图2压力传感器原理图压力传感器工作原理如图2所示:当垂直压力P在左右用于梁上时,梁产生形变,电阻应变片R1,R3受压弯拉伸,阻值增加。R2,R4受压收缩,阻值减小。电桥失去平衡,产生不平衡电压U,电压U与作用在传感器上的正压力P成正比,从而将非电量转化为电量输出。
313HX711设计原理图
HX711是一款转为高精度电子秤而设计的24位AD转换器芯片,片内集成低噪声可编程放大器,可选增益为64和128,片内稳压电路可以直接向外部传感器和芯片内部AD转换器提供电源,并且同步抑制50Hz和60Hz的电源干扰,芯片内部原理图如图3所示。
图3HX711内部原理图
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f同时为了抑制高频噪声,我们在输入端口增加了两个低通滤波和一个差分滤波,其具体原理图如附录A所示。
314STM32F407设计原理图
STMF407最小系统原理图见附录B。
32程序框图
开始初始化相关配置
AD采样
数字FIR滤波
是否按键按下Y
N读取按键值
数据处理
显示
程序流程图如图4所示:
图4软件流程
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f四、测试方案与测试结果
41测试方案
精度测试:分别用总重205g的砝码组合,2个1Kg的砝码,1个2Kg的砝码和1个05Kg的砝码分别进行组合测试本次制作的电子秤的精度。根据显示出来的示重合砝码的重量看是否有偏差,偏差多少来判定该作品的精确度。
计价测试:分别放入不同重量的物体输入不同的单价,看是否能准确的得出总价。去皮测试:先放入一个重物作为“皮”,然后按下去皮案件后接着放重物观察是否还能够准确的测出后加的重物的重量。
42测试结果
砝码重1000
1100
1205
1500
1700
2000
2100
2205
2500
量g
显示重100011100112049150011700219999210032205
2500
量g
砝码重2700
2705
3000
3100
3705
4000
4200
4500
4705
量g
显示重27002270513000
30998370514000
419994500
47051
量g
表1重量测试表
测试结果如表1所示,可以得出我们本次的电子秤满足设计要求的1g的精度。同时根据观察和测试,
去皮功能和计价功能也完全满足题目要求,所以本次制作是成功的。
五、总结
经过一个星期的制作,我们最终顺利的完成了题目实物的制作。系统是以STM32F407为主控芯片,通过压力传感器和HX711芯片将压力转化为数字信号并传给MCU进行处理,MCU将数据经过FIR滤波器进行数据拟合,最终还原本来的重量进行显示,同时添加计价、去皮,是电子秤更加人性化和实用化。
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f六、附录
附录AHX711PCB原理图
附录B:STM32F4原理图
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