[電子秤方案設計]（AT89C51+HX711）電子秤方案

　　基于AT89C51和HX711的數字顯示稱重儀的硬件電路設計

　　本文設計的數顯稱重儀是基于電阻應變式傳感器、以單片機爲控制核心的稱重控制顯示系統，測量範圍爲0－10ｋｇ，測量精度±2ｇ，液晶屏顯示測量數據，同時(shí)可將(jiāng)多次測量數據通過(guò)串口送計算機顯示。該系統具有精度高、性能(néng)穩定、操作簡便等特點。稱重儀設計框圖如下圖1所示：

　　1、硬件電路設計

　　1．1、稱重傳感器

　　電阻應變式稱重傳感器由電阻應變片、彈性體和檢測電路等幾個主要部分組成(chéng)。彈性體在外力作用下産生彈性變形，使粘貼在他表面(miàn)的電阻應變片也随同産生變形，電阻應變片變形後(hòu)，它的阻值將(jiāng)發(fā)生變化（增大或減小），再經(jīng)相應的測量電路把這(zhè)一電阻變化轉換爲電信号（電壓或電流），從而完成(chéng)了將(jiāng)外力變換爲電信号的過(guò)程。

　　將(jiāng)電阻應變片的電阻變化轉變爲電壓輸出。因爲惠斯登電橋具有很多優點，如可以抑制溫度變化的影響，可以抑制側向(xiàng)力幹擾，可以比較方便地解決稱重傳感器的補償問題等，所以惠斯登電橋在稱重傳感器中得到了廣泛的應用。

　　稱重傳感器一般有輸入輸出共四根線，輸出電阻一般爲350Ω、480Ω、700Ω、1000Ω，輸入端一般會(huì)進(jìn)行一些溫度、靈敏度的補償，輸入端電阻會(huì)比輸出端高20～100Ω，因此用萬用表量一下電阻值可以判斷出輸入輸出端子。

　　1．2、放大電路

　　應變式稱重傳感器輸出信号幅度很小（ｍV甚至μV量級），且常常伴随有較大的噪聲。對(duì)于這(zhè)樣(yàng)的信号，電路處理的第一步通常是采用儀表放大器先將(jiāng)小信号放大。儀表放大器電路比簡單的差分放大電路具有更好(hǎo)的共模抑制能(néng)力。放大的最主要目的不是增益，而是提高電路的信噪比。本設計中儀表放大器采用了OP07三運放的結構。如圖3所示。

　　當R1＝R2，R3＝R4，Rｆ＝R5，電路的增益爲：Ｇ＝（1＋2R1／RＧ1）（Rｆ／R3）。由公式可見，電路增益的調節可以通過(guò)改變RＧ1阻值實現。

　　1．3、A／D轉換電路

　　A／D轉換器采用電子秤專用芯片HX711，這(zhè)是一款專爲高精度電子秤而設計的24位A／D轉換器芯片。與同類型其它芯片相比，該芯片集成(chéng)了包括穩壓電源、片内時(shí)鍾振蕩器等其它同類型芯片所需要的外圍電路。

　　輸入選擇開(kāi)關可任意選取通道(dào)A或通道(dào)Ｂ，與其内部的低噪聲可編程放大器相連。通道(dào)A的可編程增益爲128或６4，對(duì)應的滿額度差分輸入信号幅值分别爲±20ｍV或±40ｍV。通道(dào)Ｂ則爲固定的32增益，所對(duì)應的滿量程差分輸入電壓爲±80ｍV。通道(dào)Ｂ應用于包括電池在内的系統參數檢測。本設計將(jiāng)儀表放大器輸出接至通道(dào)A模拟差分輸入端，如下圖4所示。

　　1．4、單片機及接口電路

　　單片機采用AT89C51芯片，與按鍵、液晶、計算機接口電路如圖5所示。HX711串口通訊線接至單片機P1．0、P1．1口。經(jīng)單片機處理後(hòu)，將(jiāng)稱重數據送液晶顯示。同時(shí)將(jiāng)多次測量數據通過(guò)串口送計算機顯示。