電子秤是人們?nèi)粘Ｉ钪斜容^常見(jiàn)的器件，一款好的電子秤要具有較好測(cè)量準(zhǔn)確度，較大的測(cè)量范圍以及較小的功耗，滿(mǎn)足這些設(shè)計(jì)需求最重要的器件就是壓力傳感器。筆者將為讀者講解我個(gè)人的設(shè)計(jì)方案。

       筆者先為各位讀者介紹我選擇的性(chao)能(ji)超(hao)強(qiáng)(yong)的壓力傳感器MS4515DO，MS4515DO是TE公司推出的一款小型陶瓷基壓力傳感器。筆者選擇這款小型陶瓷基壓力傳感器壓力傳感器主要考慮它在應(yīng)用中具有如下優(yōu)勢(shì)：

· 可以輸出14位壓力數(shù)字信號(hào)和11位溫度數(shù)字信號(hào)，補(bǔ)償誤差范圍（TEB）小于1.0％，數(shù)據(jù)精度很高，誤差較小，非常適合于高精度電子秤的設(shè)計(jì)。

· 壓力測(cè)量范圍為2-30bar，可以滿(mǎn)足精準(zhǔn)電子秤的測(cè)量需求。

· 使用IIC或SPI通信協(xié)議與單片機(jī)通信，系統(tǒng)穩(wěn)定可靠。

· 低功耗模式待機(jī)狀態(tài)電流消耗<1uA，低功耗性能極為優(yōu)秀。

以下筆者設(shè)計(jì)的壓力傳感電路

圖1 基于MS4515DO壓力傳感器的壓力傳感電路

       筆者設(shè)計(jì)的電路圖如圖1所示，電路組成較為簡(jiǎn)單。INT/SS是壓力信號(hào)輸出端口，筆者在設(shè)計(jì)過(guò)程中，調(diào)整為1g對(duì)應(yīng)的電壓是 1mV（這樣可以滿(mǎn)足精準(zhǔn)測(cè)量），通過(guò)線(xiàn)性換算即可得知物體重量，接入單片機(jī)的ADC引腳。筆者本來(lái)要設(shè)計(jì)差分放大器來(lái)減小系統(tǒng)誤差，但是MS4515DO自帶壓力校正功能，經(jīng)過(guò)校正后補(bǔ)償誤差范圍（TEB）小于1.0％，可以大大減小外圍電路的設(shè)計(jì)，減少成本。SCL，SDA是通信接口，可以使用IIC或者SPI通信方式與單片機(jī)通信，筆者使用的是IIC通信方式。VCC給MS4515DO供電，可選擇3.3V或者5V兩種形式供電，筆者使用的是5V供電方式。在VCC與GND之間一定要接入1個(gè)100nF的C1電容（100nF效果最好，筆者試過(guò)10uF，0.1uF等多種電容濾波，都有諧波存在，使用100nF的效果最好）。

       設(shè)計(jì)好了原理圖，更重要的是PCB布線(xiàn)和布局，對(duì)此筆者有很多經(jīng)(xian)驗(yàn)(chou)要和各位讀者分享。

       1.在PCB布局時(shí)，C1電容要距離MS4515DO的距離要在2cm之內(nèi)，可以起到良好的隔離效果。筆者一開(kāi)始把C1的位置放置在GND的近處，但是此時(shí)會(huì)出現(xiàn)輸入雜波。筆者在candence中用了其強(qiáng)大的電磁仿真功能，最后發(fā)現(xiàn)C1要靠近MS4515，并且距離在2cm內(nèi)最佳。

        2.在布線(xiàn)成功后筆者嘗試進(jìn)行通過(guò)IIC協(xié)議建立MS4515DO與MCU的通信，但是此時(shí)IIC總線(xiàn)通訊出現(xiàn)信號(hào)不同步的現(xiàn)象。筆者和軟件工程師確認(rèn)軟件部分沒(méi)有問(wèn)題的時(shí)候，對(duì)硬件電路進(jìn)行了短路測(cè)試。具體方法為使用萬(wàn)用表的通斷擋進(jìn)行短路引腳的檢測(cè)，筆者將SDA和SCL引腳分別與單片機(jī)的引腳連接測(cè)試，發(fā)現(xiàn)沒(méi)有問(wèn)題。筆者排除了布線(xiàn)錯(cuò)誤問(wèn)題，隨后仔細(xì)檢查電路板。發(fā)現(xiàn)SDA引腳似乎有虛焊?。ㄒ?yàn)楫?dāng)時(shí)設(shè)計(jì)樣品，均為手工焊接）。隨后筆者用熱風(fēng)槍去除焊點(diǎn)，重新進(jìn)行了焊接，最終完成了設(shè)計(jì)并進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)測(cè)試。（以此告誡讀者，焊接完一定要仔細(xì)檢查一下PCB）

筆者為驗(yàn)證本設(shè)計(jì)的可靠性，選擇了100g的物品進(jìn)行壓力測(cè)試，結(jié)果如圖2所示：

圖2 系統(tǒng)測(cè)試圖

對(duì)圖2進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)示波器測(cè)得電壓為100mV，可準(zhǔn)確測(cè)量100g的物體，說(shuō)明本設(shè)計(jì)可靠穩(wěn)定。

總結(jié)：

筆者利用自帶壓力校正壓力傳感器MS4515DO設(shè)計(jì)了一款電子秤壓力傳感器電路，MS4515DO的高精度輸出、小誤差、寬測(cè)量范圍和優(yōu)秀的低功耗性能在讀者選擇器件的時(shí)候眼前一亮，就是它！