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        電子秤是人們日常生活中比較常見(jiàn)的器件，一款好的電子秤要具有較好測量準確度，較大的測量范圍以及較小的功耗，滿(mǎn)足這些設計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)人的設計方案。

       筆者先為各位讀者介紹我選擇的性(chao)能(ji)超(hao)強(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用中具有如下優(yōu)勢：

· 可以輸出14位壓力數字信號和11位溫度數字信號，補償誤差范圍（TEB）小于1.0％，數據精度很高，誤差較小，非常適合于高精度電子秤的設計。

· 壓力測量范圍為2-30bar，可以滿(mǎn)足精準電子秤的測量需求。

· 使用IIC或SPI通信協(xié)議與單片機通信，系統穩定可靠。

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

以下筆者設計的壓力傳感電路

圖1 基于MS4515DO壓力傳感器的壓力傳感電路

       筆者設計的電路圖如圖1所示，電路組成較為簡(jiǎn)單。INT/SS是壓力信號輸出端口，筆者在設計過(guò)程中，調整為1g對應的電壓是 1mV（這樣可以滿(mǎn)足精準測量），通過(guò)線(xiàn)性換算即可得知物體重量，接入單片機的ADC引腳。筆者本來(lái)要設計差分放大器來(lái)減小系統誤差，但是MS4515DO自帶壓力校正功能，經(jīng)過(guò)校正后補償誤差范圍（TEB）小于1.0％，可以大大減小外圍電路的設計，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）。

       設計好了原理圖，更重要的是PCB布線(xiàn)和布局，對此筆者有很多經(jīng)(xian)驗(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，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 )出現輸入雜波。筆者在candence中用了其強大的電磁仿真功能，最后發(fā)現C1要靠近MS4515，并且距離在2cm內最佳。

        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)通訊出現信號不同步的現象。筆者和軟件工程師確認軟件部分沒(méi)有問(wèn)題的時(shí)候，對硬件電路進(jìn)行了短路測試。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，筆者將SDA和SCL引腳分別與單片機的引腳連接測試，發(fā)現沒(méi)有問(wèn)題。筆者排除了布線(xiàn)錯誤問(wèn)題，隨后仔細檢查電路板。發(fā)現SDA引腳似乎有虛焊?。ㄒ驗楫敃r(shí)設計樣品，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，最終完成了設計并進(jìn)行了實(shí)驗測試。（以此告誡讀者，焊接完一定要仔細檢查一下PCB）

筆者為驗證本設計的可靠性，選擇了100g的物品進(jìn)行壓力測試，結果如圖2所示：

圖2 系統測試圖

對圖2進(jìn)行分析，發(fā)現示波器測得電壓為100mV，可準確測量100g的物體，說(shuō)明本設計可靠穩定。

總結：

筆者利用自帶壓力校正壓力傳感器MS4515DO設計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！