行处理。
方案二:采用集成芯片HX711,其内部自PGA和24位AD,放大倍数可以在128和64两档中选择,24位的精度完全能够准确的分辨出题设中的1g的精度变化。综上所述,我们选取方案二,因为方案二采用的集成芯片不但简单而且高效,相比方案一节省了很多电路的调试时间而且降低了实物制作的面积。
13按键模块的论证与选取
方案一:采用按键矩阵的方式,这样可以大大减少IO口的使用同时增加IO口的复用,为单片机腾出更多的GPIO口进行其它的操作。但是矩阵剪片的缺点是必须不断的进行扫描,占用处理器的资源,而且不能及时的响应按键操作。
方案二:采用单独的基于MSP430的矩阵键盘模块,利用TI公司低功耗的MCU芯片430对矩阵键盘进行扫描,并将扫面到的按键变化通过串口中断送给主MCU,这样可以节省MCU的使用资源,并且能及时的响应按键的变化
综合上述两种方案我们最终选取方案二,此方案使我们能够及时的响应按键并且能够最大限度地减少主MCU的资源占用,为主MCU执行其它数字信号的处理提供便利。
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f14单片机模块的论证与选取
方案一:采用最常见的单片机8051作为主控芯片,其主频范围在1132MHz范围内可选择,同时具有32个IO口,完全满足IO口的使用,但是本芯片内部不带DSP库,若要进行例如数字滤波器这样的数字信号处理时将会响应很慢,并且占用大量的资源导致整个系统处于停滞的状态。
方案二:采用意法半导体公司的STM32F407,STM32内部集成FPU大大提高了计算速度有利于进行数据处理,并且主频最高能达到160Mhz具有较多的IO口,能够进行更多的控制。同时由于F4内带硬件DSP,这样使用DSP进行信号处理时速度较快。
综上所述,我们选取方案二中的STM32F407作为我们本次设计的主控芯片,此芯片自带的DSP有利于我们对数字信号进行滤波处理,并且提高了运算时间和响应速度。
二、系统理论分析与计算
21测量精度理论分析
本设计试用的传感器在5V供电的情况下最大输出电压为10mV,既理论上放上10kg的重物时差分输出的电压大小为10mV,因为这个传感器传出的是一个纯模拟连续的信号,所以可以看成精度为无穷。HX711放大倍数如果选取128倍的话,那我们的测量电压范围将会是0128V,加上自带的24位精度的AD,我们选取20位的精度来看我们可以得出精度远远满足1g的精度要求。
三、电路与程序设计
31电路设计
311总体设计框图
本设计的总图框图如图1所示
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f压力传感器
HX711
按键检测模块
312压力传感器设计原理图
STM32F407
OLED显示
图1系统总体框图
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