CN107966202A - 电子秤称重模块及其实现方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了电子秤称重模块及其实现方法，称重模块包括传感器、AD转换器U3、单片机U2、三端稳压器U1、串口转换器U4和电源；传感器采集两路模拟差分信号并通过信号滤波电路进入AD转换器U3的模拟信号输入端AIN+和AIN‑；AD转换器U3的数字信号输出端DOUT连接单片机U2的信号端口；单片机U2的信号发送端口RXD和信号接收端口TXD分别与串口转换器U4的信号接收端口TIN和信号发送端口R1OUT连接通讯；串口转换器U4的信号发送端口T1OUT和信号接收端口R1IN用于分别与PC上位机的收发接口连接。本发明能将重量数据传输至PC上位机或者其他设备，提高电子秤的使用范围，可以与外部***结合使用。本发明的电路部分与市场上同类产品价格更加低廉。

Description

电子秤称重模块及其实现方法
技术领域
本发明涉及通讯领域，具体涉及电子秤称重模块及其实现方法。
背景技术
电子称是利用胡克定律或力的杠杆原理测定物体质量的工具，当物体放在秤盘上时，压力施给传感器，该传感器发生形变，从而使阻抗发生变化，同时使用激励电压发生变化，输出一个变化的模拟信号。该信号经放大电路放大输出到模数转换器。转换成便于处理的数字信号输出到CPU运算控制。CPU根据键盘命令以及程序将这种结果输出到显示器，直至显示这种结果。
现有的电子称一般是独立的，也就是信号的采集、处理与结果的显示均是在一个模块内实现，无法与外部实现通信，即无法与外部的***结合使用；另外，现有的电子称功能较简单，一般只能称重，获得物体质量，无法采集其他数据。
发明内容
为了解决以上技术问题，本发明公开了电子秤称重模块及其实现方法。
本发明采用的技术方案是：
电子秤称重模块，包括传感器、AD转换器U3、单片机U2、三端稳压器U1、串口转换器U4和电源；所述电源经过三端稳压器U1分别连接到传感器、AD转换器U3、单片机U2和串口转换器U4供电；
所述传感器采集两路模拟差分信号并通过信号滤波电路进入AD转换器U3的模拟信号输入端AIN+和AIN-；所述AD转换器U3的数字信号输出端DOUT连接单片机U2的信号端口；所述单片机U2的信号发送端口RXD和信号接收端口TXD分别与串口转换器U4的信号接收端口TIN和信号发送端口R1OUT连接通讯；所述串口转换器U4的信号发送端口T1OUT和信号接收端口R1IN用于分别与PC上位机的收发接口连接。
传感器为压力传感器。
本发明能将重量数据传输至PC上位机或者其他设备，提高电子秤的使用范围。可以与外部***结合使用，例如ERP***，ERP***能方便采集电子秤重量，实现ERP***与电子秤一体化。
具体地，所述电源依次通过电源开关K1、防倒灌二极管D1、输入滤波电路进入三端稳压器U1的输入端，三端稳压器U1的输出端通过输出滤波电路分别连接到传感器、AD转换器U3、单片机U2和串口转换器U4供电。
进一步地，所述防倒灌二极管D1包括两个相互并联的二极管，所述输入滤波电路包括相互并联的电解电容C1和陶瓷电容C2，所述输出滤波电路包括相互并联的陶瓷电容C3和电解电容C4。
进一步地，所述单片机U2采用SH88F2051SOP16芯片。采用此单片机成本低廉，并可以达到重量数据处理的目的。
更进一步地，所述单片机U2还连接有扩展接口CN3。扩展接口用于与显示屏、手机、平板电脑或其他设备连接。
再进一步地，所述单片机还连接有电源指示电路。用于指示单片机工作时的供电状态。
电子秤称重模块的实现方法，包括如下步骤：
S1、传感器采集两路模拟差分信号通过AD转换器转换成数字信号；
S2、将步骤S2的数字信号输入单片机中处理成包括重量和重量状态的重量数据；
S3、将重量数据通过串口转换器传输至PC上位机。
具体地，所述重量状态包括稳定状态、零点状态、皮重状态和超载状态。
进一步地，所述步骤S3中，所述重量数据为包含有重量、稳定状态、零点状态、皮重状态和超载状态的十进制字符串，然后转换成ASCII码后传输至PC上位机。
更进一步地，所述重量数据还可通过与单片机连接的扩展接口传输至手机、平板电脑或显示屏。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
