本發(fā)明屬于電子秤技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種用于電子秤節(jié)省功耗的的裝置及方法。

背景技術(shù)：

隨著電子秤的快速發(fā)展，為了節(jié)約能源，提高電子秤的使用壽命和效率，市面上出現(xiàn)了許多采用低功耗技術(shù)的電子秤。目前電子秤實(shí)現(xiàn)低功耗的典型做法是：

(1)選用阻抗較高的稱重傳感器，降低激勵(lì)電流；

(2)降低稱重傳感器激勵(lì)電壓；

(3)通過微處理器間歇開啟、關(guān)閉稱重傳感器的激勵(lì)源；

(4)選用功耗低的模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片和微處理器。

雖然上述方法可以有效降低電子秤的功耗，但也存在一些不足之處，例如：降低稱重傳感器的激勵(lì)電壓會(huì)導(dǎo)致輸入信號變小，影響系統(tǒng)的信噪比，因此激勵(lì)電壓不能設(shè)置太低；通過微處理器間歇開啟、關(guān)閉稱重傳感器的激勵(lì)源會(huì)增加微處理器的資源開銷，加大軟件開發(fā)難度等等。

一般降低傳感器功耗的做法是：通過微處理器間歇開啟、關(guān)閉傳感器的激勵(lì)源，調(diào)整合適的(開/關(guān)激勵(lì)源)占空比，在降低功耗的同時(shí)不影響稱重的響應(yīng)速度。但這種做法會(huì)增加微處理器的資源開銷，增加微處理器的功耗，同時(shí)也加大了軟件開發(fā)難度。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

基于此，因此本發(fā)明的首要目地是提供一種電子秤節(jié)省功耗的電路系統(tǒng)及方法，該電路系統(tǒng)及方法能夠在電子秤空閑狀態(tài)下不產(chǎn)生微處理器資源開銷，同時(shí)降低傳感器功耗，并簡化處理流程。

本發(fā)明的另一個(gè)目地在于提供一種電子秤節(jié)省功耗的電路系統(tǒng)及方法，該電路系統(tǒng)及方法能夠充分利用現(xiàn)有的微處理器資源，避免降低系統(tǒng)信噪比以及產(chǎn)生微處理器資源開銷，達(dá)到提升電子秤續(xù)航能力、節(jié)省能耗的效果。

經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，目前電子秤的功耗主要來源于稱重傳感器。舉例：假如激勵(lì)電壓為5V，350ohm稱重傳感器的激勵(lì)電流可達(dá)14.3mA，而一般測量控制單元(模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片、微處理器、存儲(chǔ)器)的功耗不超過5mA。而在實(shí)際應(yīng)用中，電子秤大部分時(shí)間處于空秤閑置狀態(tài)，而傳感器的激勵(lì)電壓是一直開啟的，相當(dāng)于傳感器的功耗被浪費(fèi)掉了。如果可以大幅度降低傳感器的功耗，將可以有效地提升電子秤的續(xù)航能力。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案為：

一種電子秤節(jié)省功耗的電路系統(tǒng)，其特征在于該電路系統(tǒng)是在電子秤的模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片里增加一個(gè)激勵(lì)源控制單元，所述激勵(lì)源控制單元連接于模數(shù)轉(zhuǎn)換單元，且所述激勵(lì)源控制單元通過開關(guān)連接于稱重傳感器，電子秤通過激勵(lì)源控制單元自動(dòng)完成稱重傳感器激勵(lì)源的間歇開啟、關(guān)閉，失調(diào)漂移調(diào)整以及超閥值喚醒微處理器操作。因此能夠在空秤閑置狀態(tài)下，不產(chǎn)生微處理器資源開銷的同時(shí)降低傳感器功耗。

所述激勵(lì)源控制單元還能通過中斷喚醒微處理器。

進(jìn)一步，所述激勵(lì)源控制單元包括有激勵(lì)源控制開關(guān)和計(jì)時(shí)控制單元，激勵(lì)源控制開關(guān)連接稱重傳感器，而計(jì)時(shí)控制單元連接模數(shù)轉(zhuǎn)換單元。

進(jìn)一步，所述激勵(lì)源控制單元還包括有比較單元和運(yùn)算單元，運(yùn)算單元接于模數(shù)轉(zhuǎn)換單元，比較單元?jiǎng)t通過中斷喚醒信號喚醒微處理器。

