元器件应用中的基于ADS1230的高精度智能电子秤设计
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2020-10-20
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元器件应用中的基于元器件应用中的基于ADS1230的高精度智能电子秤设计的高精度智能电子秤设计
摘要：由于中小型企业在称量与结算工资方面一般采用手写方式记录，这不仅增加了工作量，也会造成工资的
误算。针对上述问题，我们设计并完成了集称量与结算的一体化设备。方案采用20位AD芯片ADS1230对物重进
行精确称量，通过物重计算出具体工资，再利用RFID技术的射频读写器将重量与工资储存至非接触式IC卡，并
显示至LCD,完成工资结算。 1.引言 生产加工的自动化已经成为当今的潮流，称重与工资结算通过电子
器件将其结合，有利于生产的高效性及减少人工计算差错。本设计采用STM32系列芯片，具有高性能、低成
本、低功耗的嵌入式应用专门设计的ARM Cortex-M3内核，时钟频率可达72M,内置
摘要：由于中小型企业在称量与结算工资方面一般采用手写方式记录，这不仅增加了工作量，也会造成工资的误算。针对
上述问题，我们设计并完成了集称量与结算的一体化设备。方案采用20位AD芯片ADS1230对物重进行精确称量，通过物重计
算出具体工资，再利用RFID技术的射频读写器将重量与工资储存至非接触式IC卡，并显示至LCD,完成工资结算。
1.引言
生产加工的自动化已经成为当今的潮流，称重与工资结算通过电子器件将其结合，有利于生产的高效性及减少人工计算差
错。本设计采用STM32系列芯片，具有高性能、低成本、低功耗的嵌入式应用专门设计的ARM Cortex-M3内核，时钟频率可
达72M,内置32K到128K的闪存，价格同比其他32位产品更低。因此本设计采用STM32F103RBT6作为主控制芯片，对数据进
行采集，存储，显示，收送。
2.整体设计
整个电路可分为4个模块：单片机主控器、测量模块、IC卡读写模块、OLED显示模块。具体电路如图1所示。
2.1 测量模块
为了实现高精度测量，采用TI公司生产的20位AD芯片ADS1230,对压力传感器进行电压采样，实现称重的数字化，由
STM32读取数据，通过均值滤波得到精确的模拟量，最后通过校准仪器校准。
设备使用LM2940稳压5V芯片供电，输出噪声150μVrms,能满足设计要求。采用两路供电方式为芯片供电，以减少电源纹
波。ADS1230芯片数字端供电5V,模拟端供电5V,模拟信号通过AINP与AINN两个差分信号输入端输入，在内部PGA放大128倍
原始信号，采样速率是10SPS,最后通过AD_DOT、AD_SCLK、PDMN三个数字引脚读取采样信号模拟量。J1、J3是压力传
感器信号输出端，J4、J6为传感器供电端。
20位的AD采样精度达到0.0001%,按照实际情况传感器的精度必须小于0 . 0 0 0 1 %.本设计采用的传感器精度是
C3（1/3000），量程0-2000g,使用5V供电，精度可达到0.01g.如图2所示。
图3表示出ADS1230读数据的时序，SCLK是AD芯片数据的时钟控制线，在时钟下降沿采样DOUT数据；DOUT是AD芯片
的数据线，当一次采样结束后，DOUT端会输出一个脉冲信号，表示芯片已准备好数据发送，信号从高19位开始传输，到达0
位后，继续传输4个时钟信号。
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