2  电子秤的构成

    本设计的硬件系统是由称重传感器、HX711模块、单片机芯片、矩阵键盘、1602液晶显示和电源等系统组成，如图2。1显示:

图2。1 电子秤硬件结构图

2。1  称重传感器

传感器系统是测量装备中尤其重要的系统。称重传感器本身具有单调性，灵敏度、总误差和温度漂移是部件重要参数指标。称重传感器是电子衡器生产和电子测量重量系统的关键部分。称重传感器的重要质量指标是精确度、稳定性和可靠性，同时也是人们特别在意的问题。由于电子称重装置的用途、使用场合和精度要求不同，对称重传感器的各项性能指标的要求也不尽相同[1]。在温度变化较大的场合下使用的传感器，应选择合适的工作温度范围，以确保传感器在安装场所的温度条件下仍能正常地工作。称重传感器一共有8种，是根据转换方式种类而分的，其中包括光电式、液压式、电磁力式、电阻应变式、磁极变形式、振动式、陀螺仪式、电容式，其中电阻应变式应用范围最广[2]。本设计应用的是电阻应变式传感器。实物图如图2。2所示。

图2。2  电阻应变式传感器

    电阻应变式传感器工作原理：电阻应变式是通过电阻应变片发生形状变化的同时，它的电阻也会同时改变的原理工作。主要有4部分构成，分别为弹性元件、电阻应变片、测量电路和传输电缆。电阻应变片贴在弹性元件上，弹性元件受到力的作用产生形变时，它上面的应变片的形变也会同时变化，然后导致电阻改变。测量电路测出应变片电阻的变化并变换为与外力大小成比例的电信号输出[3]。电信号经处理后以数字形式显示出被测物的质量。

电阻应变式称重传感器的优点：称量范围为几十克至数百吨，结构简单，体积小，能够被做成各种各样量程的称重传感器；直线性和重复性好，滞后性小；可以做成拉、压两用，而且受拉和受压的输出特性对称性好；有互换性，使用方便，和其他电子测量仪表匹配比较方便；寿命长，维修使用简单；频率响应好，工作可靠、长期稳定性好、疲劳效应好、适于动态测量。所以，是目前在电子称重装置中应用最广的一种传感器[4]。

2。2   HX711模块

HX711是一款特别为高精度称重传感器而设计的24位A/D转换器芯片。如图2。2所示。

和同类型的芯片相比，这款芯片的特点在于集成了包括稳压电源、片内时钟振荡器等其它同类型芯片所需要的外围电路，具有集成度高、响应速度快、抗干扰性强等优点。降低了电子秤的整个设备的价格，提高了电子秤设备的性能和可靠性。这款芯片和后端MCU芯片的接口和编程非常便利，所有控制信号利用管脚驱动，不需要对芯片内部的寄存器编程[5]。输入选择开关就能够选取通道A和通道B其中一种，和模块内部的低噪声可编程放大器相连。通道A的可编程增益是一百二十八或者六十四，对应的满额度差分输入信号幅值各自是正负二十毫伏或者正负四十毫伏。而通道B就是不变的三十二增益，用来系统参数检测。芯片内提供的稳压电源能够直接向外部传感器及芯片内的A/D转换器提供电源，系统板上没必要其他的的模拟电源。芯片内的时钟振荡器也不要其他外接器件。上电自动复位功能简化了开机的初始化过程[6]。

图2。3 HX711实物图

2。3  LCD1602液晶屏幕介绍

本文将使用LCD1602型号的液晶屏集成模块来作为本次所设计控制系统的显示部分，这款液晶屏的集成度非常高，在出厂前生产厂家已经将字模模块、液晶控制器、背景灯以及其他相关模块封装在液晶屏模块内部，用户在使用时只需要进行简单的硬件电路配置即可实现LCD1602的全部功能，其使用方便性以及高性能等优点使得它在过去一段时间内已经吸引了很多使用者，下面对该款液晶屏作简要介绍。图2。4所示为液晶显示屏。