2024年4月4日发(作者:黎澄)
《电子设计工程)2014年第6期
以内部精度应该大于等于:30 000x10=300 000。设 D的位
数为n,则2的n之方应大于300 000,所以n应大于18。而
大于18位的A/D主要有20位、24位、32位等,所以一般选
择20位或24位较合适。现在该档电子秤精度的电子秤一般
选择20位的CS5513,而CS5513本身无放大电路,需配一个
双运放电路.常用的为0P2277,前者的价格在20元左右,
0P2277也要15元左右.所以运放和A/D总成本需35元。另
一
WR3一WR0:速率选择。
Bit WR(FRS=0)WR(FRS=1)
0000 120 Sps
0001 60 Sps
A
100 Sps
50 Sps
A
HⅢ 卜 £j
0010 30 Sps
Ⅲ
25 Sps
舯M£j∞ n
0011 15 Sps 12.5 Sps
6.25 Sps 0100 7.5 Sps
种是24位A/D芯片CS5530,内部包括可编程放大电路,
1000 3840 Sps 3200 Sps
1001 1920 Sps 1600 Sps
放大位数在1~64位可选,成本在22元左右,所以从性价比
来看选用CS5530更好。
1.2.1 CS5530特性
CS5530是一款24位SPl总线的中行 D芯片。主要特
性如下:
1)内部1—64倍放大器:
2)性线失真小于0.0015%,准确分辨率19位以上;
3)三线串行接口:
4)内含电源管理、放大倍数、配置寄存器;
5)转换速度从6.25~3 840 Hz可调;
6)多种电源供电方案可选;
1.2.2 CS5530弓l脚及功能描述
1)引脚图,如图2所示。
NC
NC
VREF+
图2 CS5530引脚图
Fig.2 CS5530 pin diagram
2)相关寄存器
①配置寄存器描述
0∞溻胤D盯口黯0∞0甜D23嘴D甜D∞Ofl DtI 7 D1I
)0WI瞄I RV I嚣{删{懈{A1 f舶 INiJ I NU I Nu l FR¥l舢{Nu f NU
l II竖!{ l婴 l lI I型l {i fl I I
图3 Configuration register描述
Fig.3 Configuration register description
PSS:0标准模式(晶振激活,可快速上电),1睡眠模式
(晶振停止)
PDW:0正常模式.1激活电源存选择模式
RS:系统复位,0正常模式,1复位
RV:O正常模式,1系统被复位,该位只读
IS:0正常输入,1短输入
VRS:参考电压选择,0:2.5 V<VREF≤『(VA+)一
(VA一)1,1:1 V≤VREF≤2.5 V
A1一A0:
FRS:0默认速率.1以设定速率的5/6工作
-
166-
1010 960 Sps 800 Sps
F D
蕊 吼
K
1011 480 Sps 400 Sps
1100 240 Sps 200 Sps
UP/BP:0选择 模式,1:选择 模式
OCD:0正常模式.1开电流源
NU:保留位
②增益寄存器描述
n址h p6
I D袖O糟O鸪0 口抽口∞D24●D勰 口越D21 O∞ OI- O’0 Or7 o'e
l!l!l 1j Q I I!i l l _』 J _』 J
Dt6 科4 O” 0住01t O伸09 O●a7 O●O‘口‘D3 O2 翻L鼍啦
图4增益寄存器描述
Fig.4 Gain register description
功能设定放大倍数,从0至64—2 ,上电后D24为1,其
他位为0
③失调寄存器描述
O l 0 I O}e I O}O l口1 0{0 I 0 l 0 1 0 l 0 } 0
o'e们‘Dt3肼2科1 0t0∞ 蚺 田 oe ∞D4 ∞ 。2
图5失调寄存器描述
Fig.5 Offset register description
④数据转换输出格式
图6数据输出转换格式
蓥鞯
Fig.6 Data output conversion format
D31一D8为24位数据,D2为溢出标志,为1溢出,数据
有错误,其他位为0
2 CS5530硬件电路设计
CS5530外围原理图,如图7所示。
J2接称重传感器,1_4分别为电源地、电源正、信号负、信
号正,VREF一接地,VREF+接2.5 V通过精密电阻对电源分压
所得,SCLK、SDO、SD1分别接单片机P12、P11、PIO,CS接地。
3程序设计
3.1初始化函数
对CS5530内部寄存器进行初始化,设定相关工作方式.
