基于CSU8RP1185芯片的压力开机人体秤系统方案设计

　　深圳芯海科技有限公司凭借强大研发和技术创新能力推出了一系列高性能 SoC 衡器计量芯片后，今年六月又成功推出了低成本高性能 SoC 衡器计量芯片 CSU8RP1185。该芯片可应用于人体秤、厨房秤、耳温枪、胎压计等健康电子产品的开发。本文将重点介绍基于 CSU8RP1185 实现人体秤压力开机的软硬件设计方法和建议。

　　1 前言

　　过去人体秤采用振动开机或者按键开机模式，使用时需轻触秤体，待秤开机归零之后方可称重。长期以来，实现人体秤压力开机是衡器系统工程师们研究的重点课题之一，更是广大消费者期待的功能。随着半导体技术的发展，高速、高精度ADC转换的成功开发使人体秤实现压力开机不再是难题。

　　压力开机是采用高速 AD间隙扫描传感器识别重量变化的原理，当识别重量变化达到 5kg 时人体秤则自动开机显示重量。采用压力开机原理的人体秤，直接站到秤体上即可称重，无需等待，较以往的开机模式更灵敏、便捷。压力开机人体秤作为一种更人性、更灵活的开机模式深受广大顾客的青睐，势必引领人体秤市场发展趋势。

　　深圳芯海科技有限公司 (以下简称“芯海科技”) 凭借强大研发和技术创新能力推出了一系列高性能 SoC 衡器计量芯片后，今年六月又成功推出 了 低 成 本 高 性 能 SoC 衡 器 计 量 芯 片CSU8RP1185。该芯片可应用于人体秤、厨房秤、耳温枪、胎压计等健康电子产品的开发。本文将重点介绍基于 CSU8RP1185 实现人体秤压力开机的软硬件设计方法和建议。

　　2成本之外的 CSU8RP1185 特性

　　当前，面临人民币升值，原材料价格、工人工资大幅上涨的现状，企业经营压力较 2008 年金融危机时期更明显加重。为了适应市场趋势，IC设计工程师必须尽最大可能地集成每一个外围器件并且压缩硅片尺寸，开发出高性能低成本的芯片满足厂商的低成本产品设计需求。CSU8RP1185最大程度地集成了外围器件，设计人体秤方案时外围只需 6 个贴片电容，比传统方案减少了一半的电子元器件。低成本的 SoC 衡器计量芯片CSU8RP1185 成功上市为衡器厂商提供了低成本的解决方案。CSU8RP1185 内置 128B 数据存储区，可以存储约20组校准数据，系统设计时无需外挂传统解决方案所要求的 24C02 存储器。

　　当前衡器产品成本的敏感性不言而喻，但成本绝非全部，电池供电产品的低功耗特性、温度补偿、可靠性都是必须关注的性能特性，下面分别给予分析。

　　2.1 低功耗延长电池使用寿命

　　人体秤采用一颗3V CR232 钮扣电池供电，为延长电池使用寿命，系统设计人员对低功耗有着无限的奢求。CSU8RP1185 芯片自身工作电流在1mA 以下，整机比传统方案低 1mA 以上。人体秤大部分时间处于待机状态，待机功耗直接决定了产品的电池使用寿命。系统工作电流在 2.3mA 以下 (整机以 1k 阻抗和灵敏度为 1mV/V 的传感器测试)，电池的使用寿命。CSU8RP1185 内置 500KHz采样率的高速 AD，最高 ADC 输出率可达 7.8KHz。在 ADC 输出率为 7.8KHz 的速度下，AD 有效精度依然可达 12 位，可以实现对传感器的高速扫描。在待机模式下，采用 WTD 定时 (1s 的周期) 扫描传感器，唤醒后配置成高速 AD，将前 3 笔 AD 值丢弃，采集第 4 笔和 5 笔做算术平均获取到的高速 AD 值。整个时间只需 0.8ms，其他时间都处于Sleep 状态，Sleep 状态功耗小于 2uA，由此，待机平均电流如下：