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o序言
現(xiàn)階段，稱重設(shè)備早已進(jìn)到各個(gè)領(lǐng)域,并獲得了迅速發(fā)展趨勢(shì)和廣泛運(yùn)用。稱重顯示控制器是稱重設(shè)備的關(guān)鍵基本構(gòu)件，它是一種具備顯示信息、輸出、時(shí)間常數(shù)操縱和通訊作用的、以微控制器為實(shí)際操作關(guān)鍵的秤重操縱設(shè)備，與適合的感應(yīng)器及電動(dòng)執(zhí)行器組成后可組成各種各樣時(shí)間常數(shù)秤、配料秤等，廣泛運(yùn)用于精飼料、冶金工業(yè)、化工廠、裝飾建材等制造行業(yè)的重量自動(dòng)控制系統(tǒng)，是秤重調(diào)料操縱和加工過程自動(dòng)化技術(shù)不可或缺的檢驗(yàn)和操縱設(shè)備。
伴隨著自動(dòng)稱重系統(tǒng)軟件的廣泛運(yùn)用，對(duì)稱重顯示控制器的規(guī)定也愈來愈高。傳統(tǒng)式的稱重顯示控制器多應(yīng)用led數(shù)碼管或字符型液晶顯示屏控制模塊做為人機(jī)交互技術(shù)頁(yè)面，以標(biāo)記或英語(yǔ)字母表明信息內(nèi)容,客戶應(yīng)用極不方便。
因此，小編產(chǎn)品研發(fā)一種以單片機(jī)STC89C58RD+為操縱集成ic、以O(shè)CMJ4C12B為顯示設(shè)備的自動(dòng)控制系統(tǒng)。
1稱重顯示控制器的硬件配置組成
控制器的硬件配置結(jié)構(gòu)示意圖，如圖所示1所顯示。它關(guān)鍵包含數(shù)據(jù)信息精確測(cè)量一部分、數(shù)據(jù)信息的解決一部分和操縱數(shù)據(jù)信號(hào)的輸入/輸出一部分。
圖1控制器的硬件配置結(jié)構(gòu)示意圖
1.1數(shù)據(jù)信息精確測(cè)量一部分
該一部分關(guān)鍵包含重量傳感器、運(yùn)算放大器及低通濾波器和ADC等。由電阻器應(yīng)變力橋式重量傳感器將承受力時(shí)造成變形的工作電壓數(shù)據(jù)信號(hào)經(jīng)直流電運(yùn)放電路放大，有源濾波電源電路對(duì)其開展濾波器后，再由ADC控制模塊開展模/數(shù)變換，最終送進(jìn)單片機(jī)設(shè)計(jì)。
重量傳感器選用梅特勒-托利多的SB系列產(chǎn)品重量傳感器，具備高精度、平穩(wěn)靠譜、使用期長(zhǎng)等特性。
直流電運(yùn)放電路采用的是具備低漂移、功耗、高精密特性的放大儀INA129。它是一個(gè)容積不大的8腳位塑膠DIP和S0-8表層襯底封裝元器件⑴OINA129的增益值測(cè)算為：
6=(49.4kn/ftc)+1 (1)
式中c—增益值;Rc—外界增益值設(shè)定電阻器，可配在腳位
1和腳位8中間對(duì)增益值開展設(shè)定;49.4kQ—INA129內(nèi)部設(shè)置電阻器調(diào)整的規(guī)范電阻值。
有源濾波電源電路中采用了仿真模擬有源濾波器MAX275,它是英國(guó)MAXIM企業(yè)生產(chǎn)制造的通用性有源濾波器。管理中心頻率/截止頻率達(dá)到300kHz,且不用晶振電路，因而與電源開關(guān)電容器過濾器對(duì)比，其噪音更低，動(dòng)態(tài)性特點(diǎn)更強(qiáng)。此外,MAX275配上適合電阻值的外置電阻器就可以做到優(yōu)良的濾波器實(shí)際效果，可以徹底考慮控制器設(shè)計(jì)方案的必須。
ADC控制模塊是控制器硬件開發(fā)中的一個(gè)關(guān)鍵一部分。本科學(xué)研究采用英國(guó)CirrusLogic企業(yè)發(fā)布的一種具備高精密、低噪音、多路特性的A-£型仿真模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器CS5532。其內(nèi)部帶有一個(gè)增益值可選擇的載波通信平穩(wěn)精確測(cè)量放大儀和一個(gè)4階差動(dòng)保護(hù)A解調(diào)器，特別適合精確測(cè)量重量傳感器輸出的毫伏數(shù)據(jù)信號(hào),且可獲得達(dá)到24位屏幕分辨率的輸出結(jié)果言3；具備靈便簡(jiǎn)單的三線串行通信，可立即與單片機(jī)設(shè)計(jì)開展傳輸數(shù)據(jù)。
