基于C8051F350的超市电子计价秤的设计

　　电子计价秤是与人们日常生活密切相关的电子衡器,通常是指称量范围在3~30kg内带有计价功能的商用案秤,广泛应用于超市、大中型商场、物流 配送中心和集贸市场等批发及零售场所.目前我国电子计价秤产品的整体水平不容乐观,部分小型企业产品质量差且技术力量薄弱,设备不全,缺乏产品的开发能 力,产品质量在低水平徘徊.抽查中反映出的主要问题有:温度试验项目不符合标准规定、湿热试验项目达不到标准要求、抗电脉冲串试验和抗静电放电试验项目不 合格.研制质量高、经济实用且带有条码阅读器的超市电子计价秤,对商场超市的信息网络管理,实现商用秤在商场、超市中的应用,提高产品的市场竞争力具有重 要意义.

　　1　系统总体方案

　　系统能用键盘和条码阅读器设置单价,加重后能同时显示重量、金额和单价;具有去皮功能和总额累加计算功能;能显示购物清单、商品名称或代号,清 单内容包括:商品名称、数量、单价、金额、本次购物总金额;能量示购货日期和收银员编号、售货单位名称,且全部内容采用中文显示.根据需要实现显示、打印 等功能,或者对数据进行必要的处理后送交上位机,由上位机对数据进行再处理,满足了生成报表、存储、称重管理、误差分析等功能.系统硬件设计结构图如图1 所示.

　　硬件电路模块分为A/D接口模块、单片机接口模块(主机模块)、人机联系模块(LCD显示器接口)、通信接口模块等.软件模块又可分成监控程序(包括初始化、显示管理、中断管理等)、中断处理程序及各种测量和监控算法等功能模块.

　　2　硬件设计

　　2.1　传感器的选择

　　要达到设计的性能要求,传感器的精度起着决定性作用,本系统选用高精度电阻应变式传感器.该传感器的工作原理为:采用全桥式等臂电桥为基本线 路,用敏感元件———箔式电阻应变片作为桥臂并粘贴在金属悬臂梁的弹性表面上,当外力对弹性体(弹性元件,敏感梁)作用时,电桥相对桥臂的电阻应变片(转 换元件)受到拉伸或压缩,应变片变形后,它的阻值将发生变化(增大或减小),从而使电桥失去平衡,产生相应的差动信号,供后续放大电路测量和处理.

　　2.2　模拟信号输入放大电路设计

　　因称重传感器转换后的电压信号是幅度很小的微伏级信号,很难直接进行模拟转换,因此需要对该模拟信号进行放大处理.本系统选用集成运放OP07 构成三运放同相输入并串联差动放大器电路[1],以满足测量精度的要求.该放大电路具有较强的抑制共模信号的能力,能将差模信号放大到足够大的倍数,且可 以提高灵敏度,减小非线性,差模放大倍数数值愈大,共模抑制比愈高.当输入信号中含有共模噪声时,也将被抑制.该电路实现双端输入,双端输出,通过调节可 调电阻W1可以调节放大倍数.U3构成电压跟随器,通过调整输入端电位器W2,以调整U3输出,再与U2输出相加,使传感器压力为零时,电路输出电压也为 零,即对电路调零.该电路实现简单,能实现较大放大倍数的放大.根据需要将传感器电压变化0.1mV/kg,放大1 000倍后为0.1V/kg,满足AD的电压输入要求,无须进一步转换.模拟信号放大原理如图2所示.