基于DSP的稱重控制器設(shè)計(jì)

　　增益誤差和偏移誤差是影響A/D 轉(zhuǎn)換精度的主要因素。增益誤差是指實(shí)際傳輸函數(shù)的斜率與理想傳輸函數(shù)的斜率的差別;偏移誤差是指輸入為零時(shí)實(shí)際輸出與零的偏差。本設(shè)計(jì)采用了采樣校準(zhǔn)的方法補(bǔ)償增益誤差和偏移誤差。F2812 的一組A/D 轉(zhuǎn)換單元內(nèi)8 個(gè)通道之間的誤差典型值小于0.2%，通過(guò)采樣另外2 個(gè)采樣通道的已知參考電壓H x 、L x ， 得出A / D 轉(zhuǎn)換結(jié)果H y 、L y ，再利用求解線形方程組的原理計(jì)算出增益誤差和偏移誤差，然后計(jì)算出較精確的轉(zhuǎn)換結(jié)果。y 為待校正量， 則校正后的結(jié)果x 可由式1 表示:

　　F2812 芯片本身設(shè)計(jì)有A/D 轉(zhuǎn)換采樣校準(zhǔn)的參考電壓，分別由ADCREFP、ADCREFM 引腳輸出，電壓分別為2V、1V。使用時(shí)外接10 μ F 的低等效串連電阻陶瓷旁路電容到地，可直接使用。但是其電壓輸出精度有限，所以另外設(shè)計(jì)了參考電壓生成電路[6]，電路示意圖如圖3 。其中A0、A6、A7 為同一組A/D 轉(zhuǎn)換通道的三個(gè)輸入腳。A0 為待測(cè)模擬信號(hào)輸入引腳，A6、A7 為已知電壓信號(hào)的輸入引腳。為了盡量減少了數(shù)字電路對(duì)模擬電路的干擾，本設(shè)計(jì)在PCB 布局時(shí)將ADCINxx 引腳模擬線遠(yuǎn)和數(shù)字信號(hào)線分開放置，并將A/D 模塊的功率引腳線所連的電源和地與數(shù)字電源和地分開放置。

圖3 A/D 采樣校準(zhǔn)參考電源示意圖。

　　3.3 鍵盤和數(shù)碼管驅(qū)動(dòng)電路

　　稱重控制器的人機(jī)交互通過(guò)6 位LED 數(shù)碼管和3 ×4 矩陣鍵盤實(shí)現(xiàn)。3 × 4 矩陣鍵盤中的10 個(gè)鍵對(duì)應(yīng)數(shù)字0 至9，外加一個(gè)“確定鍵”和一個(gè)“功能鍵”。數(shù)碼管和按鍵較多會(huì)不利于使用軟件控制，所以采用數(shù)碼管驅(qū)動(dòng)及鍵盤控制芯片CH451 來(lái)檢測(cè)按鍵和驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管。

　　CH451 是一款集數(shù)碼管顯示驅(qū)動(dòng)、鍵盤掃描控制于一體的多功能外圍芯片， 可以方便地與D S P 組成系統(tǒng)。

　　CH451 通過(guò)復(fù)用DIGx 和SEGx 引腳，定期在顯示驅(qū)動(dòng)掃描過(guò)程中插入鍵盤掃描。數(shù)碼管的個(gè)數(shù)決定需要使用SEG0-SEG7 的8 個(gè)引腳和DIG0-5 的6 個(gè)引腳。矩陣鍵盤的結(jié)構(gòu)為3 行4 列，設(shè)計(jì)使用SEG0-3 這4 個(gè)引腳與DIG0-2 這3 個(gè)引腳。DCLK、DIN、LOAD 和DOUT管腳連接F2812 對(duì)應(yīng)管腳，具體硬件連接圖見圖4。

圖4 CH451 接口電路：