基于中颖SH79F085单片机的电子秤应用

　　芯片介绍

SH79F085是上海中颖电子自主研发的集成20位Σ-Δ ADC的CMOS单芯片MCU，是一款专业应用于商用电子秤的SoC芯片。根据厂家规格资料显示，集成的ADC具有20位分辨率，16位以上的有效精度。一般而言，商业衡器的分辨率在1/3000，最高达1/10000。为确保称重时的稳定性与精准度，电子秤内部的分辨率必须高于外部分辨率一个数量级，通常是5倍以上，也就是内码是外码的5倍以上。而SH79F085内置ADC的可用有效输出码达26万以上，因此，ADC精度性能完全能满足中准确度商业衡器应用，如果在用户端软件加以滤波处理，也能满足高准确度精密衡器应用。

SH79F085是一种高速高效率8051兼容单片机。在同样振荡频率下，与传统的8051芯片相比它具有运行更快速、性能更优越的特性。

　　SH79F085保留了标准8051芯片的大部分特性。内部资源包括适合于程序和数据的8K字节Flash，512字节RAM和4个16位定时器/计数器，1个UART和外置中断INT0、INT1、INT2。

　　SH79F085不仅包含EUART标准通讯模块，而且还集成了20位Σ-Δ模数转换器模块(ADC)和可编程增益放大器(PGA)。为达到高可靠性和低功耗，SH79F085集成了看门狗定时器，具有低电压复位功能，并提供2种低功耗省电模式。

　　SH79F085内置128KHz RC振荡器和16.6MHz RC振荡器，系统时钟选择128KHz RC振荡器时，系统功耗约30uA；当系统进入掉电模式时，最低系统功耗仅3uA。在掉电模式下，可通过设定定时器3(timer3)来进行时钟唤醒，以固定的间隔频率开启传感器供电电源VDDR，采样传感器称重状态，如果检测到有重量变化，系统进入正常称重计量模式；否则关闭VDDR，系统返回到掉电待机模式，这样能有效节省系统功耗。因此，SH79F085单片机十分适合低功耗系统应用，特别是蓄电池和干电池产品应用。

　　电路原理

　　图3为本文方案的电路原理图，可以看到选用该方案电路结构精简，用到的外围器件很少。SH79F085单片机工作电压为3.0V～5.5V，内置LDO稳压源输出2.7V电压(VDDR)给传感器供电。AIN2差分端口为称重传感器信号输入，AIN0差分端口为电池电压检测输入。此外，SH79F085内置VREF基准电源，可编程输出范围为：0.1V～0.8V，根据实际需求可通过寄存器来调节输出范围。

　　在PCB布局时，最重要的是模拟部分和数字部分分开，以避免数字电路的高频噪声对模拟电路的干扰，在本文设计中，数字地与模拟地之间采用单点接地方法。另外，称重传感器输出走线应尽量短，且走线对称，以提高系统抗干扰性能和稳定性。

　　本文小结

　　本文描述了基于中颖SH79F085单片机的电子秤设计方案，充分利用了该芯片内置的高精度Σ-ΔAD转换器，整体方案具备电路简单、低功耗、高精度分辨率以及实用性强等特点，具有较高的设计参考价值，适合商业衡器和精准衡器方案推广使用。由于SH79F085内置高精度ADC和PGA，同样也适合工业温控仪表等小信号采集设备应用。