更進(jìn)一步，所述激勵(lì)源控制單元還包括有控制單元，運(yùn)算單元接于模數(shù)轉(zhuǎn)換單元，并接于比較單元，比較單元又接于控制單元。

一種電子秤節(jié)省功耗的方法，其特征在于該方法的步驟為：

101、電子秤歸零后，微處理器開啟定時(shí)器進(jìn)行計(jì)時(shí)，當(dāng)累計(jì)時(shí)間達(dá)到Δt后電子秤進(jìn)入空閑狀態(tài)，Δt為電子秤從工作狀態(tài)變?yōu)榭臻e狀態(tài)的時(shí)間閥值；

如果期間電子秤執(zhí)行其它操作，微處理器則對Δt清零。

102、進(jìn)入空閑狀態(tài)后，微處理器把當(dāng)前系統(tǒng)零點(diǎn)x、喚醒閥值Δx以及失調(diào)漂移調(diào)整值Δy(Δy≤Δx)寫入激勵(lì)源控制單元，然后設(shè)置激勵(lì)源的占空比參數(shù)(aT/bT)，并使能激勵(lì)源控制單元；

其中T為模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片的轉(zhuǎn)換周期，由模數(shù)轉(zhuǎn)換單元決定；a、b為正整數(shù)，a為激勵(lì)源關(guān)閉時(shí)間，b為周期總時(shí)間，(b-a)為激勵(lì)源開啟時(shí)間；

103、微處理器進(jìn)入休眠狀態(tài)，以節(jié)省功耗；

104、激勵(lì)源控制單元關(guān)閉激勵(lì)源，經(jīng)過aT后開啟激勵(lì)源并使能模數(shù)轉(zhuǎn)換單元；

t＝0時(shí)刻，激勵(lì)源控制單元關(guān)閉傳感器激勵(lì)源，t＝aT時(shí)刻，激勵(lì)源控制單元開啟傳感器激勵(lì)源并使能模數(shù)轉(zhuǎn)換單元，然后讀取當(dāng)前模數(shù)轉(zhuǎn)換值y。

進(jìn)一步，模數(shù)轉(zhuǎn)換單元對模數(shù)轉(zhuǎn)換值y進(jìn)行判斷，并執(zhí)行相應(yīng)的操作；具體地說：

如果模數(shù)轉(zhuǎn)換值y<x+Δx，則表示電子秤沒有放置物品，激勵(lì)源控制單元?jiǎng)t經(jīng)過(b-a)T后關(guān)閉激勵(lì)源，然后進(jìn)入下一個(gè)循環(huán)。

如果模數(shù)轉(zhuǎn)換值y<x+Δy，則視作系統(tǒng)的失調(diào)漂移，此時(shí)激勵(lì)源控制單元每個(gè)周期自動(dòng)調(diào)整一次系統(tǒng)零點(diǎn)x＝y(tǒng)，其中y取bT時(shí)刻的模數(shù)轉(zhuǎn)換值。

如果模數(shù)轉(zhuǎn)換值y≥x+Δx，則表示電子秤此時(shí)放置了物品。激勵(lì)源控制單元通過外部中斷喚醒微處理器，微處理器讀取當(dāng)前的系統(tǒng)零點(diǎn)x并調(diào)整軟件里的系統(tǒng)零點(diǎn)，防止失調(diào)漂移產(chǎn)生的測量誤差。

105、微處理器被喚醒并調(diào)節(jié)系統(tǒng)零點(diǎn)后，清零激勵(lì)源控制單元的所有參數(shù)并關(guān)閉激勵(lì)源控制單元，然后進(jìn)入正常稱重模式。

本發(fā)明所實(shí)現(xiàn)的系統(tǒng)及方法只需在模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片增加激勵(lì)源控制單元，電子秤通過激勵(lì)源控制單元自動(dòng)完成傳感器激勵(lì)源的間歇開啟、關(guān)閉，失調(diào)漂移調(diào)整以及超閥值喚醒微處理器操作，這樣可以不產(chǎn)生微處理器資源開銷的同時(shí)降低運(yùn)行功耗，簡化軟件處理工作。

電子秤可以通過本發(fā)明節(jié)省傳感器、模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片以及微處理器的功耗，達(dá)到提升其續(xù)航能力、節(jié)省能耗的目的。

