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      近距離無線數(shù)據(jù)傳輸稱重控制器的設計

      發(fā)布時間:2020-08-26 10:35:07 |來源:網(wǎng)絡轉(zhuǎn)載

      稱重控制器電路圖

      文中明確提出了一種根據(jù)C8051F064和CC1101的近距離無線數(shù)據(jù)傳輸稱重控制器的設計方案,將嵌入式系統(tǒng)和無線通訊技術性有機結(jié)合起來,釆用了二級定量分析稱重操縱,該控制器實用性強,可靠性好,擁有普遍的應用前景。
      1稱重控制器的原理
      稱重控制器以C8051F064為信息內(nèi)容控制部件并且以CC1101為無線通訊模塊釧,關鍵由秤重數(shù)據(jù)信號收集控制模塊、電腦鍵盤和秤重顯示信息控制模塊、輸人輸出控制回路、無線數(shù)據(jù)傳輸控制模塊等一部分構(gòu)成⑶,其構(gòu)造如圖所示1所顯示。當重量傳感器上裝車吊物時,重量傳感器造成與被測物件荷載正相關的工作電壓數(shù)據(jù)信號,工作電壓數(shù)據(jù)信號經(jīng)放大和濾波器后,傳輸至C8051F064單片機設計內(nèi)部的16位的AD轉(zhuǎn)換器變換何,進行秤重數(shù)據(jù)信號的收集,經(jīng)單片機設計數(shù)據(jù)處理方法后根據(jù)顯示信息電源電路顯示信息被測物件荷載的尺寸。稱重控制器運用CC1101無線數(shù)據(jù)傳輸控制模塊,將數(shù)據(jù)信息根據(jù)無線數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆椒òl(fā)送到上臺電子計算機。

      稱重控制器原理結(jié)構(gòu)圖

      2硬件配置電源電路的設計方案
      2.1數(shù)據(jù)信號釆集電源電路
      數(shù)據(jù)信號收集電源電路由重量傳感器、變大低通濾波器及C8051F064內(nèi)的16位AD轉(zhuǎn)換器等構(gòu)成。重量傳感器釆用電阻器應變力式感應器,完成將秤重荷載數(shù)據(jù)信號變換為很弱的工作電壓數(shù)據(jù)信號。變大低通濾波器釆用TI公司的OPA37和OP07等構(gòu)成,如圖2所顯示。該電源電路將禰重感應器輸出的工作電壓數(shù)據(jù)信號開展變大和濾波器。
      2.2I/O模塊
      輸人輸出模塊用以完成投料門和下料門的操縱。投料門有二種投料情況:快投料、慢投料。操縱輸出控制模塊由TLP521-4光電耦合器和S8050驅(qū)動器三極管等元器件構(gòu)成,用以將操縱數(shù)據(jù)信號經(jīng)光電耦合器和三極管驅(qū)動器后間,對汽車繼電器和相對的投料門和下料門開展操縱。操縱鍵入控制模塊關鍵用以檢驗投料門和下料門相位傳感器鍵入數(shù)據(jù)信號的情況。先檢驗下料門感應器,如確定下料門處于關掉情況,則能夠 投料。投料時最先進到快投料,當快投料做到預訂值時,單片機設計插口P5.0輸出操縱數(shù)據(jù)信號使投料門放置慢投料運行狀態(tài);隨后開展慢投料,慢投料完畢時,單片機設計插口P5.1輸出數(shù)據(jù)信號關掉投料門,完畢投料,而且檢驗投料門相位傳感器,如確定投料門處于關掉情況,則能夠 下料,下料完畢后進到下一個全過程。
      3數(shù)據(jù)預處理
      釆集到的凈重數(shù)據(jù)信息受各種各樣影響危害,務必先開展預備處理。本文選用一種滑動平均濾波器法對稱性重數(shù)據(jù)預處理?;瑒悠骄鶠V波器法又被稱為遞推均值濾波器法。設W為重量傳感器k時刻的取樣值,2N+1為滑動平均濾波器對話框的長短,則k時刻過濾器的輸出數(shù)學關系式以下:
      滑動平均過濾器最先收集2N+一個數(shù)據(jù)信息并各自存進2N+一個運行內(nèi)存模塊;進行2N+一個秤重數(shù)據(jù)信息的第一次取樣后,之后每取樣一次,每一次取樣的新數(shù)據(jù)放進隊尾,并丟掉隊首的一次數(shù)據(jù)信息,把序列中的2N+一個數(shù)據(jù)信息求均值計算,即得到 新的濾波器數(shù)據(jù)信息輸出編碼序列。滑動平均過濾器長短2N+1由AD轉(zhuǎn)換速度和秤重結(jié)果平穩(wěn)時間決策。C8051F064的AD轉(zhuǎn)換速度較大達到1Msps,本設計方案選用的取樣周期時間為4.5ms,并考慮到短期內(nèi)內(nèi)取樣值的平穩(wěn),經(jīng)數(shù)次實驗取2N+1=15O
      4軟件開發(fā)
      稱重控制器的源程序關鍵完成數(shù)據(jù)信號收集和解決、加下料操縱、重量顯示信息和無線數(shù)據(jù)傳輸?shù)茸饔?流程表如圖所示5所顯示。