放大倍数,转换速度等工作。
陈新喜基于CS5530的计重计数电子秤的研究与设计
34
2kO VCC
●
丁
CON1 l T “C{2l c1 争 T
Ver
2R3kQ l3 I
Ver
云
JvA+
DG
IVA—
V
。
la F
+l
吉
=i:。
lAO
lA1
S
l02QP10
XTAL3石
9
S
102QP11
—
4.91 52MT
lOSCl
1 0
lOSC2
SC
102nP12
C5530
图7 CS5530原理图
Fig.7 CS5530 schematic
具体程序如下:
一
nop_();
void CS5530
Init(voi
一
_
d)
nop一();
{
)
CS5530Reset(0x00);//复位
u c
}
CS5530
_
WriteCmd(OxO1,OxO0000000);//写OFFSET寄 3.3
读数据函数。读AD转换结果
存器
一
具体程序如下:
CS5530
WriteCmd(0x02。0x3ffffff) f}s GAIN寄存器
UINT32 CS5530
_
ReadData(UlNT8 d)
_
CS5530
WriteCmd(0x03。
_
卜
0x02004800)t
阱∞
“骂CONFIG寄
(
存器
)
UINT8 i;
3.2写寄存函数
UINT32 value;
对CS5530 3个寄存器进写数据操作,具体程序如下:
REPEATREAD:
void CS5530
value=0;
_
WriteCmd(UINT8 cmd,UINT32 d)
{
CS5530
_
SDOUT=I;
UINT8 i;
for(i=0;i<8;i++)
for(i=0;i<8;i++)
{
{
CS5530
CLK=0;
_
CS5530
CLK=0;
if(d&Ox80==0x80)
_
if(cmd&Ox80==Ox80)
CS5530
_
SDIN=I;
CS5530
SDIN=I;
else
_
else
CS5530
一
SDIN=0;
CS5530SDIN=0;
CS5530-CLK=I;
_
CS5530
d<<=1:
_
CLK=I;
cmd<<=l;
_
nop_();
_
nop一();
一
nop_();
_
nop_();
}
l
CS5530 CLK=0;
for(i=0;i<32;i++)
CS5530-SDIN=0;
{
while(CS5530_SDOUT);
CS5530
CLK=0;
for(i=0;i<8;i++)
_
if(d&Ox8000oo00==0x80000000)
{
CS5530
CS5530
_
CLK=0;
_
SDIN=I;
else
一
nop一();
CS5530
_
nop_();
_
SDIN=0;
CS5530
CS5530CLK=I;
_
CLK=I;
_
d<<=l:
一
nop一();
—.
167-
《电子设计工程)2014年第6期
_
nop一();
function electronic scale design studies[J].Scientific Commu-
nication,2012(6):188—189.
}
for(i=0;i<32;i++)
【2】罗及红.一种高精度的电子秤设计[J】.计算机测量与控制,
2010,18(8):1955—1958.
(
value<<=l;
CS5530CLK=O;
_
LUO Ji-hong.A high precision electronic scale design fJ1.
Computer Measurement&Contro1,2010,18(8):1955—1958.
if(CS553o._SDOUT)
value I=0x01;
CS5530CLK=I;
_
[3】肖思宁.精密电子秤设计 .广西物理,2008,3(18):28—30.
XIAO Si—ning.Precision weigh scale design[J].Guangxi
Physics,2008,3(18):28—30.
l [4]从佩仁.浅谈电子秤的误差来源与解决方法【J】.计算与测
CS5530
_
CLK=0;
量技术,2008,35(6):45—47.
if((value&0x04)==0x04)#OV
CONG Pei-ren.Talking electronic scale error sources and
goto REPEATREAD;
solutions【J].Calculation and Measurement Technology,2008,
return((value>>8)&o)(脚);
35(6):45—47.
}
【5】张海霞,滕召胜,易霞,等.新型便携式电子秤设计【J】.测
4结 论
量与设备,2005(9):6—9.
ZHANG Hai—xia,TENG Zhao-sheng,YI Xia,et a1.The new
电子产品发展速度快,生产量大,采用高集成度芯片,可
design of a portable electronic sclae[J].Measured with the
以提高稳定性,降低生产成本,本论文采用CS5530设计的电
Device,2005(9):6—9.