本发明能将重量数据传输至PC上位机或者其他设备，提高电子秤的使用范围，可以与外部***结合使用。本发明的电路部分与市场上同类产品价格更加低廉。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅表示出了本发明的部分实施例，因此不应看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它相关的附图。
图1是本发明的电路原理图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明。本发明的实施方式包括但不限于下列实施例。
实施例
如图1所示，电子秤称重模块，包括压力传感器、AD转换器U3、单片机U2、扩展接口CN3、三端稳压器U1和串口转换器U4。
直流5V电依次通过电源开关K1、防倒灌二极管D1、输入滤波电路进入三端稳压器U1的输入端，三端稳压器U1的输出端通过输出滤波电路、第一电源滤波电路分别接压力传感器、AD转换器U3模拟供电端AVDD、数字供电端DVDD和参考电压端VRef。
本实施例中，防倒灌二极管D1包括两个相互并联的二极管，输入滤波电路包括相互并联的电解电容C1和陶瓷电容C2，输出滤波电路包括相互并联的陶瓷电容C3和电解电容C4，第一电源滤波电路为由陶瓷电容C11、陶瓷电容C12、陶瓷电容C13、电感L3组成的“π型”滤波电路。
三端稳压器U1的输出端还通过输出滤波电路、第二滤波电路与单片机U2的电源端VCCL连接，第二滤波电路包括陶瓷电容C5。
三端稳压器U1的输出端还通过输出滤波电路、第三滤波电路与串口转换器U4的电源端VCC连接。第二滤波电路包括陶瓷电容C14。
压力传感器采集两路模拟差分信号，并通过信号滤波电路进入AD转换器U3的模拟信号输入端AIN+和AIN-。
AD转换器U3的数字信号输出端DOUT连接单片机U2的信号端口，并且AD转换器U3的时钟端SCLK与单片机U2的时钟端口连接。
单片机U2的信号发送端口RXD和信号接收端口TXD分别与串口转换器U4的信号接收端口TIN和信号发送端口R1OUT连接通讯，用于数据收发。
串口转换器U4的信号发送端口T1OUT和信号接收端口R1IN分别与PC上位机的收发接口连接。
扩展接口CN3与单片机U2连接，扩展接口用于与显示屏、手机、平板电脑或其他设备连接。
本实施例中，单片机U2还连接有电源指示电路。
本实施例中，AD转换器U3采用HX710芯片。
本实施例中，单片机U2采用SH88F2051SOP16芯片。
本实施例中，串口转换器U4采用SP3232EEN芯片。
电子秤称重模块的实现方法，包括如下步骤:
S1、压力传感器采集两路模拟差分信号通过AD转换器转换成数字信号；
S2、将步骤S2的数字信号输入单片机中处理成包括重量和重量状态的重量数据；
S3、将重量数据通过串口转换器传输至PC上位机，或者通过扩展接口传输至手机、平板电脑或显示屏。
本实施例中，重量状态包括稳定状态、零点状态、皮重状态和超载状态。
本发明能将重量数据传输至PC上位机或者其他设备，提高电子秤的使用范围。可以与外部***结合使用，例如ERP***，ERP***能方便采集电子秤重量，实现ERP***与电子秤一体化。
在步骤S3中，重量数据为包含有重量、稳定状态、零点状态、皮重状态和超载状态的十进制字符串，然后转换成ASCII码后传输至PC上位机或者其他设备。
本实施例中，例举两种格式：
格式1：
十进制字符串格式：#0A Nn003.000000.0000100#1C#0D。
ASCII格式：0A 4E 6E 30 30 33 2E 30 30 30 30 30 30 2E 30 30 30 30 31 3030 1C 0D。
格式说明：
第1位：起始位‘#0A’ASCII码中的换行符。
第2-3位：表示电子秤当前为称重状态‘Nn’。
第4-10位：表示电子秤当前重量3KG‘003.000’。
第11-17位：表示皮重状态为0(没有皮重)‘000.000’。
第18-21位：表示电子秤当前称重状态。‘0100’第18位代表超载，标识符如果是0表示没有超载，如果是1表示超载；第19位代表稳定，标识符如果是0表示不稳定，如果是1表示稳定；第20位代表零点，表示符如果是0表示不在零点，如果是1表示在零点；第21位代表皮重，表示符如果是0表示没有皮重，如果是1表示有皮重。
