晶华微基于SD93F302计价秤应用方案

01. 概述

电子计价秤广泛应用于商业买卖和工业计量，其特点在于精确度高、稳定性强、显示直观、功能丰富、成本低、体积小、交直流两用便于携带等，能根据称量以及设置的单价进行准确、直观、便捷的金额计算并显示，可适用于不同的场景。

图1 电子计价称

02. 电阻应变式压力传感器工作原理

电阻应变式压力传感器是由电阻应变片组成的测量电路和弹性敏感元器件组合起来的传感器。当弹性敏感元件受到力、扭矩、速度、加速度及流量等物理量作用时，将产生形变，从而使得粘贴在表面的电阻应变片产生应变，进而引起电阻应变片阻值的变化。这样弹性体的形变转化为电阻应变片阻值变化。 一般来说，把4个电阻应变片按照全桥方式连接，测量电桥有较高的灵敏度以及测量精度，并且能起到一定温度自动补偿的作用。两输入端施加一定电压值，两输出端输出的共模电压随着桥路上电阻阻值的变化增加或减少。这种变化的对应关系具有近似性的关系。工作原理如下图2所示：

图2 电阻应变式压力传感器工作原理

03.基于SD93F302计价秤应用方案

本文将重点介绍基于晶华微SD93F302芯片的计价秤应用开发方案。如图3所示，SD93F302芯片资源丰富，非常契合计价秤的方案。

      蜂鸣器及背光驱动

具有3路独立的PWM及3路独立的PFD可用于蜂鸣器及LCD背光驱动。

LCD/LED显示

自带I2C及SPI通信接口可通过驱动专门的LCD/LED芯片实现计价秤的显示。

温度检测

自带温度传感器，不需要外部测温电路便可实现温度检测功能。

电压检测

自带电压检测并内置分压电阻，不需要低压检测芯片及外部分压电阻便可实现电池电量检测功能，并且检测电压0V~VDD可调整。

数据存储

有64k Bytes FLASH存储用户程序和数据，并且有额外6.5k Bytes的用户数据区，不需要外部的数据存储器便可实现用户数据存储。

外围器件

以本文介绍方案的硬件为例，外围器件只需要6个电容、5个电阻、2个三极管、1个LDO及1个LCD显示驱动芯片就可以实现计价秤应用方案。

图3 计价秤方案框图

04.基于SD93F302的计价秤原理图

图4 基于SD93F302的计价秤原理图

05. SD93F302芯片性能特点

SD93F302是由杭州晶华微推出的带有丰富外围资源的32位SoC芯片，主要应用于计价秤、工业仪表、各类数字传感器等领域，有以下特点： ADC

高精度Sigma-Delta ADC，ENOB = 19.7bits@8sps (Gain =128)，6个差分通道或者13个单端通道。

低噪声高输入阻抗前置放大器，4、8、16、32、64、128和256倍增益可选，带offset校正功能。

PGIA：配备2种输入管面积设置控制，并配置2种不同的IA电流设置控制。

存储器

64k Bytes FLASH，2k Bytes SRAM。

系统时钟

内置24MHz高频RC振荡器和32kHz低频RC振荡器，并且支持8~24MHz晶体振荡器做系统时钟。

电源管理系统

内置低压检测电路，包括一个5bits DAC和一个输入的比较器，以实现灵活的电池检测和触摸按键检测等功能，电压检测范围0V~VDD。

内置传感器激励输出，输出电压可选，2.4V/2.7V/3.0V/3.3V/3.6V/3.9V/4.2V/4.5V。

通信

内置1路UART通信接口，波特率支持115200bps，待机时RXD下降沿自动唤醒MCU。

内置1路I²C通信接口。

内置1路SPI通信接口。

PWM

内置3路独立的16bits PWM输出。

PFD

内置3路独立的PFD输出，PFD输出可用于驱动蜂鸣器、LCD背光驱动等。

温度传感器

内置硅温度传感器，可以单点校正，支持自动正反测。

低功耗

典型工作电流2mA，低功耗状态下1μA~2μA。

06. 结论

本文介绍的SD93F302型号SoC，充分利用其丰富的内置硬件资源，可节省计价秤大部分外围元器件，与其他通用SoC相比成本降低，芯片具有的低功耗模式，即使使用普通电池的情况下，也能支持较长的工作时间，软件方面，SD93F302芯片可使用C语言进行软件开发，同时还提供完整的SDK和库函数，方便软件工程师开发，并且有强大的技术团队提供技术支持，有效降低产品研发门槛，可大大缩短项目开发周期。