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在廚房秤、人體秤、工業(yè)臺秤等海量應用中,一臺秤的靈魂往往不是傳感器,而是那顆“會算賬”的MCU。輝芒微(FMD)8位系列MCU以“剛好夠用”的資源和μA級功耗,正在成為稱重行業(yè)“隱形冠軍”。下面給出一份可快速落地的數(shù)字稱重傳感器完整方案,從硬件框圖到核心功能一次說清。
目標市場:對成本極度敏感、精度要求0.1 g–10 g的消費級或輕工業(yè)級電子秤。
設計思想:用一顆8位MCU把“傳感器→ADC→算法→顯示/通信”全部包辦,BOM 3 USD以內(nèi)即可量產(chǎn)。
模塊 | 關鍵器件 | 作用 |
---|---|---|
傳感 | 1 × 應變片全橋(1 mV/V靈敏度) | 輸出0–20 mV差分信號 |
模擬前端 | 1 × 低噪聲運放 + RC二階低通 | 放大100×,帶寬10 Hz,抑制工頻 |
主控 | 1 × FMD FT62F2xx 8位MCU | 內(nèi)置12-bit ADC、2.048 V參考、LCD/LED驅(qū)動、UART/I2C |
資源 | 分配 |
---|---|
Flash 4 KB | 1 KB稱重算法庫 + 1 KB通信/校準 + 2 KB應用代碼 |
RAM 256 B | 64 B濾波緩沖 + 32 B校準系數(shù) + 剩余用戶變量 |
ADC 12-bit | 64×過采樣+滑動平均,有效分辨率≈15 bit |
Timer2 | 10 Hz周期喚醒,低功耗分時復用 |
GPIO | 4×按鍵掃描 + 3線LCD COM/SEG + 1路蜂鳴器 |
深圳三佛科技推出的數(shù)字稱重傳感器方案,主控芯片使用輝芒微MCU單片機,MCU實現(xiàn)的功能如下:
開機自動空載校零,EEPROM保存零點。
利用MCU內(nèi)部溫度傳感器,建立溫度-漂移曲線,軟件實時補償。
動態(tài)濾波算法
10 Hz采樣下,自適應IIR+中值混合濾波,0.2 s穩(wěn)定讀數(shù),抖動<±1 digit。
手機或PC端工具通過UART發(fā)送“標定質(zhì)量”,MCU自動計算并寫入增益系數(shù)。
g/kg/oz/lb四單位在線切換,系數(shù)采用Q15定點運算,省去浮點庫。
低功耗策略
稱重間隙MCU進入Sleep-ADC模式,平均電流<60 μA;
按鍵或重量突變(>3 g)外部中斷喚醒,100 ms內(nèi)恢復測量。
I2C可接EEPROM記錄500組數(shù)據(jù);
預留BLE模塊插座,5 min廣播一次重量,用于物聯(lián)網(wǎng)健康秤。
第1天:用官方FMDTouchTool配置ADC、GPIO,跑通“空載→加載”ADC值讀取。
第2–3天:移植官方LibWeight,內(nèi)含滑動平均、溫度補償、線性校準API。
第4天:連接LCD/按鍵,完成按鍵“去皮→單位→關機”三鍵邏輯。
第5天:整機計量測試——常溫、-10 ℃、60 ℃三點驗證,全量程誤差<0.05 %FS。
用一顆小小的8位MCU,讓“毫伏級”模擬信號變成“克級”數(shù)字結(jié)果,省空間、省功耗、省BOM,卻仍保持消費級精度~以上就是深圳三佛科技分享的數(shù)字稱重傳感器方案。深圳市三佛科技專注單片機應用方案設計與開發(fā),提供8位單片機、32位單片機。