZC1B 的電阻應(yīng)變片式電橋結(jié)構(gòu)的稱重傳感器，以 24位的電子秤專用 A/D 芯片 HX711 作為 A/D 轉(zhuǎn)換芯片 [1][2]。 10 第 2章 電子秤的總體設(shè)計(jì)方案 電子秤稱重系統(tǒng)的整體設(shè)計(jì)方案 本設(shè)計(jì)采用 STM32F103RBT6 作為主控芯片，通過 TFT 液晶屏幕顯示數(shù)據(jù)，以觸控方式操作電子秤， DS18B20 作為溫度傳感器采集實(shí)時溫度，播報(bào)重量、價(jià)格、商品名等語音信息使用 Flash 芯片存儲配合語音芯片 WT588D 發(fā)音，采用電阻應(yīng)變片橋式連接的稱重傳感器采集重量，以 24位的 HX711 作為 A/D 轉(zhuǎn)換芯片 [6][7]。本設(shè)計(jì)完成的電子秤的主要優(yōu)點(diǎn)是： 1. 人性化的人機(jī)交互界面； 2. 具有超量程 報(bào)警功能； 3. 測量精度高； 4. 實(shí)時顯示環(huán)境溫度和實(shí)時時鐘； 5. 具有語音播報(bào)重量、價(jià)格、報(bào)警等功能。量程為 0～ 10kg，最小分度值為 1g，誤差達(dá)到177。 從 80 年代至今，我國測控行業(yè)已經(jīng)走上了按專業(yè)和產(chǎn)品歸類的行業(yè)管理化軌道中， 且已經(jīng)開創(chuàng)了由機(jī)械向數(shù)字電子過渡的全新局面，但與發(fā)達(dá)工業(yè)國家相比，我國的電子稱重技術(shù)的研究與應(yīng)用仍然出于較低水平，有很大的進(jìn)步空間，電子稱重行業(yè)的總體水平還跟不上國內(nèi)需求的發(fā)展步伐。尤其是最近 20 年以來，各個生產(chǎn)工藝流程中配料的稱重、藥物定量、飼料配比、以及產(chǎn)品質(zhì)量的監(jiān)督把關(guān)等，都離不開能輸出電信號的電子秤。 電子稱重技術(shù)是集電子、材料、傳感器、管理為一體的綜合技術(shù)，發(fā)達(dá)國家一直以來都很重視電子稱重技術(shù)的研究，它們研究開發(fā)的重點(diǎn)不再是單純的稱重，而是自動控制領(lǐng)域和生產(chǎn)過程的稱重系統(tǒng)，這使得稱重計(jì)量的內(nèi)涵被不斷擴(kuò)展，由狹義到廣義，單項(xiàng)到系統(tǒng)，新型的現(xiàn)代 稱重一躍成為當(dāng)代世界矚目的技術(shù)與行業(yè)?？焖俜Q重和動態(tài)稱重的研究與應(yīng)用，已成為世界各國所關(guān)注的焦點(diǎn)之一。 最近幾年來，伴隨著稱重傳感器技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅猛發(fā)展，以及現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)間 的相互滲透，電子稱重技術(shù)有了新發(fā)展。自 60 年代初期出現(xiàn)的機(jī)電結(jié)合式電子秤以來，經(jīng)過幾十年的不斷改進(jìn)與完善，電子秤從最初的全機(jī)械式到機(jī)電結(jié)合式再發(fā)展到現(xiàn)在的全電子式和數(shù)字化智能式。 Reference ....................................................