CS5532出示了兩個(gè)仿真模擬鍵入安全通道,在本設(shè)計(jì)方案中采用安全通道1(AIN1+、AIN1-)來接受經(jīng)INA129變大和MAX275濾波器后的脈沖信號(hào)，安全通道2立即接地裝置。
用以構(gòu)成仿真模擬開關(guān)電源VA+與數(shù)據(jù)開關(guān)電源VD+中間的RC過濾器。主數(shù)字時(shí)鐘0SC1、0SC2依據(jù)設(shè)計(jì)方案必須外接晶振電路4.9152MHz,負(fù)荷電容器C3,C4均為12pF。C5為數(shù)據(jù)信號(hào)鍵入端耦合電容。CS5532與STC89C58RD+的插口腳位有CS、SDI、SDO及SCLK,他們各自引至單片機(jī)設(shè)計(jì)的P1.0、Pl.1、P1.2和P1.30片選端CS是串行接口容許瀏覽控線，當(dāng)P1.0置CS為低電頻時(shí)，串行接口可做為三線插口來瀏覽。SDI為串行通信數(shù)據(jù)信息鍵入端，將STC89C58RD+傳出的操縱無線傳輸數(shù)據(jù)送給轉(zhuǎn)化器。SDO為串行通信數(shù)據(jù)信息輸出端，將經(jīng)轉(zhuǎn)化器解決后的秤重?cái)?shù)據(jù)信息送至單片機(jī)設(shè)計(jì)。若P1.0把CS引腳置為上拉電阻，則SDO處在高阻態(tài)。SCLK為串行通信移位數(shù)字時(shí)鐘，是數(shù)據(jù)位移進(jìn)或移除ADC串口通信的操縱數(shù)字時(shí)鐘，僅有當(dāng)CS=O時(shí),SCLK才可以被端口號(hào)邏輯性鑒別⑷。
1.2數(shù)據(jù)處理方法一部分
該一部分的作用是單片機(jī)設(shè)計(jì)根據(jù)解決外界電源電路模塊的輸入數(shù)據(jù)信號(hào)來獲得精確測(cè)量數(shù)據(jù)信息及其與被精確測(cè)量相關(guān)的系統(tǒng)軟件值。稱重顯示控制器中的單片機(jī)設(shè)計(jì)除了必須對(duì)A/D變換后的模擬信號(hào)開展解決外，也要對(duì)功能鍵數(shù)據(jù)信號(hào)、串口通訊數(shù)據(jù)信號(hào)等開展檢測(cè)分析。因而,單片機(jī)設(shè)計(jì)特性的好壞將立即危害控制器的總體特性。以便提升系統(tǒng)軟件的計(jì)算速度可信性，另外充分考慮控制器的具體辦公環(huán)境中一般會(huì)出現(xiàn)靜電感應(yīng)、輻射源和震動(dòng)等外部影響，本科學(xué)研究采用了STC89系列產(chǎn)品中的單片機(jī)STC89C58RD+做為關(guān)鍵操縱集成ic。該單片機(jī)設(shè)計(jì)不但運(yùn)作速度更快，高性價(jià)比，并且其內(nèi)部開關(guān)電源供配電系統(tǒng)、I/O口、晶振電路、延時(shí)電路、看門狗電路等均歷經(jīng)獨(dú)特解決，具備強(qiáng)力抗干擾性、防靜電作用司。
1.3操縱數(shù)據(jù)信號(hào)的輸入/輸出一部分
操縱數(shù)據(jù)信號(hào)的鍵入/輸出關(guān)鍵由功能鍵、液晶顯示屏、開關(guān)量鍵入/輸出、串口通訊等電源電路模塊構(gòu)成。
(1)功能鍵。控制器設(shè)計(jì)方案了6個(gè)發(fā)音功能鍵對(duì)顯示設(shè)備開展實(shí)際操作，分別是“+”鍵、"鍵、“一”鍵、"―”鍵、“明確”鍵及“撤銷”鍵。
(2)液晶顯示屏。本自動(dòng)控制系統(tǒng)的終端設(shè)備人機(jī)交互技術(shù)頁(yè)面關(guān)鍵用以顯示信息測(cè)控技術(shù)數(shù)據(jù)信息、系統(tǒng)軟件運(yùn)行狀態(tài)及其査看、設(shè)置和修改系統(tǒng)主要參數(shù)等。以便完成信息內(nèi)容的中文顯示信息目地，使終端設(shè)備顯示信息頁(yè)面更加友善，液晶顯示屏采用的是OCMJ(奧可拉漢語(yǔ)集成化控制模塊)B系列產(chǎn)品液晶顯示屏控制模塊0CMJ4C12B。該控制模塊含有GB231216x16點(diǎn)陣式國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)一、二級(jí)接下來中國(guó)漢字中文字庫(kù)和ASCII碼8x8(半高)及8x16(全高)點(diǎn)陣式英文字庫(kù)⑺。鍵入GB2312區(qū)位碼或ASCII碼就可以完成中國(guó)漢字或標(biāo)識(shí)符顯示信息，可顯示信息4行，每列可顯示信息12個(gè)中國(guó)漢字或24個(gè)字符；另外控制模塊釆用REQ/BUSY兩條線揮手通信協(xié)議的規(guī)范客戶硬件配置插口，不占有單片機(jī)設(shè)計(jì)串口通信模塊的資源，促使系統(tǒng)軟件更加簡(jiǎn)易靠譜。