子秤,稳定性好,生产成本低,具有广阔的应用前景。
【6]孙娜.基于单片机的便携式电子秤的设计『J].中国科技信
参考文献:
息,2012(1):98—100.
【1】潘佑华,林盛鑫.基6-51单片机的多功能电子秤设计研究
SUN Na.MCU—based design of a portable electornic scale
[J].科技传播,2012(6):188—189.
fJ1.Chinese Scientific Information,2012(1):98—100.
PAN You—hua,LIN Sheng-xin.Based on 5 1 single・chip multi-
(上接第164页)
YANG Bin,MAN Feng,JIANG Xiu-jie,et a1.Design of [4】涂撰,赵标.RT-Thread在LPC2378-E的移植与应用[J】.上海
interfaee and driver for MAX1303 based on ARM.Linux fJ1.
船舶运输科学研究所学报,2013,36(1):44—49.
Electronic Design Engineering,2013,(12):173—176.
TU Zhuan,ZHAO Biao.Migration and application of RT—
[2】董杰,王国豹.基于STM32的智能循迹往返小车设计[J].电
Thread to LPC 2378[J1.Journal of Shanghai Ship and Shipp—
子设计工程,2013,(12):158—160.
ing Research Institute,2013,36(1):44—49.
DONG Jie,WANG Guo—bao.Design of intelligent tracking car
【5]Martin Hansen.Choosing a GUI library for your embedded
based on STM32田.Electronic Design Engineering,2013,(12): device[M].Linux Jollma1.Jan.20o0.
158—160.
【6】霍罡.基6-PLC的工件表面检测与分拣控制系统设计[J]。
【3]钱俊铭,鲁可,袁锁中,等.新型汽车底盘润滑智能控制器
微计算机信息,2012.28(6):42—43.
设计[J].电子测量技术,2013,36(3):81—83,93.
HUO Gang.Design for the product surface measure and
QIAN Jun-ming,LU Ke,YUAN Suo—zhong,et a1.Design of inferior removing system based on PLC[J].Microcomputer
new intelligent vehicle chassis lubrication eontorller[J】.
Information,2012,28(6):42--43.
Electronic Measurement Technology,2013,36(3):81—83,93.
-
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《电子设计工程)2014年第6期
以内部精度应该大于等于:30 000x10=300 000。设 D的位
数为n,则2的n之方应大于300 000,所以n应大于18。而
大于18位的A/D主要有20位、24位、32位等,所以一般选
择20位或24位较合适。现在该档电子秤精度的电子秤一般
选择20位的CS5513,而CS5513本身无放大电路,需配一个
双运放电路.常用的为0P2277,前者的价格在20元左右,
0P2277也要15元左右.所以运放和A/D总成本需35元。另
一
WR3一WR0:速率选择。
Bit WR(FRS=0)WR(FRS=1)
0000 120 Sps
0001 60 Sps
A
100 Sps
50 Sps
A
HⅢ 卜 £j
0010 30 Sps
Ⅲ
25 Sps
舯M£j∞ n
0011 15 Sps 12.5 Sps
6.25 Sps 0100 7.5 Sps
种是24位A/D芯片CS5530,内部包括可编程放大电路,
1000 3840 Sps 3200 Sps
1001 1920 Sps 1600 Sps
放大位数在1~64位可选,成本在22元左右,所以从性价比
来看选用CS5530更好。
1.2.1 CS5530特性
CS5530是一款24位SPl总线的中行 D芯片。主要特
性如下:
1)内部1—64倍放大器:
2)性线失真小于0.0015%,准确分辨率19位以上;
3)三线串行接口:
4)内含电源管理、放大倍数、配置寄存器;
5)转换速度从6.25~3 840 Hz可调;
6)多种电源供电方案可选;
1.2.2 CS5530弓l脚及功能描述
1)引脚图,如图2所示。
NC
NC
VREF+
图2 CS5530引脚图
Fig.2 CS5530 pin diagram
2)相关寄存器
①配置寄存器描述
0∞溻胤D盯口黯0∞0甜D23嘴D甜D∞Ofl DtI 7 D1I
)0WI瞄I RV I嚣{删{懈{A1 f舶 INiJ I NU I Nu l FR¥l舢{Nu f NU
l II竖!{ l婴 l lI I型l {i fl I I
图3 Configuration register描述
Fig.3 Configuration register description
PSS:0标准模式(晶振激活,可快速上电),1睡眠模式
