CN216050203U

CN216050203U - 一种重力柜的重量采集电路

Info

Publication number: CN216050203U
Application number: CN202122374537.2U
Authority: CN
Inventors: 程晓飞; 胡波; 黄琪轩
Original assignee: Shenzhen Dozzon Innovation Technologies Co ltd
Current assignee: Shenzhen Dozzon Innovation Technologies Co ltd
Priority date: 2021-09-29
Filing date: 2021-09-29
Publication date: 2022-03-15
Anticipated expiration: 2031-09-29

Abstract

本实用新型提供一种重力柜的重量采集电路，包括MCU、第一电子开关、若干ADC模块、与ADC模块数量对应的若干第二电子开关以及若干重力传感器；每个所述第二电子开关分别连接若干重力传感器，所有的第二电子开关通过相同的地址总线连接到MCU，每个所述第二电子开关对应连接一个ADC模块，所有的ADC模块的时钟线统一连接到所述MCU，每个ADC模块的数据线均与所述第一电子开关连接，所述第一电子开关的地址线、数据线与所述MCU连接。本实用新型的重力柜的重量采集电路，节省了ADC模块和单片机的数量，从而减少了成本。

Description

一种重力柜的重量采集电路

技术领域

本实用新型属于重量采集技术领域，尤其是涉及一种重力柜的重量采集电路。

背景技术

重力柜的重量采集，是通过重力传感器的差分电路的电压差来计算的，因此必须使用到模拟电路的电压ADC数据采集，单片机通过定时采集重力传感器的电压差来判断重力的变化量。

一般的单片机本身是自带有ADC的功能，但是单片机的ADC数据采集不支持电压差分电路，即使使用对地电压采集，但是这个电压差太小，很难通过ADC的值来计算不同的重量，而且单片机自带的ADC，精度一般是12位，根本就做不到高精度的数据区分，因此就需要外加ADC模块，使用专用的高精度ADC模块来采集数据，然后再传输给单片机。

因此目前市面上存在的电压差分数据采集，是通用专用的ADC模块进行数据采集，然后通过通讯接口连接ADC模块与单片机来进行数据处理。

该通讯接口包括一个根时钟线，一根数据线。时钟线共用，直接与单片机连接。数据线是每个ADC对应一根数据线，数据线与第一电子开关连接，通过单片机对第一电子开关的切换来读取ADC的数据。

现有技术的缺点在于：

1、重力柜的电子秤较多，同时需要50个及以上，每个电子秤需要一个ADC模块来采集数据，并且与单片机进行连接，因此需要单片机的外围GPIO口线也比较多，目前市面上，GPIO较多的单片机，成本就很高，这样整个硬件成本的无形中增加了很多。

2、目前GPIO较多的单片机，都是用在高端的设备上，比如电脑的CPU，手机CPU，平板电脑等，成本很高，应用广泛。单片机的封装，都是根据大众的使用情况来进行封装的，而且根据应用的目的，会有不同的GPIO及功能IO口的封装，但是整体的差异不大，在性价比上，都是做的比较高，基本上是没有专门用于重力柜的众多ADC功能口的采集接口，因此要做通用性的方案，就必须要考虑扩展外围接口来进行数据采集。

3、ADC模块的成本也较高，精度越高，价格就越高，因此数据众多的ADC模块，总的成本又增加了不少。

实用新型内容

本实用新型旨在解决上述技术问题，提供一种重力柜的重量采集电路。

为了达到上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种重力柜的重量采集电路，包括MCU、第一电子开关、若干ADC模块、与ADC模块数量对应的若干第二电子开关以及若干重力传感器；每个所述第二电子开关分别连接若干重力传感器，所有的第二电子开关通过相同的地址总线连接到MCU，每个所述第二电子开关对应连接一个ADC模块，所有的ADC模块的时钟线统一连接到所述MCU，每个ADC模块的数据线均与所述第一电子开关连接，所述第一电子开关的地址线、数据线与所述MCU连接。

