基于DSP的稱重控制器設計

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

　　F2812 芯片本身設計有A/D 轉換采樣校準的參考電壓，分別由ADCREFP、ADCREFM 引腳輸出，電壓分別為2V、1V。使用時外接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，所以另外設計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 轉換通道的三個輸入腳。A0 為待測模擬信號輸入引腳，A6、A7 為已知電壓信號的輸入引腳。為了盡量減少了數字電路對模擬電路的干擾，本設計在PCB 布局時將ADCINxx 引腳模擬線遠和數字信號線分開放置，并將A/D 模塊的功率引腳線所連的電源和地與數字電源和地分開放置。

圖3 A/D 采樣校準參考電源示意圖。

　　3.3 鍵盤和數碼管驅動電路

　　稱重控制器的人機交互通過6 位LED 數碼管和3 ×4 矩陣鍵盤實現。3 × 4 矩陣鍵盤中的10 個鍵對應數字0 至9，外加一個“確定鍵”和一個“功能鍵”。數碼管和按鍵較多會不利于使用軟件控制，所以采用數碼管驅動及鍵盤控制芯片CH451 來檢測按鍵和驅動數碼管。

　　CH451 是一款集數碼管顯示驅動、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。

　　CH451 通過復用DIGx 和SEGx 引腳，定期在顯示驅動掃描過程中插入鍵盤掃描。數碼管的個數決定需要使用SEG0-SEG7 的8 個引腳和DIG0-5 的6 個引腳。矩陣鍵盤的結構為3 行4 列，設計使用SEG0-3 這4 個引腳與DIG0-2 這3 個引腳。DCLK、DIN、LOAD 和DOUT管腳連接F2812 對應管腳，具體硬件連接圖見圖4。

圖4 CH451 接口電路：