基于MSP430、HX711的语音电子秤设计

【摘 要】在微电子迅速发展的今天，在市场上用的传统的称重工具已经不能满足人们的要求，为了改变传统称重工具在使用上存在的问题，在本设计中将智能化、自动化、人性化用在了电子称重的控制系统中。该设计采用MSP430为主控芯片，外接电桥式压力传感器和HX711模数转换芯片来完成数据采集，以LCD液晶屏、语音和按键实现人机交互。

【关键词】电子秤 MSP430 HX711 LCD 语音

1 引言

秤是最普通、最普及的计量设备。传统的机械秤体积庞大，结构繁琐，易受外界挤压、碰撞变形，在长期使用中由于金属腐蚀，机械磨损会给机械秤带来不可逆的害直接导致机械秤精度下降。电子秤相比机械秤拥有诸多优点，例如成本低、响应快、稳定、高智能等。

2 系统总体构成

首先利用由电阻应变式压力传感器组成的测量电路测出物质的重量信号，并以模拟信号的方式传送到HX711信号转换器，该模块将模拟信号放大滤波后转换成数字信号传送到MSP430单片机，经单片机处理后将数据传输到显示电路，最后由显示电路显示数据[1] [2]。系统结构框图如图1。

3 模块介绍

3.1 主控芯片

MSP430单片机[3]是一个16位的单片机，采用了精简指令集（RISC）结构，具有丰富的寻址方式、简洁的 27 条内核指令以及大量的模拟指令；大量的寄存器以及片内数据存储器都可参加多种运算；还有高效的查表处理指令；在拥有高性能的同时还有低功耗。这系列的单片机被广泛的应用于控制系统中。

3.2 YZC-1B称重传感器

YZC-1B称重传感器上表面镶嵌两片应变片，同时下表面也有两个同样的应变片，上下连接形成全臂电桥，当应变片不受外力时，输出的电压为零，当受外力作用时，上表面的应变片电阻变大，下表面的应变片电阻变小，使电桥不平衡，由于相同的电阻丝其电阻的变化量相同，所以输出的电压与电阻的变化量成线性关系，再经相应的测量电路把这一电阻变化转换为电压信号，此过程完成了将外力转换为电信号的过程，这样就测量出重量的大小。

3.3 HX711模数转换芯片

HX711是一款24位的Σ-Δ型A/D转Q芯片HX711。在电子秤的实际使用中，由于人们对重量测量速度的要求不高，所以使用这款高分辨率的慢速A/D转换芯片。该芯片与主控芯片的连接电路非常简单，只有DATA和SCLK两条线连接与主控芯片连接，两个控制信号由管脚驱动，且无需对芯片内部的寄存器编程。

3.4 WTV020-SD 语音模块

WTV020-SD 模块是一款可重复擦写语音内容的大容量存储类型的语音模块，可外挂最大容量为 1GB 的 SD 卡存储器。能加载WAV 格式语音和 AD4 格式语音。WTV020-SD 模块以 WTV020SD-20S 语音芯片为主控核心，具有 MP3 控制模式，按键一对一控制模式，上电循环播放控制模式以及二线串口控制模式。

3.5 LM4229液晶显示模块

LM4229的驱动器是T6963C，T6963C 是一个用在 LCD 控制驱动集成电路（LSI）和数据显示存储器上的 LCD 控制器。它有一个 8 位的并行数据总线和控制线与 MPU 接口进行读写操作，它可以直接与 TMPZ-80相连接。T6963C 有一个 128-word 的字符生成 ROM，可用来控制最大为 64KB 的外部显存RAM。

4 结语

本设计的电子秤测量系统包括重量测量、液晶屏显示、按键控制、语音播报、实时时钟、单价存储、自动计价、价格累计、去皮、超重报警等功能。随着社会的迅猛发展，人们的需求日益多元化，多元化的电子秤将具有极其广阔的市场前景。

参考文献：

[1]罗及红.一种高精度的电子秤设计[J].计算机测量与控制，2010（8）：1955-1958.

[2]赵总社.关于电子秤的工作原理与应用[J].科技信息，2007，01：70.

[3]张，王德银，张晨.MSP430系列单片机实C语言程序设计[M].人民邮电出版社，2005.9：2-16.