顯示屏的并行接口立即與P2口相互連接，別的操縱腳與P1口聯(lián)接。聯(lián)接電路原理圖，如圖所示3所顯示。為防止背光源功能損耗相對(duì)性很大而危害控制模塊顯示信息，這兒采用2組開關(guān)電源對(duì)電源模塊VDD與led背光開關(guān)電源LED分離供電系統(tǒng)，外接10kQ電阻器RPT用于調(diào)節(jié)顯示信息飽和度。依據(jù)試驗(yàn)得到，當(dāng)VEE與V0間的工作電壓處在2V±0.2V時(shí)，顯示信息飽和度最好。
(3)開關(guān)量輸入/輸出。開關(guān)量完成的是按鍵操
作數(shù)據(jù)信號(hào)的鍵入和單片機(jī)設(shè)計(jì)操縱電動(dòng)執(zhí)行器數(shù)據(jù)信號(hào)的輸出。本控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)了八個(gè)控制按鈕對(duì)電動(dòng)執(zhí)行器開展實(shí)際操作，各自為起動(dòng)、全自動(dòng)/手動(dòng)式、中止、夾袋、入料、倒料、松袋及消除警報(bào)。儀表盤開關(guān)量鍵入為低電頻合理。鍵入插口外接手動(dòng)式功能鍵，每一次只有有一個(gè)功能鍵合閉，且合閉時(shí)間超過100ms為合理。

控制器開關(guān)量輸出為控地方法，選用光學(xué)防護(hù)的方式 ，插口由外界出示一路直流電24V開關(guān)電源做為開關(guān)量工作中開關(guān)電源。開關(guān)量輸出為晶體三極管集電結(jié)輸出，可立即驅(qū)動(dòng)器24V直流繼電器或中小型直流電負(fù)荷，工作電壓達(dá)到1Ao開關(guān)量輸出可用以電動(dòng)執(zhí)行器的驅(qū)動(dòng)器、情況標(biāo)示或警報(bào)。
(4)串口通訊一部分。以便提升系統(tǒng)軟件的數(shù)據(jù)信息傳輸速度和遠(yuǎn)距離通信特性，選用了線路設(shè)計(jì)方案簡(jiǎn)易、操縱便捷的RS485串行總線傳送規(guī)范。串口通訊集成ic采用MAXIM企業(yè)生產(chǎn)制造的MAX485,根據(jù)集成ic的DI、RO腳位和單片機(jī)設(shè)計(jì)的TXD、RXD腳位相接，組成了一個(gè)簡(jiǎn)易的集散型自動(dòng)控制系統(tǒng),促使控制器可便捷地與遠(yuǎn)端PC機(jī)和復(fù)印機(jī)開展通信。
2稱重顯示控制器的軟件開發(fā)
控制器的系統(tǒng)軟件依照當(dāng)代軟件開發(fā)方式 ，選用菜單模塊化設(shè)計(jì)構(gòu)造開展設(shè)計(jì)方案，促使系統(tǒng)具備構(gòu)造清楚、調(diào)節(jié)便捷、易維護(hù)保養(yǎng)、易擴(kuò)大等優(yōu)勢(shì)。從原理看來，全部系統(tǒng)軟件的程序模塊有：功能鍵解決、數(shù)據(jù)信息檢驗(yàn)及解決、開關(guān)量輸入/輸出信號(hào)分析、終端設(shè)備液晶顯示屏及其串口通訊解決等。這種程序模塊由源程序啟用，控制器主流程圖，如圖16所顯示。

3結(jié)語(yǔ)
本稱重顯示控制器關(guān)鍵用以原材料包裝的精確測(cè)量與操縱，現(xiàn)階段早已根據(jù)試驗(yàn)并進(jìn)到使用環(huán)節(jié)。從當(dāng)場(chǎng)運(yùn)作狀況看來，歷經(jīng)持續(xù)調(diào)節(jié)和健全該控制器可以精確、清楚、即時(shí)地進(jìn)行系統(tǒng)軟件的顯示信息與操縱，考慮了客戶的規(guī)定，并具備非常好的可靠性。在對(duì)該控制器開展一定的軟、硬件配置更新改造后，便可將控制器應(yīng)用推廣于別的有關(guān)制造行業(yè)。

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