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采用CS5532的高精度自动称重系统设计

阐述基于24位高精度串行A/D转换器CS5532的自动称重系统的设计及实现

方法。从硬件和软件两方面入手，介绍称重传感器和CS5532的接口电路设计

及其使用、电磁振动器的工作原理和控制方法、过零点检测电路设计，以及

SED1520控制的12232点阵型液晶显示模块及使用。该系统精度高、操作方便、

可靠性强，具有良好的使用前景。

关键词CS5532电磁振动器SED1520自动称重

在茶叶、药品、味精、白糖等颗粒状产品的包装现场，需要精确、操作简便

的称重装置和快速、可靠的给料机构。可利用单片机控制技术设计自动称重系统，

实现物料的实时称重和定量输送，从而克服传统机械称重设备精度低、操作复杂、

需人工送料等缺点，对提高产品整体的包装效率起到关键性作用。本文介绍了基

于Crystal公司的高精度24位串行A/D转换器CS5532的自动称重系统设计。

配合电磁振动器构成的振动传送机构，以及点阵型液晶显示模块，可达到简便易

用、自动定量的目的。

1系统原理

系统原理框图如图1所示。称重传感器和A/D转换器，负责采集物料重量

的实时数据；双向晶闸管和电磁振动器，为物料的移动送料提供动力；过零点检

测电路负责检测交流电的过零点，为晶闸管的触发提供同步点；LCD液晶显示

和按键可方便用户的操作和观察；闸门电机和闸门，用于释放在物料槽中达到设

定重量的物料。

图1系统原理框图

首先，操作者设置称重定值、送料速度等，并启动系统。接着，电磁振动器

在单片机的控制下做规律性振动，把物料从给料通道送往物料槽。和此同时，

A/D转换器不断地检测称重传感器的输出，转换成数字量，并传送给单片机处理。

经过数字滤波、标度变换后，一方面在LCD模块显示出瞬时物重，另一方面进

行称重比较判断，根据一定算法控制电磁振动器的振幅。当达到设定值时，停止

送料，并检测红外传感器的信号，打开闸门释放物料，从而实现自动称重。

2系统硬件设计

2.1传感器和数据采集

本系统采用的传感器为台湾Mavin公司的高精度NBA系列铝合金单点式称

重传感器，为电阻应变式传感器。根据电阻应变式传感器的原理，四片应变片构

成全桥桥路，在电桥供电端施加恒定的直流电压，则电桥输出端的电压将和其上

所承受的压力成正比，由此可根据输出电压的不同来测量重量。

该传感器量程为3kg，灵敏度为2mV/V，精度为0.02%F.S.。当采用5V

电源供电时，满量程输出为10mV，最小分辨力为2μV。为采集如此微弱的信

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号，需设计好信号调理电路，并且对A/D转换器提出严格的要求。图2为称重

传感器和CS5532的接口电路。传感器的输出信号经过滤波电路，消除信号中

的串模、共模干扰以及高频干扰信号后进入A/D转换器。

为了满足小信号测量精度要求，在ADC方面本系统采用的A/D转换器

CS5532为Crystal公司的高精度24位串行A/D转换器。它是高集成度的△∑

模/数转换器，由于运用了电荷平衡技术，其性能可以达到24位。该系列ADC

非常适合测量称重仪表、过程控制、科学和医疗等使用领域的单/双极性小信号

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