基于CSU8RP1001的太陽能衡器應用設計

　　太陽能衡器的應用

　　采用芯海科技的CSU8RP1001 低功耗高速高精度優點，可以設計出太陽能人體秤和太陽能廚房秤。

　　(一)硬件設計

　　圖2是太陽能衡器的典型應用原理圖。采用3.5V/30µA的非晶硅太陽能電池將光能轉換成電能，存儲在C12普通電解電容上，然后送到CSU8RP1001內部電源管理模塊。當電量達到可供系統工作時，主控芯片會通過VDDO引腳送到DVDD(數字模塊)和AVDD(模似模塊)供電，系統開始工作。VLCD、V2、V1、LCA、LCB是獲取LCD偏置電壓的外圍器件。CA、CB上的電容是內部電荷泵的外圍器件。VS是主控芯片內部穩壓輸出，除供給內部ADC作參考外，還通過C7濾波后，給壓力傳感器做激勵電壓。壓力傳感器的模擬變化量通過C9、C10、C11的低通濾波后，送至主控芯片的第一路差分輸入通道引腳。主控芯片上的COM和SEG引腳是LCD驅動引腳。

　　(二)軟件設計

　　參數配置：

　　以設計顯示分度2000點的太陽能人體秤為例。為使整機工作功耗小于或等于15µA，將VS穩壓電源輸出配置成2.3V作為ADC的參考及傳感器的電源，ADC的速度為7.8kHz，PGA = 68，指令周期為2MHz。其它I/O等資源根據實際使用情況可以進行任意配置。

　　軟件流程:

　　太陽能衡器軟件流程和傳統衡器差異很大，主控芯片CSU8RP1001除LCD驅動模塊全速工作外，其它模數模塊均處于間隙工作狀態。間隙工作的周期通過看門狗定時器來定時實現。流程圖如圖3，讀取4筆A/D值，丟掉前二筆，后兩筆進行算術平均，然后進行計算重量并顯示，即進入睡眠，等待下一次的測量。

　　(三)太陽能衡器整機性能

　　太陽能人體秤的性能參數如下。

　　● 測量精度：0~180kg的量程，分辨率0.1kg。

　　● 工作電流：自動上秤待機工作電流小于6µA, 稱重時的工作電流≤15µA。

　　● 若使用3.5V /30µA的太陽能電池供電，則可以在大于光強20 Lux下使用。

　　太陽能廚房秤：

　　● 測量精度：1~5000g的量程，分辨率：1g。

　　● 工作電流：待機工作電流小于4µA，稱重時的工作電流≤30µA。

　　● 若使用3.5V /30µA的太陽能電池供電，則可以在大于光強25 Lux下使用。

　　(四) 應用注意事項

　　CSU8RP1001 應用于太陽能衡器，進入睡眠前，需關閉除顯示外的所有模塊，并設置好I/O口狀態，以免有拉電流現象。保存校準數據時，每寫完一個Word(字)就要延時10ms。

　　小結

　　基于CSU8RP1001開發的太陽能衡器的突出優點是：電路模塊比使用國外品牌芯片的成本低30%以上;同時外圍器件少，使整機的PCB(印制電路板)尺寸可以很小;整機測量精度同傳統衡器一樣，而且使用的太陽能電池尺寸同比芯海科技前期推出的CSU1101小30%以上。目前芯海科技可以向客戶提供包括軟、硬件的完整參考設計，其中此款芯片已在部分大型衡器廠商批量生產。

　　參考文獻：

　　[1] CSU8RP10XX用戶手冊.深圳市芯海科技有限公司