超低功耗电子称设计

方案概述

目前市场上的衡器硬件设计基本上是：称重传感器输出的称重信号经运算放大器进行信号调理后，在用专用的ADC电路（如CS5513等）进行模数转换然后送单片机处理。为节约成本，也有采用分立阻容件搭成双积分电路取代专用ADC转换芯片的方法。以上的方法电路结构复杂，功耗较大，而用C8051F350设计的衡器方案则有电路极其简单，功耗极低的特点。

该方案采用C8051F350单片机内部的可编程增益放大器（PGA）及AD实现对称重传感器输出信号采样放大并模数转换，通过微控制器运算被测物体的实际重量。用C8051F350的I/O口实现4*4键盘扫描、以及I2C接口实现LCD显示来进行衡器的人机对话功能。

功能定义及性能指标

电路设计

1．信号采集电路

C8051F350的AD部分的参考电压由外接的参考电压芯片：LM385提供，以提高测量精度。

由独立的电源芯片S818给称重传感器供电，S818由C8051F350的I/O口控制其工作状态；以间歇方式供电，只有在称重时才处于工作状态，才耗电，以达到省电目的。

称重传感器的信号直接输入到C8051F350的两个差分输入引脚（AIN01，AIN02），使用片内的PGA对信号进行放大，片内的24位ADC对放大的信号模数转换并通过片内MCU运算出称重物体的重量。

2．键盘处理电路

4*4键盘采用I/O扫描的方式处理。C8051F350不断读取扫描键盘的8个I/O口电平变化，当检测到有键按下时进行相应的软件处理。4*4键可实现对衡器的参数的设置及其他人机对话功能。

3．LCD显示电路

LCD使用的是6位数字8段液晶模块(SMS0601)和5位数字8段液晶模块(SMS0501C)液晶模块采用I2C方式与C8051F350连接，该方式接口简单，占用资源少。

4．其它电路

外接100K的晶振，以降低功耗。

蜂鸣器电路，可以与衡器键盘操作配合或提示特殊的工作状态。

JTAG口可以在线调试和软件在线升级

方案优势

● 工作电压：3.3V
●工作电流：小于500цA
●参考测量范围：0~10Kg

原理及实物图