智能电子产品设计与制作 课件 项目四 电子秤的设计与制作

4.1电子秤的设计与制作－项目介绍电子秤的项目介绍1项目引入2项目描述3项目目标4项目分析主要内容电子秤的项目介绍1.项目引入工业农业商业教育实验室食品化工电子秤的项目介绍2.项目描述容量：5000gx1g显示：5位LCD段码屏两个按键：开关机、标定、清零稳定指示标记自动零跟踪电源供电：12V交流适配器和3节AA电池电池寿命：100小时电子秤的项目介绍3.项目目标知识目标了解力传感器的基本原理及技术指标。掌握电路PCB设计的步骤与方法。掌握传感器标定原理及软件设计方法。能力目标能根据设计要求完成系统框图设计、方案选择和硬件框图设计。能用EDA软件进行原理图和PCB设计。能按需求完成软件功能设计。能完成PCBA的制作与调试。能完成整机的装配和调试并能根据技术指标进行整机性能测试。电子秤的项目介绍3.项目目标素养目标善于从不同的角度思考问题，并积极探索解决问题的方法。能对所学内容进行全面总结，并举一反三。善于借鉴他人经验，发挥团队协作精神，具有团队意识。电子秤的项目介绍4.项目分析任务一：电子秤的原理图设计任务二：电子秤的PCB设计任务三：电子秤的软件设计任务四：电子秤的调试谢谢观看！4.2电子秤的设计与制作－力传感器介绍力传感器介绍1力传感器简介2力传感器组成3悬臂梁式传感器4本项目传感器介绍主要内容力传感器介绍1.力传感器简介力传感器是将各种力学量转换为电信号的器件。力传感器介绍2.力传感器组成力传感器一般有3部分组成：弹性敏感元件转换元件测量电路下图是力传感器的测量示意图：力传感器介绍3.悬臂梁式传感器电阻应变式传感器中最常见的是双孔悬臂梁式。ABCD力传感器介绍4.本项目传感器介绍参数单位技术要求额定载荷kg10灵敏度输出mV/V1.1±0.1零点载荷输出mV/V≤±0.45非线性误差%FS≤±0.05重复性误差%FS≤±0.05输入阻抗Ω1055±10输出阻抗Ω1000±5安全过载范围%FS150推荐激励电压V＜9线束：红：+EXE，黑：-EXE，绿：+SIG，白：-SIG谢谢观看！4.3电子秤的设计与制作－电子秤的方案设计电子秤的方案设计1项目要求2系统框图3核心器件选择4硬件框图主要内容电子秤的方案设计1.项目要求电子秤的外壳已设计好。2种电源输入：12V交流适配器输入和3节AA干电池。2个机械按键：左键为Cal键，右键为On/Zero/Off键。显示屏：TN液晶显示屏。电子秤的方案设计2.系统框图电子秤的方案设计3.核心器件选择处理器选择工作电流电池寿命/h整机电流/mA传感器电流/mA其他电路/mA10016３132008353005.332.3处理器的工作电流选定在1mA以下。集成LCD驱动集成EEPROM电子秤的方案设计3.核心器件选择处理器选择选择MCU型号为ST公司的STM32L053R8T6。超低功耗内核:带MPUArm®32位Cortex®-M0+存储器：64KFlash，8KBSRAM，2KBEEPROMGPIO口：最多51个LCD驱动：最多驱动8×28个段丰富的模拟外设：12位ADC、DAC，2个比较器通信外设：USB、USART、SPI、I2C定时器：9个电子秤的方案设计3.核心器件选择ADC选择

