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0引言
動(dòng)態(tài)汽車衡稱重儀表應(yīng)用于高速路出入口或其它無法對(duì)車輛進(jìn)行整體稱重的場(chǎng)所。只要汽車軸壓在秤臺(tái)上，儀表就會(huì)進(jìn)行重量采樣，并計(jì)算得出軸的重量,最后儀表將各個(gè)軸重累加得到整車的重量并顯示。
目前汽車衡儀表的采樣速率和系統(tǒng)成本之間存在著矛盾，本文設(shè)計(jì)的新型動(dòng)態(tài)汽車衡儀表采用了SMALLRTOS51實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)，該操作系統(tǒng)可工作在單片機(jī)的硬件平臺(tái)上，同時(shí)支持儀表的高采樣速率。這樣在保證動(dòng)態(tài)汽車衡儀表系統(tǒng)低成本的情況下，也提高了儀表的采樣速率。
1新型動(dòng)態(tài)汽車衡稱重儀表的硬件設(shè)計(jì)
儀表的硬件部分主要包括A/D采樣模塊和微處理器模塊，系統(tǒng)主硬件電路圖見圖1。

微處理器采用PHILIPS公司的P89C668,它是一款高速、低功耗、多功能的8位處理器，內(nèi)帶64kB的FLASH存儲(chǔ)器和8kB的RAM,多中斷源，4個(gè)優(yōu)先級(jí)，可嵌套中斷結(jié)構(gòu)，該處理器既可以并行編程也可以串行編程(ISP)。
A/D采用的是CIRRUS公司的CS5532,它是一款高集成度的模數(shù)轉(zhuǎn)換器，其性能可以達(dá)到24位。具有高動(dòng)態(tài)范圍和靈活的電源配置選項(xiàng)等優(yōu)點(diǎn)，使得該芯片非常適合于動(dòng)態(tài)稱重。
同時(shí)，為了保存儀表內(nèi)的配置信息，外置了一個(gè)512kB的EEPROM,其釆用雙線通訊串口，可按128B進(jìn)行頁尋址，性能可靠，使用方便。
2軟件實(shí)現(xiàn)和性能對(duì)比
2.1系統(tǒng)軟件結(jié)構(gòu)
系統(tǒng)軟件結(jié)構(gòu)見圖2.當(dāng)系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，儀表中嵌入的SMALLRTOS51實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)就對(duì)系統(tǒng)內(nèi)各個(gè)任務(wù)進(jìn)行管理。一旦有任務(wù)需要處理，操作系統(tǒng)先判斷任務(wù)的優(yōu)先級(jí)，優(yōu)先級(jí)任務(wù)優(yōu)先處理，并將當(dāng)前任務(wù)寫進(jìn)等待任務(wù)隊(duì)列；如果沒有優(yōu)先級(jí)任務(wù)則繼續(xù)執(zhí)行當(dāng)前任務(wù)，將需要處理的其它任務(wù)寫進(jìn)等待任務(wù)隊(duì)列。
對(duì)于稱重系統(tǒng)，A/D采集任務(wù)實(shí)時(shí)性的好壞直接影響到最終處理的結(jié)果，所以儀表中把A/D采集任務(wù)的優(yōu)先級(jí)設(shè)為最高,并將數(shù)據(jù)處理的優(yōu)先級(jí)設(shè)為次高。鍵盤任務(wù)對(duì)實(shí)時(shí)性要求最低，其響應(yīng)速度并不影響稱重結(jié)果，所以將鍵盤任務(wù)的優(yōu)先級(jí)設(shè)為最低。對(duì)于通訊和顯示任務(wù)，可以根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行優(yōu)先級(jí)的設(shè)定。
2.2部分程序源代碼
部分程序源代碼如下：

CS5532每轉(zhuǎn)化一次A/D值，就給P89C668的INTO口一個(gè)低電平，導(dǎo)致中斷處理函數(shù)的觸發(fā)。中斷處理函數(shù)中讀A/D芯片轉(zhuǎn)化值，并給操作系統(tǒng)發(fā)一個(gè)A/D信號(hào)量。在A/D處理任務(wù)中，先建立系統(tǒng)A/D信號(hào)量，并在while語句里無超時(shí)地等待該信號(hào)量。當(dāng)截獲到中斷處理函數(shù)發(fā)出的A/D信號(hào)量后，A/D任務(wù)開始進(jìn)行A/D值的判斷與存儲(chǔ);之后，若秤臺(tái)無車，則會(huì)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，計(jì)算出剛剛駛過車的重量。由于在系統(tǒng)中將A/D任務(wù)的優(yōu)先級(jí)設(shè)為最高，所以一旦CS5532轉(zhuǎn)化完一次，就會(huì)觸發(fā)A/D任務(wù)，保證了釆樣的實(shí)時(shí)性。
2.3不同硬件條件和操作系統(tǒng)的對(duì)比
在使用相同的A/D采樣模塊（CS5532）情況下，不同硬件條件和操作系統(tǒng)的對(duì)比見表1,同樣是在P89C668的硬件平臺(tái)上，采用SMALLRTOS51操作系統(tǒng)可支持的采樣速率和誤差在3%以內(nèi)的最大過程速度都遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于不使用SMALLRTOS51操作系統(tǒng)的儀表。在Intel368SX的硬件平臺(tái)上也使用了實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)，且其可穩(wěn)定支持的采樣速率遠(yuǎn)高于P89C668的硬件平臺(tái)，但其誤差在3%以內(nèi)的最大過秤速度與P89C668的硬件平臺(tái)相差無幾，最大的劣勢(shì)是其成本過高，不適于大規(guī)模生產(chǎn)。
基于SMALLRTOS51的動(dòng)態(tài)汽車衡儀表，不但節(jié)約了成本，而且提高了采樣速率，為計(jì)算精度的提髙提供了基礎(chǔ)。
3結(jié)語

采用了SMALLRTOS51后不但滿足了稱重系統(tǒng)的高實(shí)時(shí)性的要求，而且使得應(yīng)用程序的設(shè)計(jì)和擴(kuò)展變得容易，不需要大的改動(dòng)就可以增加新的功能，為以后產(chǎn)品的更新和功能的擴(kuò)展提供了便利?，F(xiàn)場(chǎng)測(cè)試證明，釆用SMALLRTOS51嵌入的儀表可穩(wěn)定支持200sample/s的采樣速率，為動(dòng)態(tài)稱量提供便利，且儀表性能穩(wěn)定，適合大規(guī)模生產(chǎn)。

作者：吳漢林，李曉林

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