針對電子秤精度較低以及需要聯網的需求，本文以STM32F103C8T6 單片機為微控制器，設計了一種基于無線傳輸的電子秤系統，底層電子秤與接收終端使用 ＲFID 芯片 nＲF905 通信。論文對整個硬件平臺的搭建以及各個部分硬件電路的設計以及軟件的設計思路進行了闡述。本文設計的電子秤系統，具有精度高、數據無線傳輸的功能，具有一定的使用價值。

0.引  言

目前，臺式電子秤使用已經相當普遍，但存在一定的局限: 體積大、成本高、精度較低、需要工頻交流電源供電，應用場合也需提供保障配置。同時，隨著零售業的發展，大中型超市以及超市中的商品種類也日趨繁多，此時僅是依靠傳統的電子秤稱重并由人工記錄維護，效率較低，而且出錯的幾率也難以精確控制。因此，能夠聯網并自動傳輸數據的高精度新型電子秤，即呈現出廣闊應用前景和一定的應用價值。

近年來，國內外研究者對無線傳輸的電子秤展開了探討論述。張文莉基于 ZigBee 技術，設計了一種無線多秤盤高精度電子秤 ，該系統以STM32 為核心，采用多秤盤同時對多種商品進行稱重，每個秤盤作為一個 ZigBee 節點。基于恒流源研創了一種遠距離高精度的電子秤 。則開發了一種基于手機 WiFi 熱點的電子秤自動化質監系統，系統采用 HLK－ＲM04 為無線芯片，從電子秤串口獲得數據，通過手機 WiFi 發送到手機實現監測。

綜合前述過程設計成果，本文則擬將基于 ＲFID 射頻識別芯片 nＲF905，采用低功耗單片機 STM32F103C8T6 為核心24 位串行 AD 芯片 CS5460C 為數據采集單元，研究提出了基于無線傳輸的電子地磅系統，實現超市電子秤智能化，而且也提高了電子秤數據采集傳輸的效率。

1.系統總體方案

基于無線傳輸的電子秤系統在整體上涉及了多個電子秤終端以及數據匯聚終端這 2 大內置功能部分。其中，電子秤終端由STM32F103C8T6 單片機、nＲF905 無線傳輸模塊、稱重傳感器及調理電路以及人機接口電路組成，主要完成商品稱重及數據傳輸; 數據匯聚終端由 nＲF905 無線接收模塊和監控計算機組成，用于設計接收各個電子秤節點的稱重數據信息，并對數據定制執行規范處理。各個電子秤節點通過 nＲF905 發送相應信息到數據匯聚終端，數據匯聚終端根據不同節點信息，進行分類統計和數據處理。系統硬件架構如圖 1 所示。

2.系統硬件電路設計

電子秤節點包括單片機最小系統電路、電源電路、傳感器信號調理電路、AD 轉換接口電路、nＲF905 無線發射電路以及人機接口電路。在此，將針對設計中的重點電路給出如下研究論述。

2.1單片機最小系統

單片機最小系統中所采用的微控制器是 STM32F103C8T6。這是一款 STM32 系列增強型的 32 位單片機，具有豐富的外設配置和優良的可靠性。單片機最小系統電路原理可如圖 2 所示。圖 2 中，時鐘電路的外部晶振采用 8MHz 的無源晶振，電容采用了 20 pf 的瓷片電容。系統復位電路采用手動和上電復位兩種，便于實驗調試。

2．2 電源電路

本系統電源需要輸出 5 V 和 3．3 V 電壓。其中，AVCC 是

供給 AD 轉換芯片 CS5460C 的模擬電壓，VDD3． 3 是數字電源。系統并未設計單獨的模擬電源和數字電源，而是通過磁環和 0 歐電阻吸收數字系統的噪聲得到模擬電源。電源電路如圖 3 所示。圖 3 中，+ 5 V 電源接低功耗電壓調節器SPX1117－3．3，得到 3．3 V 模擬電源，通過磁環和 0 歐電阻得到 3．3 V 數字電源。

2．3 傳感器信號調理電路

傳感器信號調理電路由電阻式橋式電路、信號放大電路及低通濾波電路組成，信號調理電路的輸出為 IN+和 IN－，電路設計的結果展現如圖4 所示。

稱重傳感器采用電阻應變片式傳感器，通過橋式電路輸出與商品重量成正比的直流電壓信號，由于直流電壓信號比較微弱，而且含有交流成分，因此需要設計信號放大電路和低通濾波器進行信號調理。

信號放大電路和低通濾波器由 U5、Ｒ11、Ｒ13、Ｒ14、C11、 C12 等元件組成。電壓放大倍數為:

2．4  AD 轉換電路

系統 AD 轉換器采用 24 位串行 AD 轉換器 CS5460C。CS5460C 具有穩定性好，精度高的特點，電路原理則如圖 5 所示。

其中，VCC 電源 5 V 經過 10 K 電阻分壓到 0．84 V，接到CS5460C 的參考電壓端 Vrefin。信號調理電路輸出的 IN+和IN－接到 AD 轉換器的 9腳和 10 腳。C1、C5、C6 為濾波電容。電路采用 4．096MHz 的晶振提供系統主時鐘。

CS5460C 與單片機 STM32F103C8T6 通過串行接口進行通信。/CS 是片選控制輸入線，低電平有效; SDI 為串行數據輸入線，SDO 為串行數據輸出線，SCLK 為串行時鐘輸入線，用于控制 CS5460C 與單片機之間數據傳輸同步。

2．5  nＲF905 無線發射電路

電子秤節點與數據匯聚終端在實現上是基于 ＲFID 無線傳輸的 nＲF905 芯片，其工作電源電壓為 3．3 V，通過 SPI 的接口方式能夠直接對其進行編程配置。nＲF905 應用電路如圖6所示。

3.系統軟件設計

系統采用了 C 語言編程。分析后可知，軟件研究的重點主要是圍繞著壓力傳感器對不同物品重量檢測的函數算法模型開發和無線傳輸程序設計。系統首先對單片機的串口、中斷和顯示模塊進行初始化，并不斷對單片機的各模塊接口電路的 I /O 口循環展開檢測，每當檢測到壓力傳感器有測量信息時，就將測量到的數據引入功能特征處理，并在顯示函數和ＲFID 無線傳輸函數中進行再次計算，然后再分有線和無線兩種途徑提供效果顯示。主程序研發流程即如圖 7 所示。

4.系統測試

調試過程中，用 1 組 20 g 的砝碼代替不同的重物來研究生成設計測試。準備就緒后，分別向稱臺上放上數目不同的砝碼，讀取稱量值，并記錄下來。測量都會存在誤差，測量結果如表 1所示。由表 1 測量數據可知，系統最大相對誤差小于 0．4%。

5.結束語

本文將 STM32F103C8T6 單片機、nＲF905 無線發射模塊、AD 轉換器 CS5460C 通過功能集成融合，并配置有軟件主題流程開發，最終設計得到了一種高精度無線傳輸的電子秤系統，實現超市電子秤智能化，具有一定的推廣價值。