基于FS511的称重电路设计

　　近年来, 电子称重技术和电子衡器产品的一个重要发展方向, 就是从静态称重向快速称重、低速动态称重和动态称重方向发展, 应用领域不断扩大。 因此对称重传感器除准确度高, 稳定性好, 工作寿命长等要求更高。当前称重系统采用多为应变式传感器，一个好的电子称重系统，除了选择性能好的传感器外，处理电路的设计至关重要，而最重要的是数据处理环节。本文采用的 FS511 数据处理芯片能较好的解决这个问题。

　　1 FS511 的主要特点

　　FS511 是富晶半导体股份有限公司推出的一款高精度低功耗模数转换芯片。该芯片内核是一个18 位精度的 ΔΣADC，除 ΔΣ ADC 以外，其内部还集成了运算放大器 OPAMP、低通滤波器、数字滤波器，可对输入信号进行多次滤波处理，实现高精度AD 转换。 在 5V 工作电压下， 该芯片耗电仅为1.2mA， 功耗小。 该芯片与外部微处理器接口采用SPI 总线。 另外，芯片内部设有多种控制寄存器，用户可根据自己需要对它们进行不同的配置，从而得到不同的 AD 转化频率、输出速率、AD 精度等。

　　该芯片可广泛用于电子秤， 传感器测量装置，高精度数据采集系统。

　　FS511 的主要特点：

　　1)ΔΣ ADC，18 位转换精度 ，10HZ 输出速率( 可编程) ;2)线性误差：±0.005%;3)工作电压范围：4.5V-6V;4)4MHz 晶振;5) 工作电流小于 1.2mA，睡眠模式电流约为 1uA;6) 与微处理器接口采用 SPI总线;7)低噪声 OPAMP;

　　2 引脚功能

　　FS511 采用 20 脚 DIP 或 SOP 封装，其引脚排列如图 1 所示，各引脚基本功能如下( 括号中为引脚号)：

　　VDD( 12) ：模拟电源正极。需与一个 5V 直流电源( 或者电池)相连并连接一 0.1?F 电容旁路到模拟地同时用一个 10?F 的电容并联到模拟地;

　　VSSA( 11) ：模拟地;

　　VCC(14):数字电源正端。 该脚也应用一 0.1?F电容旁路到数字地同时用一个 10?F 的电容并联到数字地;

　　VSS(13):数字地;

　　XTALO,XTALI(15,16):连接 4M 晶振，同时在晶振两端并接一 1M 电阻。 通过芯片内部的时钟电路可得到 83.33KHz 的时钟信号， 作为内部 ΔΣ ADC的转换频率。

　　/CS,SK,DI,DO/IRQO(20,19,18,17):这四个管脚模拟 SPI 总线与微处理器进行数据传输。 /CS 为片选，低电平有效;SK 为 SPI 时钟输入，可由外部输入时钟信号或者通过微处理器模拟一时钟信号;DI为 SPI 数据输入， 外部微处理器通过 DI 口给FS511 芯片输入初始化命令;DO/IRQO 为 SPI 数据输出或中断请求输出， 当 FS511 完成 AD 转换后，转换结果通过 DO 输出到外部微处理器;

　　OPP,OPN,OPO (5,4,3) : 这三个管脚分别对应FS511 内部集成的运算放大器 OPAMP 的正端输入，负端输入及运放输出。 外部模拟信号通过 OPP,OPN 两管脚以差分形式输入芯片， 然后从 OPO 管脚单端输出。 可在外部搭建电路实现不同倍数的信号放大;