STM32电子称设计：低成本高精度解决方案

1. 项目概述

这个称重电子称项目是我去年为一家小型食品加工厂设计的定制化解决方案。他们需要一款能够同时满足称重、计价、数据记录和简单统计功能的设备，预算有限但要求稳定可靠。经过多次实地考察和需求分析，最终决定采用STM32F103C8T6作为主控芯片，配合高精度称重传感器和OLED显示屏，打造这款多功能电子称。

在实际使用中，这款设备不仅完美替代了工厂原有的机械秤，还通过数据记录功能帮助客户发现了生产过程中的原料损耗问题。最让我自豪的是，整套方案的材料成本控制在150元以内，而市面上同等功能的商用电子称售价通常在800元以上。

2. 硬件设计解析

2.1 核心器件选型

主控芯片选择STM32F103C8T6（蓝色pill开发板）主要基于三点考虑：

1. 内置12位ADC满足称重精度要求
2. 充足的GPIO和通信接口（I2C、USART）
3. 成熟的生态和低廉的价格（约15元/片）

称重传感器选用常见的HX711模块配套的5kg量程悬臂梁式传感器（约35元），其特点包括：

• 精度达到0.1g
• 自带防过载设计
• 不锈钢材质防腐蚀

注意：传感器安装时必须保证四个应变片完全水平，任何微小的倾斜都会导致称重误差增大。

2.2 电路设计要点

电源部分采用双路设计：

• 主电路：220V转5V开关电源（给HX711供电）
• 备份电路：3.7V锂电池（保证断电时数据不丢失）

特别设计的防干扰措施：

• 称重传感器与主板间使用屏蔽线
• ADC输入端添加π型滤波电路
• 所有数字信号线串联22Ω电阻

实测证明，这些措施将环境干扰导致的重量波动控制在±0.3g以内。

3. 软件实现细节

3.1 称重算法优化

原始HX711数据存在两个问题：

1. 随机噪声（约±5个ADC值）
2. 温度漂移（每小时约0.2%FS）

采用的解决方案：

c复制// 滑动平均滤波
#define FILTER_SIZE 10
uint32_t filter_buf[FILTER_SIZE];

int32_t get_filtered_adc() {
    static uint8_t index = 0;
    filter_buf[index++] = HX711_Read();
    if(index