電子秤憑借著其性能穩(wěn)定,、直觀便利等特點(diǎn)，已經(jīng)在各個(gè)領(lǐng)域取代機(jī)械秤的地位,。但隨著技術(shù)的發(fā)展,，人們對(duì)其性能有著更高的要求，比如：精度更高,、功耗更小,、成本更低。
本文介紹了公司設(shè)計(jì)的24位高精度ADC芯片——CS1237應(yīng)用在電子秤上的解決方案,。系統(tǒng)通過CS1237內(nèi)置放大器對(duì)稱重傳感器的微弱電壓信號(hào)進(jìn)行放大,，然后通過Sigma-DeltaADC進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，最后使用2線SPI接口輸出數(shù)據(jù)給MCU來進(jìn)行處理,。MCU處理完畢后,，把重量信息送往顯示模塊或無線發(fā)射模塊。
一,、電子秤設(shè)計(jì)方案系統(tǒng)設(shè)計(jì)
電子秤由CS1237、稱重傳感器,、MCU,、按鍵模塊,、顯示模塊等組成
二、電子秤設(shè)計(jì)方案詳細(xì)設(shè)計(jì)
2.1,、硬件設(shè)計(jì)
在高精度應(yīng)用場(chǎng)合,，為了避免MCU的工作電源對(duì)ADC工作電源造成影響，可以將CS1237的工作電源與MCU的工作電源分開,，PCBLayout時(shí)要注意采用數(shù)模分離,、單點(diǎn)接地的方式。信號(hào)輸入端經(jīng)過RC濾波器再進(jìn)入CS1237,，可以減少噪聲的干擾,。CS1237的通訊接口與MCU相連的過程中，各串聯(lián)一個(gè)電阻,，可以提高通訊的可靠性,。
2.2、通訊時(shí)序
CS1237采用2線的通訊接口：DRDY/DOUT（數(shù)據(jù)線）,、SCLK（時(shí)鐘線）,。當(dāng)DRDY拉低后，表明數(shù)據(jù)已經(jīng)轉(zhuǎn)換完成,，輸入的第1個(gè)SCLK就可以將輸出的最高位讀出,，在24個(gè)SCLK后，將所有的24位DOUT數(shù)據(jù)讀出,。如果需要更改配置（通道,、PGA、速率）或關(guān)閉傳感器激勵(lì)源以節(jié)省功耗,，可以通過相應(yīng)的命令對(duì)CS1237的寄存器進(jìn)行配置,。
2.3、軟件處理
對(duì)讀取的AD值可以進(jìn)行適當(dāng)?shù)能浖䴙V波處理,，比如算術(shù)平均濾波,、滑動(dòng)平均濾波、中值濾波,，等等,，以獲取更高的精度或抗干擾能力。
由于傳感器的溫度特性往往不是很理想,，需要補(bǔ)償才能達(dá)到性能要求,。此時(shí)可以利用CS1237內(nèi)置的溫度傳感器讀取溫度值，用軟件的方式來分段補(bǔ)償,，以節(jié)省成本,。
當(dāng)電子秤處于閑置狀態(tài)，可以通過間歇開啟/關(guān)閉傳感器的方式來節(jié)省系統(tǒng)功耗,，如果有重物放置,，再恢復(fù)到正常的狀態(tài),。
三、電子秤方案總結(jié)
CS1237具有小體積（SOP8封裝）,、集成度高,、外圍電路簡單等特點(diǎn)，可以使得整個(gè)PCB非常小,。從而在保證性能滿足需求的同時(shí),，可以有效降低生產(chǎn)廠家的BOM成本。其有效位可達(dá)20位以上,，對(duì)于典型的2mV/V稱重傳感器可以實(shí)現(xiàn)60,000d以下的分辨率,，滿足現(xiàn)有大部分電子秤的精度需求。用戶還可以利用CS1237的傳感器激勵(lì)源開關(guān)在電子秤休眠時(shí)關(guān)閉稱重傳感器的電源,，以節(jié)省功耗,，大大延長蓄電池的使用時(shí)間。同時(shí),，CS1237的2線SPI通訊接口可以簡化主控的軟硬件開銷,，使得用戶可以選擇成本更低的MCU。
