基于CS1237的电子秤应用设计

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技术员

发表于 2016-8-15 08:56:23   2522 查看 7 回复 显示全部楼层 倒序浏览
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       电子秤凭借着其性能稳定、直观便利等特点,已经在各个领域取代机械秤的地位。但随着技术的发展,人们对其性能有着更高的要求,比如:精度更高、功耗更小、成本更低。
本文介绍了24位高精度ADC芯片——CS1237应用在电子秤上的解决方案。系统通过CS1237内置放大器对称重传感器的微弱电压信号进行放大,然后通过Sigma-Delta ADC进行模数转换,最后使用2线SPI接口输出数据给MCU来进行处理。MCU处理完毕后,把重量信息送往显示模块或无线发射模块。
一、系统设计
电子秤由CS1237、称重传感器、MCU、按键模块、显示模块等组成(见下图)。

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二、详细设计
2.1、硬件设计
在高精度应用场合,为了避免MCU的工作电源对ADC工作电源造成影响,可以将CS1237的工作电源与MCU的工作电源分开,PCB Layout时要注意采用数模分离、单点接地的方式。信号输入端经过RC滤波器再进入CS1237,可以减少噪声的干扰。CS1237的通讯接口与MCU相连的过程中,各串联一个电阻,可以提高通讯的可靠性。

2.2、通讯时序
CS1237采用2线的通讯接口:DRDY/DOUT(数据线)、SCLK(时钟线)。当DRDY拉低后,表明数据已经转换完成,输入的第1个SCLK 就可以将输出的最高位读出,在24个SCLK后,将所有的24位DOUT数据读出。如果需要更改配置(通道、PGA、速率)或关闭传感器激励源以节省功耗,可以通过相应的命令对CS1237的寄存器进行配置。

2.3、软件处理
对读取的AD值可以进行适当的软件滤波处理,比如算术平均滤波、滑动平均滤波、中值滤波,等等,以获取更高的精度或抗干扰能力。

由于传感器的温度特性往往不是很理想,需要补偿才能达到性能要求。此时可以利用CS1237内置的温度传感器读取温度值,用软件的方式来分段补偿,以节省成本。
当电子秤处于闲置状态,可以通过间歇开启/关闭传感器的方式来节省系统功耗,如果有重物放置,再恢复到正常的状态。
三、总结
CS1237具有小体积(SOP8封装)、集成度高、外围电路简单等特点,可以使得整个PCB非常小。从而在保证性能满足需求的同时,可以有效降低生产厂家的BOM成本。其有效位可达20位以上,对于典型的2mV/V称重传感器可以实现60,000d以下的分辨率,满足现有大部分电子秤的精度需求。用户还可以利用CS1237的传感器激励源开关在电子秤休眠时关闭称重传感器的电源,以节省功耗,大大延长蓄电池的使用时间。同时,CS1237的2线SPI通讯接口可以简化主控的软硬件开销,使得用户可以选择成本更低的MCU。
         综上所诉,CS1237是一款非常适合电子秤应用的ADC芯片。

实习生

发表于 2016-8-26 14:44:21  
这个资料不错
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技术员

发表于 2016-8-29 08:35:43    楼主|

PCB在线计价下单

板子大小:

cm
X
cm

层数:

2

板子数量:

10

厚度:

1.6

希望对您有所帮助。
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实习生

发表于 2016-8-30 21:18:14  
你好,我想请教一下左边的电路应该就是称重传感器吧,采用的是全桥差动输出?不知道我想的对不对?
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技术员

发表于 2016-8-31 08:33:55    楼主|
wangbeiFPGA 发表于 2016-8-30 21:18
你好,我想请教一下左边的电路应该就是称重传感器吧,采用的是全桥差动输出?不知道我想的对不对?

嗯嗯呢,对滴,厉害!哈哈
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实习生

发表于 2016-9-1 12:56:38  
好的,谢谢,我明白了。
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工程师

发表于 2016-9-5 09:38:55  
称重传感器采用的是全桥差动输出 全桥是由什么元件组成的 实物图 望指点
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技术员

发表于 2017-8-30 09:41:40  
有程序示例吗??这个芯片的程序,不知道怎么写
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