TI杯二等奖——手把手教你制作电子秤（完整设计资料）

前言：

这是本人参加2016年TI杯福建赛区的作品，获得二等奖。作品以TI的MSP430F5529为主控，利用电阻应变片作为传感器，经过AD采样后得到数字信号。将这套系统分享给有需要的人。

硬件平台：

1. 主控制器：MSP430F5529 flash 128k sram 8k
2. 屏幕：NOKIA5110*1
3. 传感器：电阻应变片*4
4. 放大器：HX711 * 1
5. 稳压：7805 * 1
6. 矩阵键盘 * 1
7. DC +12V

硬件成本：150左右。

注：芯片的数据手册等信息可以在集成电路查询网站搜索 https://www.datasheet5.com/

芯片询价和在线购买链接 https://www.bom2buy.com/

软件平台：

• TI的energia、VS c++ 6.0
• altium designer、protues

简易电子秤要求及功能：

• 并制作一个以电阻应变片为称重传感器的简易电子秤，电子秤的结构如图所示。

  

  铁质悬臂梁固定在支架上，支架高度不大于40cm，支架及秤盘的形状与材质不限。悬臂梁上粘贴电阻应变片作为称重传感器。

• 电子秤可以数字显示被称物体的重量，单位克（g）；
• 电子秤称重范围5.00g~500g；重量小于50g，称重误差小于0.5g；重量在50g及以上，称重误差小于1g；
• 电子秤可以设置单价（元/克），可计算物品金额并实现金额累加；
• 电子秤具有去皮功能，去皮范围不超过100g；

简易电子秤性能参数：

• 主控：MSP430F5529
• 液晶屏：电压供电的nokia 5110
• AD:24位高精度HX711
• 内码：0.01克/3
• 精度：0-50克误差0.10 50-500克误差0.50克
• 预热时间：1min
• 称重范围0-600g
• 放大方式：全桥差分

实测参数及误差

传感器制作方法：

https://v.ku6.com/show/KioEVEdbJxweS6aGg5fvcw...htm...

注：经多次制作，利用全桥测量时，应选用在4-6mm的钢材最为合适。位置应在支柱架3-5CM位置适宜。贴电阻片时，宜用大目砂纸先同一方向打磨，后用细目砂纸打磨。

全桥差分图：

HX711典型应用原理图：

注：若读出内码浮动太大，可更改E+与E-之间的滤波电容

MSP430F5529launchpad引出引脚及功能图：

硬件实物图：

PCB图：

系统结构框图及程序流程图详见附录报告：

软件滤波：一阶滞后滤波，详见源码；

设计心得：

这个作品的制作时间只有三天，三天时间内需要定方案，软件仿真，电路图绘制及制版和编写程序调试，时间短。所以采用的launchpad这种I/O口并非全部引出的开发板为主控板，这中间有利有弊。选用软件平台来说，energia是一款类似arduino的IDE软件，但不同的是，energia可以在底层更改配置，使用时会比arduino更加灵活。这中间的花在编程的时间可以节约很多。其实，在实物制作上，三天时间测试许多的钢材，制作各种传感器着实不易，靠着手工锯出来的形状总不进人意，电阻应变片的贴法也很有讲究。在比赛中，体现出来的问题有，作品的预热时间过长，测量臂很娇贵等问题。希望大家有兴趣可以继续改进。

附件内容包括：

1. 整个电路设计源代码；
2. 电路设计的硬件文件；
3. 文档报告及其它设计文件；
4. energia下载地址及修改过的库文件。