基于中穎SH79F085單片機的電子秤應用

　　芯片介紹

　　SH79F085是上海中穎電子自主研發(fā)的集成20位Σ-Δ ADC的CMOS單芯片MCU，是一款專(zhuān)業(yè)應用于商用電子秤的SoC芯片。根據廠(chǎng)家規格資料顯示，集成的ADC具有20位分辨率，16位以上的有效精度。一般而言，商業(yè)衡器的分辨率在1/3000，最高達1/10000。為確保稱(chēng)重時(shí)的穩定性與精準度，電子秤內部的分辨率必須高于外部分辨率一個(gè)數量級，通常是5倍以上，也就是內碼是外碼的5倍以上。而SH79F085內置ADC的可用有效輸出碼達26萬(wàn)以上，因此，ADC精度性能完全能滿(mǎn)足中準確度商業(yè)衡器應用，如果在用戶(hù)端軟件加以濾波處理，也能滿(mǎn)足高準確度精密衡器應用。

　　SH79F085是一種高速高效率8051兼容單片機。在同樣振蕩頻率下，與傳統的8051芯片相比它具有運行更快速、性能更優(yōu)越的特性。

　　SH79F085保留了標準8051芯片的大部分特性。內部資源包括適合于程序和數據的8K字節Flash，512字節RAM和4個(gè)16位定時(shí)器/計數器，1個(gè)UART和外置中斷INT0、INT1、INT2。

　　SH79F085不僅包含EUART標準通訊模塊，而且還集成了20位Σ-Δ模數轉換器模塊(ADC)和可編程增益放大器(PGA)。為達到高可靠性和低功耗，SH79F085集成了看門(mén)狗定時(shí)器，具有低電壓復位功能，并提供2種低功耗省電模式。

　　SH79F085內置128KHz RC振蕩器和16.6MHz RC振蕩器，系統時(shí)鐘選擇128KHz RC振蕩器時(shí)，系統功耗約30uA；當系統進(jìn)入掉電模式時(shí)，最低系統功耗僅3uA。在掉電模式下，可通過(guò)設定定時(shí)器3(timer3)來(lái)進(jìn)行時(shí)鐘喚醒，以固定的間隔頻率開(kāi)啟傳感器供電電源VDDR，采樣傳感器稱(chēng)重狀態(tài)，如果檢測到有重量變化，系統進(jìn)入正常稱(chēng)重計量模式；否則關(guān)閉VDDR，系統返回到掉電待機模式，這樣能有效節省系統功耗。因此，SH79F085單片機十分適合低功耗系統應用，特別是蓄電池和干電池產(chǎn)品應用。

　　電路原理

　　圖3為本文方案的電路原理圖，可以看到選用該方案電路結構精簡(jiǎn)，用到的外圍器件很少。SH79F085單片機工作電壓為3.0V～5.5V，內置LDO穩壓源輸出2.7V電壓(VDDR)給傳感器供電。AIN2差分端口為稱(chēng)重傳感器信號輸入，AIN0差分端口為電池電壓檢測輸入。此外，SH79F085內置VREF基準電源，可編程輸出范圍為：0.1V～0.8V，根據實(shí)際需求可通過(guò)寄存器來(lái)調節輸出范圍。

　　在PCB布局時(shí)，最重要的是模擬部分和數字部分分開(kāi)，以避免數字電路的高頻噪聲對模擬電路的干擾，在本文設計中，數字地與模擬地之間采用單點(diǎn)接地方法。另外，稱(chēng)重傳感器輸出走線(xiàn)應盡量短，且走線(xiàn)對稱(chēng)，以提高系統抗干擾性能和穩定性。

　　本文小結

　　本文描述了基于中穎SH79F085單片機的電子秤設計方案，充分利用了該芯片內置的高精度Σ-ΔAD轉換器，整體方案具備電路簡(jiǎn)單、低功耗、高精度分辨率以及實(shí)用性強等特點(diǎn)，具有較高的設計參考價(jià)值，適合商業(yè)衡器和精準衡器方案推廣使用。由于SH79F085內置高精度ADC和PGA，同樣也適合工業(yè)溫控儀表等小信號采集設備應用。