作为一种优选的技术方案，所述ADC模块的型号为HX711。

作为一种优选的技术方案，所述第一电子开关包括8个通道：Ch0; Ch1; Ch2;Ch3; Ch4; Ch5; Ch6; Ch7, 1个输出端：COM，3个逻辑开关地址线：A,B,C；1个禁止输出端：INH。

作为一种优选的技术方案，每个第二电子开关包括4个差分电路输入端：X0,Y0;X1,Y1; X2,Y2; X3,Y3，1个差分输出端：X COM,Y COM，2个逻辑开关地址线：A,B；根据逻辑开关地址线A,B的电平高低，导通4组4个差分电路输入X0,Y0; X1,Y1; X2,Y2; X3,Y3的一组，与差分输出X COM,Y COM直连，逻辑开关地址线A,B与MCU连接，由MCU轮流切换逻辑开关地址线A,B的电平值。

作为一种优选的技术方案，所述第一电子开关的型号为CD4051B。

作为一种优选的技术方案，所述第二电子开关的型号为CD4052B。

采用上述技术方案后，本实用新型具有如下优点：

本实用新型的重力柜的重量采集电路，用到了2种电子开关，所有的第二电子开关，使用相同的地址总线控制，每个第二电子开关对应连接一个ADC模块，所有的ADC模块的时钟线，统一连接到单片机的MCU，ADC模块的数据线与连接，通过第一电子开关的地址分时读取ADC模块的数据电平。因此，使用到的MCU的GPIO口线就很少，从而节省了大量的成本。

本实用新型的重力柜的重量采集电路，采用电压差分电路进行ADC数据采集，因此减少了ADC模块的使用数量，从而节省了大量的成本。

本实用新型的重力柜的重量采集电路，仅通过一个单片机仅能够进行多个重力传感器的数据采集，从而节省了大量的成本。

附图说明

图1为一种重力柜的重量采集电路的电路图；

图2为ADC模块的电路图；

图3为第一电子开关的结构原理图；

图4为第二电子开关的电路图；

图5为第二电子开关的结构原理图；

图中：

1-MCU；2-第一电子开关；3-ADC模块；4-第二电子开关；5-重力传感器。

具体实施方式

以下结合附图及具体实施例，对本实用新型作进一步的详细说明。

如图1所示，一种重力柜的重量采集电路，包括MCU1、第一电子开关2、若干ADC模块3、与ADC模块3数量对应的若干第二电子开关4以及若干重力传感器5。

每个所述第二电子开关4分别连接若干重力传感器5，所有的第二电子开关4通过相同的地址总线连接到MCU1，每个所述第二电子开关4对应连接一个ADC模块3。

所有的ADC模块3的时钟线统一连接到所述MCU1，每个ADC模块3的数据线均与所述第一电子开关2连接，所述第一电子开关2的地址线、数据线与所述MCU1连接。

如图2所示，本实施例中，所述ADC模块3的型号为HX711。该ADC模块3的采集数据精度可以做到24位，去除噪音等影响，精度也能达到18~20位，对于一般的高精度电子秤是完全够了。INNA与INPA用作电压的差分输入，DAT1与SCK用作与单片机MCU1的数据传输，这样单片机MCU1就减少了ADC模块3功能IO的缺少的问题，同时也提高了ADC模块3数据采集的精度。另外，HX711内部只带有差分放大电路，减少了外部的电压放大电路，减少了外部电路对电流的阻抗而造成电压的漂移。

如图3所示，本实施例中，所述第一电子开关2的型号为CD4051B。所述第一电子开关2包括8个通道：Ch0; Ch1; Ch2; Ch3; Ch4; Ch5; Ch6; Ch7, 1个输出端：COM，3个逻辑开关地址线：A,B,C；1个禁止输出端：INH。ADC模块3与MCU1的数据线也使用了电子开关，该第一电子开关2是单通道的多选一模式。