(晶振停止)
PDW:0正常模式.1激活电源存选择模式
RS:系统复位,0正常模式,1复位
RV:O正常模式,1系统被复位,该位只读
IS:0正常输入,1短输入
VRS:参考电压选择,0:2.5 V<VREF≤『(VA+)一
(VA一)1,1:1 V≤VREF≤2.5 V
A1一A0:
FRS:0默认速率.1以设定速率的5/6工作
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1010 960 Sps 800 Sps
F D
蕊 吼
K
1011 480 Sps 400 Sps
1100 240 Sps 200 Sps
UP/BP:0选择 模式,1:选择 模式
OCD:0正常模式.1开电流源
NU:保留位
②增益寄存器描述
n址h p6
I D袖O糟O鸪0 口抽口∞D24●D勰 口越D21 O∞ OI- O’0 Or7 o'e
l!l!l 1j Q I I!i l l _』 J _』 J
Dt6 科4 O” 0住01t O伸09 O●a7 O●O‘口‘D3 O2 翻L鼍啦
图4增益寄存器描述
Fig.4 Gain register description
功能设定放大倍数,从0至64—2 ,上电后D24为1,其
他位为0
③失调寄存器描述
O l 0 I O}e I O}O l口1 0{0 I 0 l 0 1 0 l 0 } 0
o'e们‘Dt3肼2科1 0t0∞ 蚺 田 oe ∞D4 ∞ 。2
图5失调寄存器描述
Fig.5 Offset register description
④数据转换输出格式
图6数据输出转换格式
蓥鞯
Fig.6 Data output conversion format
D31一D8为24位数据,D2为溢出标志,为1溢出,数据
有错误,其他位为0
2 CS5530硬件电路设计
CS5530外围原理图,如图7所示。
J2接称重传感器,1_4分别为电源地、电源正、信号负、信
号正,VREF一接地,VREF+接2.5 V通过精密电阻对电源分压
所得,SCLK、SDO、SD1分别接单片机P12、P11、PIO,CS接地。
3程序设计
3.1初始化函数
对CS5530内部寄存器进行初始化,设定相关工作方式.
放大倍数,转换速度等工作。
陈新喜基于CS5530的计重计数电子秤的研究与设计
34
2kO VCC
●
丁
CON1 l T “C{2l c1 争 T
Ver
2R3kQ l3 I
Ver
云
JvA+
DG
IVA—
V
。
la F
+l
吉
=i:。
lAO
lA1
S
l02QP10
XTAL3石
9
S
102QP11
—
4.91 52MT
lOSCl
1 0
lOSC2
SC
102nP12
C5530
图7 CS5530原理图
Fig.7 CS5530 schematic
具体程序如下:
一
nop_();
void CS5530
Init(voi
一
_
d)
nop一();
{
)
CS5530Reset(0x00);//复位
u c
}
CS5530
_
WriteCmd(OxO1,OxO0000000);//写OFFSET寄 3.3
读数据函数。读AD转换结果
存器
一
具体程序如下:
CS5530
WriteCmd(0x02。0x3ffffff) f}s GAIN寄存器
UINT32 CS5530
_
ReadData(UlNT8 d)
_
CS5530
WriteCmd(0x03。
_
卜
0x02004800)t
阱∞
“骂CONFIG寄
(
存器
)
UINT8 i;
3.2写寄存函数
UINT32 value;
对CS5530 3个寄存器进写数据操作,具体程序如下:
REPEATREAD:
void CS5530
value=0;
_
WriteCmd(UINT8 cmd,UINT32 d)
{
CS5530
_
SDOUT=I;
UINT8 i;
for(i=0;i<8;i++)
for(i=0;i<8;i++)
{
{
CS5530
CLK=0;
_
CS5530
CLK=0;
if(d&Ox80==0x80)
_
if(cmd&Ox80==Ox80)
CS5530
_
SDIN=I;
CS5530
SDIN=I;
else
_
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CS5530
一
SDIN=0;
CS5530SDIN=0;
CS5530-CLK=I;
_
CS5530
d<<=1:
_
CLK=I;
cmd<<=l;
_
nop_();
_
nop一();
一
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_
nop_();
}
l
CS5530 CLK=0;
for(i=0;i<32;i++)
CS5530-SDIN=0;
{
while(CS5530_SDOUT);
CS5530
CLK=0;
for(i=0;i<8;i++)
_
if(d&Ox8000oo00==0x80000000)
{
CS5530
CS5530
_
CLK=0;
_
SDIN=I;
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一
nop一();
CS5530
_
nop_();
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SDIN=0;
CS5530
CS5530CLK=I;
_
CLK=I;
_
d<<=l:
一
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—.
