基于CSU8RP1001的太阳能衡器应用设计

太阳能衡器的应用

　　采用芯海科技的CSU8RP1001低功耗高速高精度优点，可以设计出太阳能人体秤和太阳能厨房秤。

　　(一)硬件设计

　　图2是太阳能衡器的典型应用原理图。采用3.5V/30µA的非晶硅太阳能电池将光能转换成电能，存储在C12普通电解电容上，然后送到CSU8RP1001内部电源管理模块。当电量达到可供系统工作时，主控芯片会通过VDDO引脚送到DVDD(数字模块)和AVDD(模似模块)供电，系统开始工作。VLCD、V2、V1、LCA、LCB是获取LCD偏置电压的外围器件。CA、CB上的电容是内部电荷泵的外围器件。VS是主控芯片内部稳压输出，除供给内部ADC作参考外，还通过C7滤波后，给压力传感器做激励电压。压力传感器的模拟变化量通过C9、C10、C11的低通滤波后，送至主控芯片的第一路差分输入通道引脚。主控芯片上的COM和SEG引脚是LCD驱动引脚。

　　(二)软件设计

　　参数配置：

　　以设计显示分度2000点的太阳能人体秤为例。为使整机工作功耗小于或等于15µA，将VS稳压电源输出配置成2.3V作为ADC的参考及传感器的电源，ADC的速度为7.8kHz，PGA = 68，指令周期为2MHz。其它I/O等资源根据实际使用情况可以进行任意配置。

　　软件流程:

　　太阳能衡器软件流程和传统衡器差异很大，主控芯片CSU8RP1001除LCD驱动模块全速工作外，其它模数模块均处于间隙工作状态。间隙工作的周期通过看门狗定时器来定时实现。流程图如图3，读取4笔A/D值，丢掉前二笔，后两笔进行算术平均，然后进行计算重量并显示，即进入睡眠，等待下一次的测量。

　　(三)太阳能衡器整机性能

太阳能人体秤的性能参数如下。

　　● 测量精度：0~180kg的量程，分辨率0.1kg。

　　● 工作电流：自动上秤待机工作电流小于6µA, 称重时的工作电流≤15µA。

　　● 若使用3.5V /30µA的太阳能电池供电，则可以在大于光强20 Lux下使用。

太阳能厨房秤：

　　● 测量精度：1~5000g的量程，分辨率：1g。

　　● 工作电流：待机工作电流小于4µA，称重时的工作电流≤30µA。

　　● 若使用3.5V /30µA的太阳能电池供电，则可以在大于光强25 Lux下使用。

　　(四) 应用注意事项

　　CSU8RP1001 应用于太阳能衡器，进入睡眠前，需关闭除显示外的所有模块，并设置好I/O口状态，以免有拉电流现象。保存校准数据时，每写完一个Word(字)就要延时10ms。

　　小结

　　基于CSU8RP1001开发的太阳能衡器的突出优点是：电路模块比使用国外品牌芯片的成本低30%以上;同时外围器件少，使整机的PCB(印制电路板)尺寸可以很小;整机测量精度同传统衡器一样，而且使用的太阳能电池尺寸同比芯海科技前期推出的CSU1101小30%以上。目前芯海科技可以向客户提供包括软、硬件的完整参考设计，其中此款芯片已在部分大型衡器厂商批量生产。

　　参考文献：

　　[1] CSU8RP10XX用户手册.深圳市芯海科技有限公司