第22位：#1C表示校验位(ASCII码中的分割符‘FS’)。
第23位：#0D表示结束位。
格式2：
十进制字符串格式：#1#2S#20 03.000kgb#3#4#0。
ASCII格式：01 02 53 20 30 33 2E 30 30 30 6B 67 62 03 04 00。
格式说明：
第1-2位：表示起始位‘#1#2’(ASCII码SOH和STX)。
第3位：表示电子秤状态位‘S’(当状态位是‘S’表示电子秤为稳定状态，当前状态位是‘U’表示电子秤重量不稳，当前状态是‘F’表示电子秤重量溢出)。
第4-10位：表示电子秤实际重量3KG‘#20 03.000’(第一位‘#20’代表ASCII码中的空格标识符；如果是-3KG则为‘-03.000’；)。
第11-12位：表示当前重量单位‘kg’。
第13位：表示校验位。
第14位：表示称重状态位(转换为二进制状态下：第5位表示零位状态：1表示电子秤归零，0表示电子秤不归零；第6位为皮重状态：1表示电子秤有皮重，0表示电子秤没有皮重；第7位表示超载状态：1表示电子秤超载，0表示电子秤没有超载)。
按照上述实施例，便可很好地实现本发明。值得说明的是，基于上述设计原理，为解决同样的技术问题，即使在本发明所公开的结构基础上做出的一些无实质性的改动或润色，所采用的技术方案实质仍与本发明一样，故其也应当在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.电子秤称重模块，其特征在于，包括传感器、AD转换器U3、单片机U2、三端稳压器U1、串口转换器U4和电源；
所述电源经过三端稳压器U1分别连接到传感器、AD转换器U3、单片机U2和串口转换器U4供电；
所述传感器采集两路模拟差分信号并通过信号滤波电路进入AD转换器U3的模拟信号输入端AIN+和AIN-；
所述AD转换器U3的数字信号输出端DOUT连接单片机U2的信号端口；
所述单片机U2的信号发送端口RXD和信号接收端口TXD分别与串口转换器U4的信号接收端口TIN和信号发送端口R1OUT连接通讯；
所述串口转换器U4的信号发送端口T1OUT和信号接收端口R1IN用于分别与PC上位机的收发接口连接。
2.根据权利要求1所述的电子秤称重模块，其特征在于，所述电源依次通过电源开关K1、防倒灌二极管D1、输入滤波电路进入三端稳压器U1的输入端，三端稳压器U1的输出端通过输出滤波电路分别连接到传感器、AD转换器U3、单片机U2和串口转换器U4供电。
3.根据权利要求2所述的电子秤称重模块，其特征在于，所述防倒灌二极管D1包括两个相互并联的二极管，所述输入滤波电路包括相互并联的电解电容C1和陶瓷电容C2，所述输出滤波电路包括相互并联的陶瓷电容C3和电解电容C4。
4.根据权利要求1所述的电子秤称重模块，其特征在于，所述单片机U2采用SH88F2051SOP16芯片。
5.根据权利要求1-4任意一项所述的电子秤称重模块，其特征在于，所述单片机U2还连接有扩展接口CN3。
6.根据权利要求1-4任意一项所述的电子秤称重模块，其特征在于，所述单片机还连接有电源指示电路。
7.根据权利要求1-6任意一项所述的电子秤称重模块的实现方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、传感器采集两路模拟差分信号通过AD转换器转换成数字信号；
S2、将步骤S2的数字信号输入单片机中处理成包括重量和重量状态的重量数据；
S3、将重量数据通过串口转换器传输至PC上位机。
8.根据权利要求7所述的电子秤称重模块的实现方法，其特征在于，所述重量状态包括稳定状态、零点状态、皮重状态和超载状态。
9.根据权利要求8所述的电子秤称重模块的实现方法，其特征在于，所述步骤S3中，所述重量数据为包含有重量、稳定状态、零点状态、皮重状态和超载状态的十进制字符串，然后转换成ASCII码后传输至PC上位机。
10.根据权利要求7所述的电子秤称重模块的实现方法，其特征在于，所述重量数据还可通过与单片机连接的扩展接口传输至手机、平板电脑或显示屏。
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