硬件设计

本系统由液晶显示、键盘输入、前置放大、MCU、报警输出、ISP下载、RS-232接口和电源等几部分组成，如图1所示。

图1 电子天平框图

MCU

本系统中采用的是TI公司最新发布的一款MSP430系列单片机MSP430F4250。该款单片机和以往的型号的最大区别就是内部集成了16位S-D模数转换模块(图2)。


图2  MSP430F4250内部S-D模数转换模块的结构

LCD

本设计使用专用的电子天平液晶显示模块，相比通用型液晶显示模块显示信息丰富而有针对性，而且由于功能简单、生产量大，同时具有价格便宜的优点。

专用型液晶显示模块采用了存储单元和显示单元一一对应的显示方式，对于单片机来说，只要在相应的存储单元写入“1”或“0”就会点亮或熄灭相应的显示单元，操作非常简单。液晶模块和单片机的接口为串行方式，由一根数据线和读写信号线组成。由于MSP430F4250没有读写信号线，所以用I/O口来控制读写时序，同样非常方便。

前置放大

前置放大电路使保证测量精度的关键部分，在本设计中采用了仪器放大器的基本电路，用两个OP07组成，如图3所示。


图3    前置放大电路

OP07为低零漂的运算放大器，价格便宜。本电路关键是R13和R14这两个电阻需要精确的匹配。在装配过程中R13和R14使用了精度为0.1%的精密电阻，再加上人工的精确匹配，使本电路的漂移和共模抑制比都能达到很高的标准。同时输出的信号再经过RC网络的滤波传送到A/D转换器的输入端，可以确保测量信号的稳定。在实际使用中也确认了这一点。
软件设计

本设计使用C语言编程，编译调试工具使用IAR的EW430 3.30a，高效地完成了本电子天平的程序设计。