附圖說明

圖1是本發(fā)明所實(shí)施的電路系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖。

圖2是本發(fā)明所實(shí)施激勵(lì)源控制單元局部1的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3是本發(fā)明所實(shí)施激勵(lì)源控制單元局部2的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4是本發(fā)明所實(shí)施激勵(lì)源控制單元局部3的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖5是本發(fā)明所實(shí)施節(jié)省功耗的方法的控制流程圖。

具體實(shí)施方式

為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

請參照圖1所示，本發(fā)明所實(shí)施的電路系統(tǒng)，主要是電子秤的模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片里增加一個(gè)激勵(lì)源控制單元。所述激勵(lì)源控制單元連接于模數(shù)轉(zhuǎn)換單元，且所述激勵(lì)源控制單元通過開關(guān)連接于稱重傳感器，電子秤通過激勵(lì)源控制單元自動(dòng)完成傳感器激勵(lì)源的間歇開啟、關(guān)閉，失調(diào)漂移調(diào)整以及超閥值喚醒微處理器操作。因此，在空秤閑置狀態(tài)下，不產(chǎn)生微處理器資源開銷的同時(shí)降低傳感器功耗。

所述激勵(lì)源控制單元還能通過中斷喚醒微處理器。

本電路系統(tǒng)所實(shí)施的激勵(lì)源控制單元的電路請參照圖2～4所示。

圖2所示，激勵(lì)源控制單元包括有激勵(lì)源控制開關(guān)和計(jì)時(shí)控制單元，激勵(lì)源控制開關(guān)連接稱重傳感器，而計(jì)時(shí)控制單元連接模數(shù)轉(zhuǎn)換單元。稱重傳感器的激勵(lì)源由計(jì)時(shí)控制單元來控制激勵(lì)源控制開關(guān)的斷開、閉合，計(jì)時(shí)控制單元由使能信號En來控制。

當(dāng)En＝0時(shí)，計(jì)時(shí)控制單元停止計(jì)時(shí)并保持激勵(lì)源控制開關(guān)閉合；當(dāng)En＝1時(shí)，計(jì)時(shí)控制單元從0開始計(jì)時(shí)，其中t1＝0～a表示激勵(lì)源控制開關(guān)處于斷開狀態(tài)，t2＝a～b表示激勵(lì)源控制開關(guān)處于閉合狀態(tài)。

模數(shù)轉(zhuǎn)換單元每個(gè)轉(zhuǎn)換周期(1T)都會(huì)翻轉(zhuǎn)電平，計(jì)時(shí)控制單元接收到電平翻轉(zhuǎn)信號后累加計(jì)數(shù)器(t＝t+1)。當(dāng)t超過b時(shí)數(shù)值重新變?yōu)?。

圖3所示，激勵(lì)源控制單元還包括有比較單元和運(yùn)算單元，運(yùn)算單元接于模數(shù)轉(zhuǎn)換單元，比較單元?jiǎng)t通過中斷喚醒信號喚醒微處理器。計(jì)時(shí)控制單元處于t2＝a～b期間，使能運(yùn)算單元A(Cs＝1)。運(yùn)算單元A根據(jù)當(dāng)前模數(shù)轉(zhuǎn)換值y與系統(tǒng)零點(diǎn)x、喚醒閥值Δx來計(jì)算AD內(nèi)碼是否超出范圍：z＝|y-x|-Δx。

如果比較單元A中z≥0，則表明AD內(nèi)碼超出范圍。此時(shí)比較單元A會(huì)產(chǎn)生一個(gè)下降沿中斷，喚醒系統(tǒng)的微處理器。

圖4所示，激勵(lì)源控制單元還包括有控制單元、比較單元和運(yùn)算單元，運(yùn)算單元接于模數(shù)轉(zhuǎn)換單元，并接于比較單元，比較單元又接于控制單元。計(jì)時(shí)控制單元處于t2＝a～b期間，使能運(yùn)算單元B(Cs＝1)。運(yùn)算單元B根據(jù)當(dāng)前模數(shù)轉(zhuǎn)換值y與系統(tǒng)零點(diǎn)x、失調(diào)漂移閥值Δy來判斷系統(tǒng)是否處于失調(diào)漂移：z＝|y-x|-Δy。