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《电子设计工程)2014年第6期
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nop一();
function electronic scale design studies[J].Scientific Commu-
nication,2012(6):188—189.
}
for(i=0;i<32;i++)
【2】罗及红.一种高精度的电子秤设计[J】.计算机测量与控制,
2010,18(8):1955—1958.
(
value<<=l;
CS5530CLK=O;
_
LUO Ji-hong.A high precision electronic scale design fJ1.
Computer Measurement&Contro1,2010,18(8):1955—1958.
if(CS553o._SDOUT)
value I=0x01;
CS5530CLK=I;
_
[3】肖思宁.精密电子秤设计 .广西物理,2008,3(18):28—30.
XIAO Si—ning.Precision weigh scale design[J].Guangxi
Physics,2008,3(18):28—30.
l [4]从佩仁.浅谈电子秤的误差来源与解决方法【J】.计算与测
CS5530
_
CLK=0;
量技术,2008,35(6):45—47.
if((value&0x04)==0x04)#OV
CONG Pei-ren.Talking electronic scale error sources and
goto REPEATREAD;
solutions【J].Calculation and Measurement Technology,2008,
return((value>>8)&o)(脚);
35(6):45—47.
}
【5】张海霞,滕召胜,易霞,等.新型便携式电子秤设计【J】.测
4结 论
量与设备,2005(9):6—9.
ZHANG Hai—xia,TENG Zhao-sheng,YI Xia,et a1.The new
电子产品发展速度快,生产量大,采用高集成度芯片,可
design of a portable electronic sclae[J].Measured with the
以提高稳定性,降低生产成本,本论文采用CS5530设计的电
Device,2005(9):6—9.
子秤,稳定性好,生产成本低,具有广阔的应用前景。
【6]孙娜.基于单片机的便携式电子秤的设计『J].中国科技信
参考文献:
息,2012(1):98—100.
【1】潘佑华,林盛鑫.基6-51单片机的多功能电子秤设计研究
SUN Na.MCU—based design of a portable electornic scale
[J].科技传播,2012(6):188—189.
fJ1.Chinese Scientific Information,2012(1):98—100.
PAN You—hua,LIN Sheng-xin.Based on 5 1 single・chip multi-
(上接第164页)
YANG Bin,MAN Feng,JIANG Xiu-jie,et a1.Design of [4】涂撰,赵标.RT-Thread在LPC2378-E的移植与应用[J】.上海
interfaee and driver for MAX1303 based on ARM.Linux fJ1.
船舶运输科学研究所学报,2013,36(1):44—49.
Electronic Design Engineering,2013,(12):173—176.
TU Zhuan,ZHAO Biao.Migration and application of RT—
[2】董杰,王国豹.基于STM32的智能循迹往返小车设计[J].电
Thread to LPC 2378[J1.Journal of Shanghai Ship and Shipp—
子设计工程,2013,(12):158—160.
ing Research Institute,2013,36(1):44—49.
DONG Jie,WANG Guo—bao.Design of intelligent tracking car
【5]Martin Hansen.Choosing a GUI library for your embedded
based on STM32田.Electronic Design Engineering,2013,(12): device[M].Linux Jollma1.Jan.20o0.
158—160.
【6】霍罡.基6-PLC的工件表面检测与分拣控制系统设计[J]。
【3]钱俊铭,鲁可,袁锁中,等.新型汽车底盘润滑智能控制器
微计算机信息,2012.28(6):42—43.
设计[J].电子测量技术,2013,36(3):81—83,93.
HUO Gang.Design for the product surface measure and
QIAN Jun-ming,LU Ke,YUAN Suo—zhong,et a1.Design of inferior removing system based on PLC[J].Microcomputer
new intelligent vehicle chassis lubrication eontorller[J】.
Information,2012,28(6):42--43.
Electronic Measurement Technology,2013,36(3):81—83,93.
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