AD7705在电子秤中的应用

　　1 引言

　　国家三级秤标准要求：称重数据与重物的绝对精度小于1/1000-1/5000,因此,经AD转换后输出数据的有效位应在13位以上。AD公司推出的由缓冲器和增益可编程放大器(PGA)、Σ-Δ调节器、可编程数字滤波器等组成的16位AD7705/06能直接将传感器检测到的微小信号进行A/D转换,其具有高分辨率、宽动态范围、自校准、优良的抗噪声性能以及低电压低功耗等特点,适合于称重系统中下微机信号处理的需要。设计中,我们确定AD7705的相应参数取：

　　输出数据更新速率：50Hz;

　　系统增益：64;

　　有效分辨率：15位。

　　2 硬件设计

　　要满足前面确定的AD7705参数,设计中AD7705的主时钟取：fCLK =2.4576MHz。

　　AD7705的串行数据接口包括5个：片选输入口 ,串行施密特逻辑输入时钟SCLK,数据输入口DIN,转换数据输出口DOUT,指示数据准备就绪的状态信号输出口 。其中当 为低电平时,转换数据可读取;否则不可读取。

　　设计中 可由AT89C51选中实现,也可接地;本设计中将 接地。

　　SCLK有两种基本的接线方式：①SCLK接AT89C51的P2口中未用的管脚(比如接P2.2),数据输入、输出端DIN、DOUT一同接P2口中未用的另一管脚(比如：P2.3)。在该种连接方式下,只能用手工编程模拟AD7705的通信时序以实现对AD7705的操作。②SCLK接AT89C51的同步脉冲输出端TXD,AD7705的数据输入、输出端DIN、DOUT一同接AT89C51的串行数据输入、输出端RXD。在该种连接方式下,对AD7705的数据的读取可按51系列单片机串行口的工作方式0完成,也可按①中的读写方式完成。本设计中按②中介绍的方式接线。可接普通P1、P2口中未用的管脚,通过程序查询该管脚是否为低电平,从而实现对AD7705中寄存器数据的读取。也可接AT89C51的外部中断1或中断0管脚,通过中断方式或中断查询方式实现对AD7705中寄存器数据的读取。本设计中接外部中断1管脚。

　　图1 称重传感器信号处理电路图

　　AD7705在称重系统中的连接方式

　　见图1。当在此传感器上施加满标度重量5吨重物时,传感器在5V工作电压下取得30 mV的满标度输出电压。5V工作电压经分压后为AD7705提供基准

　　电压,因此工作电压的变化不会产生系统误差。分压电阻为24kΩ和15kΩ,产生的基准电压为1.92V。当器件的可编程增益为64时,对应的满标度输入电压即为 30 mV。

　　3 软件设计

　　软件设计需主要考虑以下四个方面：

　　①AT89C51的初始化：硬件设计中如果用到中断,则需对单片机的中断系统进行初始化;软件设计中如果用到串口,则需对单片机的串口进行初始化。