如果比較單元B中z≥0，表明系統(tǒng)處于加載物品中，控制單元B不進(jìn)行失調(diào)漂移調(diào)整操作。如果z<0，則視作系統(tǒng)的失調(diào)漂移，控制單元B每個(gè)周期自動(dòng)調(diào)整一次系統(tǒng)零點(diǎn)x＝y(tǒng)，其中y取bT時(shí)刻的模數(shù)轉(zhuǎn)換值。

因此，電子秤在空閑狀態(tài)下不產(chǎn)生微處理器資源開銷，以及降低傳感器功耗，其具體的實(shí)現(xiàn)過程如圖5所示為：

S101、電子秤歸零后，微處理器開啟定時(shí)器開始計(jì)時(shí)，當(dāng)累計(jì)時(shí)間達(dá)到Δt后電子秤進(jìn)入空閑狀態(tài)，Δt為電子秤從工作狀態(tài)變?yōu)榭臻e狀態(tài)的時(shí)間閥值。如果期間電子秤執(zhí)行其它操作，微處理器則對Δt清零。

S102、電子秤進(jìn)入空閑狀態(tài)后，微處理器把系統(tǒng)零點(diǎn)x、喚醒閥值Δx以及失調(diào)漂移調(diào)整值Δy(Δy≤Δx)寫入激勵(lì)源控制單元。

S103、設(shè)置激勵(lì)源的占空比參數(shù)(aT、bT)，并使能激勵(lì)源控制單元(En＝1)。其中T為模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片的轉(zhuǎn)換周期，由模數(shù)轉(zhuǎn)換單元決定；a、b為正整數(shù)，a為激勵(lì)源關(guān)閉時(shí)間，b為周期總時(shí)間，(b-a)為激勵(lì)源開啟時(shí)間。

S104、上述操作完畢后，微處理器進(jìn)入休眠狀態(tài)，節(jié)省功耗。

S105、t＝0時(shí)刻，激勵(lì)源控制單元關(guān)閉傳感器激勵(lì)源。

S106、t＝aT時(shí)刻，激勵(lì)源控制單元開啟傳感器激勵(lì)源并使能模數(shù)轉(zhuǎn)換單元，然后讀取當(dāng)前模數(shù)轉(zhuǎn)換值y。

S107、如果模數(shù)轉(zhuǎn)換值y<x+Δy(Δy≤Δx)，則視作系統(tǒng)的失調(diào)漂移。激勵(lì)源控制單元每個(gè)周期自動(dòng)調(diào)整一次系統(tǒng)零點(diǎn)x＝y(tǒng)，其中y取bT時(shí)刻的模數(shù)轉(zhuǎn)換值。

S108、如果模數(shù)轉(zhuǎn)換值y<x+Δx，則表示電子秤沒有放置物品。激勵(lì)源控制單元?jiǎng)t經(jīng)過(b-a)T后自動(dòng)關(guān)閉激勵(lì)源和模數(shù)轉(zhuǎn)換單元，然后進(jìn)入下一個(gè)循環(huán)。

S109、如果模數(shù)轉(zhuǎn)換值y≥x+Δx，則表示電子秤此時(shí)放置了物品。激勵(lì)源控制單元通過下降沿中斷喚醒微處理器，微處理器讀取當(dāng)前的系統(tǒng)零點(diǎn)x并調(diào)整軟件里的系統(tǒng)零點(diǎn)，防止失調(diào)漂移產(chǎn)生的測量誤差。

S110、微處理器被喚醒并調(diào)節(jié)系統(tǒng)零點(diǎn)后，微處理器清零激勵(lì)源控制單元的所有參數(shù)并關(guān)閉激勵(lì)源控制單元，然后進(jìn)入正常稱重模式。

本發(fā)明所實(shí)現(xiàn)的系統(tǒng)及方法只需在模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片增加激勵(lì)源控制單元，電子秤通過激勵(lì)源控制單元自動(dòng)完成傳感器激勵(lì)源的間歇開啟、關(guān)閉，失調(diào)漂移調(diào)整以及超閥值喚醒微處理器操作，這樣可以不產(chǎn)生微處理器資源開銷的同時(shí)降低運(yùn)行功耗，簡化軟件處理工作。

電子秤可以通過本發(fā)明節(jié)省傳感器、模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片以及微處理器的功耗，達(dá)到提升其續(xù)航能力、節(jié)省能耗的目的。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。