      稱重控制器軟件流程表

      4.1數(shù)據(jù)收集
      數(shù)據(jù)收集根據(jù)向ADC0操縱存儲器的AD0BUSY寫“1”起動數(shù)據(jù)交換,當査詢到ADC0操縱存儲器的AD0INT為“1”時,變換完畢,然后解決ADC數(shù)據(jù)信息。數(shù)據(jù)收集的程序流程以下:
      voidGetADdata()
      {charold_SFRPAGE=SFRPAGE;intidatatemp;
      BYTEADH,ADL;
      temp=0*
      SFRPAGE=ADC0_PAGE;
      AD0lNT=0;
      AD0BUSY=1;
      while(AD0INT==0);SystemDelay(20);ADH=ADC0H;ADL=ADC0L;temp=ADH;temp=temp«8;temp=temp+ADL;
      SFRPAGE=olcLSFRPAGE;
      4.2操縱匯編程序
      管理程序選用的二級定量分析分成快投料總體目標量M1,慢投料總體目標量M2。當快投料凈重做到M1時,快投料全過程完畢;操縱投料門變成慢投料,進到慢投料全過程,慢投料做到M2時,慢投料全過程完畢,關掉投料門,M2=M-M3,在其中M為設定目標量,M3為提前量。從傳出關掉投料門命令到合上投料門這段時間內(nèi),投料口再次投料,會出現(xiàn)一個起伏量(也就是提前量),因此要提早關掉投料門,才可以保證投料更精確。操縱子流程圖如圖所示6所顯示。
      4.3無線通訊控制模塊軟件開發(fā)
      無線通訊程序模塊關鍵由CC1101接收和推送程序流程構(gòu)成,單片機設計根據(jù)SPI接口對CC1101開展配備。當CSn為低電頻時,SPI接口開始工作,提前準備接納一條命令,CSn由高到低振蕩時開始變換命令。無線通訊流程表如圖所示7所顯示。
      2) 也就能TX情況,傳數(shù)據(jù)信息到TXFIFO,假如數(shù)據(jù)信息沒有所有傳送到TXFIFO,則MCU進到功耗方式;
      3) 假如傳送數(shù)據(jù)低于256時選用固定不動長的推送,不然釆用
      CC1101接受方式程序編寫全過程:
      1) 接受方式復位,并設定無盡接受字節(jié)數(shù)長短方式,也就能接受終斷選通接受情況;
      2) 激活接受方式,假如全部字節(jié)數(shù)沒有所有被讀完RXFI-F0,則MCU將設定為功耗方式;
      3) 對RXFIFO數(shù)據(jù)文件開展編解碼,讀取重力梯度送進單片機設計。5結(jié)語
      該稱重控制器能即時地將精確測量數(shù)據(jù)信息根據(jù)無線數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆椒òl(fā)給上臺電子計算機,并能夠 根據(jù)組網(wǎng)方案方法完成對分散化的精確測量數(shù)據(jù)信息規(guī)范化管理,此無線網(wǎng)絡稱重控制器實用性強,可靠性好。

       

      文章來源于網(wǎng)絡轉(zhuǎn)載,侵刪

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