在當今電子秤行業，便攜式無線稱重儀表以其輕巧、實用的特點而得到了廣 泛的應用。為了應對激烈的市場競爭，各電子秤生產廠家陸續推出了自己的產品，從而造成了 許多生產廠家的低價傾銷，打價格戰。實際上這些產品面向的是國內的低端客戶，產品在設 計上就是“最大限度降低成本”，而很少會考慮如何提高抗干擾能力，因為這將增加產品的成 本，市場上許多中高端客戶特別是外商真正需要的并不是這類產品。如何在激烈的市場競爭 中脫穎而出，避開打價格戰是各電子秤生產廠家面臨的難題。便攜式無線稱重儀表的設計要面 向國內的中高端市場和國外市場，要經得起國外嚴格的電磁兼容測試，因此儀表必須具有可 靠性高、抗干擾能力強、調試簡單、標定快速、一致性好、傳輸距離遠、檢修方便、可與計 算機直接通訊等特點，這也是未來電子秤產業的發展方向。

一、概述

隨著無線電子吊秤在農業、醫療、電力、工 礦企業的廣泛應用，對電子吊秤的現場可操作性 和抗干擾能力的要求是越來越高。近年來，電子 技術的發展，特別是表面貼裝工藝的成熟以及回 流焊機的廣泛應用，為稱重儀表向小型、便攜的 方向發展提供了廣闊的空間，更為研制開發便攜 式稱重儀表提供了有力的技術支撐。稱重儀表主 要是通過接收機與譯碼電路來實現重量信號的解 調以及向二進制數字信號的轉換，進而通過單片 機及其模塊化結構的程序設計對該儀表的稱重功 能進行控制。測試表明，經過特殊設計的稱重儀 表與無線數傳秤體配套使用，才能真正具有性能 穩定、測量準確、抗干擾能力強、攜帶方便等特 點，且符合國際三級秤標準的要求。

二、無線稱重儀表的基本原理

(一）基本結構及原理 無線數傳秤體部分基本結構如圖1所示，無線稱 重儀表的基本結構如圖2所示。為增強設備的抗干擾能力，無線數字信號接收/發射機采用調頻方 式，在國家規定的450MHz和230MHz2個頻段內 對載波的頻率進行調制/解調。無線數傳秤體發射 機發出的信號即為調制后的數字重量信號，無線 稱重儀表經過接收/解調后得到秤體發射機發出的 數字重量信號.

無線數傳電子吊秤是利用應變式傳感器受力 后其變形與輸出電壓信號呈線性比例的特點來工 作的。也就是說，通過應變式傳感器可以將吊秤 所承受的重力信號(輸人信號)轉變為電壓信號(輸出 信號)，經過運算放大器放大和A/D轉換芯片變換 為數字信號，該數字信號經調制后由信號發射機 發出。為避免發射機對外部設備的干擾，發射機應采用金屬外殼進行屏蔽。

(二）稱重儀表系統硬件結構的抗干擾措施

該稱重儀表控制系統主要由中央處理單元 (CPU)、信號接收裝置(接收機)、鍵盤、時鐘電路、 EEPROM、LCD顯示模塊、打印機及RS232C接口 等部分組成。

（1）中央處理單元

為了提髙中央處理單元即單片機的抗干擾能 力，采用可在低電壓(2.5V)狀態下工作的芯片，這 樣即使來自電源的干擾很強，一般也不會將6V供 電降到2.5V以下，從而保證中央處理單元的正常 工作。單片機可選用MCS—51系列如89V516,它 采用的是CMOS生產工藝，本身具有較強的抗干 擾能力，工作頻率設計在10 ~ 20MHz之間比較好， 既兼顧速度又能保證系統的穩定工作。

（2）液晶顯示模塊

為了便于安裝和未來升級顯示模塊的方便， 液晶顯示模塊與單片機所在的主板是分開的，在 液晶顯示模塊的電源與地之間并入220uF和 O.OluF的電容可有效地降低來自線路的干擾。單 片機89V516在串行口中接收到來自秤體的重量信 號后對其進行設別、判斷和分析，剔除不正常 (干擾）信號，經軟件濾波、運算和顯示變換，并 將變換后的數據送往液晶顯示模塊進行顯示，顯 示更新頻率一般為5—10次/秒。

（3）稱重儀表鍵盤部分

為了提高單片機(CPU)的工作效率，鍵盤部分占 用單片機P1 口，采用4x4矩陣。為了提高鍵盤掃 描時的準確性和抗干擾能力，在軟件中采用多次判 斷和中斷掃描的方法取得鍵值，完成各按鍵的功能。

（4）電源電路

整機的供電采用5節鎳氫電池，供電電壓為 6.0V,電池容量為4.2AH。在供電系統中采用四端穩壓電路78R05將6.0V的電壓降至5.0V后供給 單片機和液晶顯示器。整個電源部分采用了多級 LC濾波和RC濾波，可有效地消除來自外部和線 路的電磁干擾。

（5）存儲電路

這部分電路采用24C256,其內部有32KB的 EEPROM, 1MHz時鐘頻率；低功耗CMOS，10uA 備用電流，3mA工作電流；2.7?5.5V電源電壓； 高可靠性，重復擦除壽命可達10萬次，數據保存 期為100年，采用了三線制總線結構形式，使得 數據讀寫更加快速可靠。.

（6）時鐘電路

時鐘電路采用DS1302芯片，該芯片自身帶有 時鐘日歷電路，采用三線制接口，數據傳輸速率 可達400kHz;具有內部切換電路的輔助電源輸入 端；采用CMOS結構、功耗低、抗干擾能力強、 壽命長、數據保存期為100年以上。

(三）PCB及電路抗干擾措施

印刷電路板的抗干擾設計與具體電路有著密 切的關系，這里僅就PCB抗干擾設計的幾項措施 作一些說明。

（1）電源線設計

根據印刷線路板電流的大小，盡量加粗電源 線寬度，減少環路電阻；同時，使電源線、地線 的走向和數據傳遞的方向一致，這樣有助于增強 抗噪聲能力。

地線設計

在單片機系統設計中，接地是控制干擾的重 要方法。如能將接地和屏蔽正確結合來使用，可 解決大部分干擾問題。單片機系統中地線結構大 致有系統地、機殼地（屏蔽地）、數字地（邏輯 地）和模擬地等。

（2）接地設計

在所有EMC問題中，主要問題是不適當的接 地引起的。有三種信號接地方法：單點、多點和 混合。在頻率小于1MHz時，可采用單點接地方 法，但不適宜高頻；在高頻應用中，最好采用多 點接地。混合接地是低頻用單點接地、高頻用多 點接地的方法。地線布局是關鍵，高頻數字電路 和低電平模擬電路的接地電路絕不能混合。

三、結論

XK3108型稱重儀表，其外形采用了完全自行設計、有國家專利的便攜式外殼，外觀新穎大方。 機芯電路板全部采用貼片元件，以縮小整板的體 積，且采用回流焊機進行焊接，以提高加工效率 和焊接的可靠性。此外，接收機采用金屬外殼進 行屏蔽，以避免外部設備與接收機的相互干擾， 增強其抗干擾能力。實際測試表明，該稱重儀表 已達到國際計量組織OIML三級秤標準，可用于商 業流通和貿易結算，現已投人生產，在實際應用 中體現了性能穩定、測量準確、抗干擾能力強、 攜帶方便等特點，有效地提高了無線數傳電子吊 秤的現場可操作性，得到了用戶的一致好評。