根据传感器的技术指标，进行如下计算：

本项目电子秤至少选用24位的ADC，综合考虑，选用HX711。电子秤的方案设计4.硬件框图谢谢观看！4.4电子秤的设计与制作－电子秤的原理图设计电子秤的原理图设计1电源电路设计2ADC电路的设计3处理器最小系统设计主要内容电子秤的原理图设计1.电源电路设计设计要求同时输入两种规格的电源：12V交流适配器和电池两种输入。On/Zero/Off键：同时实现电源开关控制或者电子秤清零操作。电子秤的原理图设计1.电源电路设计要求解读交流适配器的电压是12V输入。3节AA电池串联4.5V输入。两种电源供电输入经过电子开关由电源稳压芯片转为成3.3V。电源稳压芯片需要考虑２个问题。电子秤的原理图设计1.电源电路设计电源电路原理图电子秤的原理图设计2.ADC电路设计电子秤的原理图设计3.处理器最小系统设计谢谢观看！4.5电子秤的设计与制作－电子秤的PCB设计电子秤的PCB设计1PCB的约束条件2PCB布局3PCB布线4PCB后期处理主要内容电子秤的PCB设计1.PCB的约束条件电子秤的PCB设计2.PCB布局电子秤的PCB设计3.PCB布线PCB规则设置：线宽：≥10mil，电源线30mil，模拟线20mil。间距：≥7mil，敷铜16mil。过孔：外径≥24mil，内径≥12mil。电子秤的PCB设计4.PCB后期处理PCB后期处理主要包括泪滴、敷铜、地线打孔，调整丝印、接口标注信号丝印、加PCB板名称和版本号、产生Gerber文件，下面依次说明。谢谢观看！4.6电子秤的设计与制作－电子秤的软件设计电子秤的软件设计1电子秤的软件功能2STM32CubeMx配置3电子秤的硬件驱动4电子秤的软件实现主要内容电子秤的软件设计1.电子秤的软件功能硬件驱动：LCD显示屏，按键，HX711等重量的显示按键的开机、关机、清零、标定功能稳定指示标记自动零跟踪电子秤的软件设计2.STM32CubeMx配置序号资源名称引脚序号资源名称引脚备注1LCD

（1/4DutyCycle,1/3Bias,12*4,3.26V)COM0PA817USART1USART1_RXPB7

2COM1PA918USART1_TXPB6

3COM2PA1019GPIOHX711_DOUTPB12HX711数据4COM3PB920HX711_SCKPB13HX711时钟5SEG0PA121K1PC0右边按键6SEG1PA222K2PC1左边接键7SEG2PA323PWR_ONPC13控制开关机8SEG3PA624LD1PB14LED灯9SEG4PA725ADC(IN0)BATPA0检测输入电压10SEG5PB0

11SEG6PB1

12SEG7PB3

13SEG8PB4

14SEG9PB5

15SEG10PB10

16SEG11PB11

电子秤的软件设计3.电子秤的硬件驱动LCD显示屏，按键，HX711

[Unit/Cal]键[On/Off/Zero]键电子秤的软件设计4.电子秤的软件实现谢谢观看！4.7电子秤的设计与制作－电子秤的调试电子秤的调试1任务描述2PCBA调试3整秤装配4整秤性能测试主要内容电子秤的调试1.任务描述PCBA调试电子秤整机装配电子秤性能测试电子秤的调试2.PCBA调试电子秤的调试2.PCBA调试序号测试项目内容1电源短路测试用万用表检查电源+12V(J1-1)、+4.5V(J1-2)、+3.3V(J2-1)、GND(J1-3)两两是否短路2上电测电压加5V电源到输入J1(J1-2接+5V，J1-3接GND)，按住S1键，用万用表测3.3V(J2-1)电压值是否正确3下载测试程序用keil打开测试程序，用仿真器将测试程序下载到单片机4测试LED灯观察板子上LD1发光二极管是否闪烁(1s亮1s灭)5测试按键打开串口助手，测试S1和S2键短按或长按，看串口是否显示:

“key1press...”;

“key2press...”;

“key1longpress...”;

“key2longpress...”;6测试ADC将秤台接到板子的J5口，打开串口助手，串口显示AD内码值

（跳动1~2个字），记下空秤台和100g的AD内码值

，两个内码值的差值应该在350~450之间7LCD显示LCD显示屏显示当前AD内码值

，看显示屏是否显示正确，有无缺笔画电子秤的调试3.电子秤的整秤装配序号电源线PCBA112V(黄色)J1-124.5V(红色)J1-23GND(黑色)J1-3电子秤电源接线表序号传感器线PCBA1EXE+(红色)J5-12