如图4-5所示，本实施例中，所述第二电子开关4的型号为CD4052B。每个第二电子开关4包括4个差分电路输入端：X0,Y0; X1,Y1; X2,Y2; X3,Y3，1个差分输出端：X COM,YCOM，2个逻辑开关地址线：A,B；根据逻辑开关地址线A,B的电平高低，导通4组4个差分电路输入X0,Y0; X1,Y1; X2,Y2; X3,Y3的一组，与差分输出X COM,Y COM直连，逻辑开关地址线A,B与MCU1连接，由MCU1轮流切换逻辑开关地址线A,B的电平值，ADC模块3就能够分时采集到4个重力传感器5的差分数据了。

在整个重力传感器5的ADC数据采集过程，都是分时进行的，但是不同的ADC模块3的数据采集过程是同时进行的。因此第二电子开关4的所有地址线是相同的，每个第二电子开关4所对应的4组差分电路也是同时切换的。也就是说一组重力传感器5对应的两个重力传感器5是同时有效的。但是他们对应的ADC模块3不同，映射到第一电子开关2时，他们有需要通过第一电子开关2的分时传输到单片机的MCU1。

重力柜的重量采集电路的工作原理如下：

1，设置第二电子开关4的地址，导通第一组重力传感器5；

2，检测是否所有的ADC模块3的数据都已经采集完成，如果都已经采集完成，进入下一步；

3，设置ADC模块3的时钟线；

4，按顺序设置第一电子开关2的地址线，读取每一个ADC模块3的数据电平，当所有的ADC模块3数据都读取完成后，进入下一步；

5，切换第二电子开关4的下一个地址，导通第二组重力传感器5，然后转到第2步；

6，当所有重力传感器5的数据都采集完成后，就转到第1步，重新开始。

除上述优选实施例外，本实用新型还有其他的实施方式，本领域技术人员可以根据本实用新型作出各种改变和变形，只要不脱离本实用新型的精神，均应属于本实用新型所附权利要求所定义的范围。

Claims

1.一种重力柜的重量采集电路，其特征在于，包括MCU、第一电子开关、若干ADC模块、与ADC模块数量对应的若干第二电子开关以及若干重力传感器；每个所述第二电子开关分别连接若干重力传感器，所有的第二电子开关通过相同的地址总线连接到MCU，每个所述第二电子开关对应连接一个ADC模块，所有的ADC模块的时钟线统一连接到所述MCU，每个ADC模块的数据线均与所述第一电子开关连接，所述第一电子开关的地址线、数据线与所述MCU连接。

2.如权利要求1所述的重力柜的重量采集电路，其特征在于，所述ADC模块的型号为HX711。

3. 如权利要求1所述的重力柜的重量采集电路，其特征在于，所述第一电子开关包括8个通道：Ch0; Ch1; Ch2; Ch3; Ch4; Ch5; Ch6; Ch7, 1个输出端：COM，3个逻辑开关地址线：A,B,C；1个禁止输出端：INH。

4. 如权利要求1所述的重力柜的重量采集电路，其特征在于，每个第二电子开关包括4个差分电路输入端：X0,Y0; X1,Y1; X2,Y2; X3,Y3，1个差分输出端：X COM,Y COM，2个逻辑开关地址线：A,B；根据逻辑开关地址线A,B的电平高低，导通4组4个差分电路输入X0,Y0;X1,Y1; X2,Y2; X3,Y3的一组，与差分输出X COM,Y COM直连，逻辑开关地址线A,B与MCU连接，由MCU轮流切换逻辑开关地址线A,B的电平值。

5.如权利要求3所述的重力柜的重量采集电路，其特征在于，所述第一电子开关的型号为CD4051B。

6.如权利要求4所述的重力柜的重量采集电路，其特征在于，所述第二电子开关的型号为CD4052B。