基于AVR单片机多功能电子秤设计

2.3 高精度A/D转换

　　称重传感器输出的是mV级的电压信号，本设计采用AD7705对信号进行采集。AD7705是AD公司推出的一种基于∑-△转换技术的16位A/D转换芯片，它具有高分辨率、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，适合于称重系统中微机信号处理的需求。其具有可编程增益放大器，增益范围1～128，可与压力传感器直接相连，使用同步串行SPI接口，可以与AVR单片机的硬件SPI接口直接相连，其电路连接图如图3所示。

　　当传感器加上满量程重量5kg时，传感器在5V的工作电压下取得15mV的输出电压。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128时，对应的满量程输入电压即为15mV。

　　2.4 人机通讯

　　人机通讯包括键盘扫描、LCD、蜂鸣器报警三个部分，键盘采用4×4矩阵扫描键盘，接在单片机的PC口;显示部分采用的是LCD1602液晶，能够同时显示16×2即32个字符。1602液晶模块内部的字符发生存储器(CGROM)已经存储了160个不同的点阵字符图形，编程时可以用AS-CII码直接赋值，还可以用字符型常量或变量赋值;蜂鸣器的作用是当称重物品超出传感器的量程时，以鸣响报警提示用户。

　　3 软件设计

　　系统软件开发平台为WinAVR，开发语言为C语言。为了方便程序调试和提高可靠性，程序设计采用自上而下、模块化、结构化的程序设计方法。本设计按任务模块划分的程序主要有初始化程序、主程序、A/D转换子程序、LCD显示子程序、键盘扫描子程序。

　　系统工作时分为初始界面模式和称重模式，可设一标志位进行更改以及判断。在初始界面中，液晶屏第一行显示"Place object!”，提示用户可以在电子秤上放置想要称重的物品;第二行显示"Price：”，提示用户输入物品的单价。

　　随后系统进入键盘扫描状态，当相应的称重按键被按下时，单片机控制AD7705进行AD转换，把得到的结果进行处理后通过LCD显示出来。显示包括物品的重量和总价，称重精度为1g。以此不断地循环完成对物品的实时测量。主程序流程图如图5所示。

　　4 结束语

　　文章提出了一种基于ATmega16单片机的数字电子秤的设计，充分发挥了AVR单片机的强大的控制能力，通过称重传感器和16位的AD7705转换器实现了对重量的高精度测量，具有成本低、稳定性强、电路简单等特点。系统在电子秤的实际应用中得到了满意的效果。