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1引言
隨著現(xiàn)代電子技術(shù)和計算機技術(shù)的飛速宏展，電子稱重儀已廣泛應用于國民經(jīng)濟各領域中而高精度智18型電子稱重儀因其具有高精度、自校正、量程自適應等功能備受用戶的青睞.智能電子稱重儀主要由兩大系統(tǒng)——檢測與數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)和人機交互界面組成，檢則與數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)主要是對物品重量的測力、轉(zhuǎn)換以及誤差的控制及數(shù)據(jù)處理人機交互界面是指對所測結(jié)果在人們的控制下進行顯示、打印等,本文主要介紹系統(tǒng)的檢測部分，其中包括，傳感器自動校正電路的設tb微電壓值號可編程放大電路設計傳感器標定自適應以及雙cpu之間的工作。

2系統(tǒng)總體設計
通訊.研究的重點是系統(tǒng)智能化的實現(xiàn)方法。

圖1為電子稱重儀工作原理圖
稱重儀檢測系統(tǒng)主要由，傳感放大電路、數(shù)據(jù)采集〈模/數(shù)轉(zhuǎn)換）電路、中央處理單元、反饋焉干電路、外部通償和電源支持等部分組成。
傳慝放大檢測電路的功能是把重量值號通過應變片傳鵬器瓣換為微變電壓債號，并將其放大到適合模/數(shù)轉(zhuǎn)換芯片所接收的電壓信號并進行A/D轉(zhuǎn)換，儀表的系統(tǒng)誤差主要在該部分產(chǎn)生，因而該部分的設計關(guān)系著整個系統(tǒng)的精度.中央處理單無負責整個系統(tǒng)的運轉(zhuǎn)控制，并進行數(shù)據(jù)處理、自動校正、It程自動轉(zhuǎn)換、自適應傳樓器更換十責終將待顯示數(shù)據(jù)傳送給人機交互界面系統(tǒng)外部通信是指檢測系統(tǒng)的CPU與人機交互界面系統(tǒng)的CPU之間進行指令和數(shù)據(jù)傳送的電路。電源系統(tǒng)為系統(tǒng)的穩(wěn)定運行提供良好的供電系統(tǒng)，并提供高藉度供橋電源。
3硬件設計
電子秤檢測系統(tǒng)硬件設計的核心包括3部分:放大電路，模/數(shù)轉(zhuǎn)換電路，數(shù)控電位器

3.1放大電路
為了實現(xiàn)高精度和高增益，我們選用一塊希密儀器用的集成放大電路芯片AD524C見圖2,其輸出溫漂電壓小于25應輸入溫漂電壓小于共祺抑制比CMR在一般増益時約為90dB,＞大非線性謖羞為0.003^（G=l時）.
作為一個完善的放大器,AD524內(nèi)部帶有高精度的電阻器用于tt1WG=l,10,100和1000的管腳式SI程：把管JWRG2端分別和相應的放大倍敷選擇管腳竭預先建接后（此時RG1蝸不鼻加連），即可實現(xiàn)相應倍數(shù)的放大功能.除了這種內(nèi)部匹配方式外，當要求增益從1到100。連續(xù)變化時,AD524還有另外的方法實現(xiàn)對增益的控用一個滑動變阻器RG把AD524芯片的管牌3（RG2）和管腳16（RGD相連,與増羞G相對應的電阻值RG為
RG-40K/(G-l)
3.2數(shù)轉(zhuǎn)換電路
本次設計中采用的是MAXIM公司出品的14位逐次比較S!模/數(shù)轉(zhuǎn)換器MAX194.該芯片內(nèi)部含有電容型DAC變換器、采樣保持器、10個校準DAC、串行接口和控它不但具有高速度、高精度、低功耗等特點，而且其內(nèi)部校準電路對線性度和傭置謖差進行校正，無需外部調(diào)整便能在允許溫度范圍內(nèi)保持全部18定的牲能.串行接口的特點使其IB與大部分徽控制器直接相連，從而大大簡化了系統(tǒng)電路設計，另外，模擬電源和數(shù)字電源分開的結(jié)構(gòu)也極大地減少了數(shù)字-噪聲耦合的影響，其主要性能為，分辨率14位:積分非線性誤差0.33%,信號與噪聲加失真比82dB;轉(zhuǎn)換時間9.當參考電壓為+5V時，輸入電壓由0?5V或一5?+5V變化時，輸出數(shù)字量由OOOOH變到3FFFH0
3.3數(shù)轉(zhuǎn)換電路
數(shù)控電位器可讓CPU通過預編程序來控制其阻值的變化。本設計采用Xicor公司生產(chǎn)的非易失性數(shù)控電位器X9241，包含4個電阻陣列，每個陣列包含63個電阻單元，在每個單元之間和兩個端點都有可被滑動單元訪問的抽頭點口滑動單元在陣列中的位置由用戶通過二線串行總線接口控制，物理的器件地址由A0-A3輸入端的狀態(tài)來定義——X9241把串行數(shù)據(jù)流與地址輸入端的狀態(tài)比較，當所有的4個地址位都比較成功后，方做出一個應答響應表示被選中。而每個X9241又含有4個電阻陣列，因此CPU的兩根I/O線一共可以控制多達64個電阻陣列，每個電阻陣列都與一個滑動端計數(shù)寄存器（WCR）和4個8位數(shù)據(jù)寄存器聯(lián)系在一起，這些寄存器都可由用戶寫入或讀出。滑動端計數(shù)寄存器（WCR）的內(nèi)容控制滑動端在電阻陣列中的位JL
在X9241的指令結(jié)構(gòu)中，除了讀寫寄存器和各寄存器間相互傳送數(shù)據(jù)的指令之外，還有一條可令滑動端（WCR）iS/減一個最小單位的指令INC-WIPER,每執(zhí)行一條INC-WIPER,即滑動端將在63個電阻單元中移動一個，這給調(diào)零程序的設計提供了極大的方便，
4系統(tǒng)工作原理
1）    初始化“系統(tǒng)上電之后，首先作初始化處理，如果沒有來自面板-人機交互界面的操作命令,則系統(tǒng)在每次開機復位時首先讀取EEPROM中的狀態(tài)字，進行判別，自動調(diào)用初始預設置或上次關(guān)機前所設置的通道方式、基值、増益等參數(shù)。隨后CPU給出指令使多路模擬開關(guān)AD7502切換為第4通道，即將精密可編程増益儀器放大器AD524輸入端①腳和②腳短路,CPU通過預編的程序控制數(shù)控電位器X9241中的10K電位器阻值變化，完成可編程增益儀器放大器的自動調(diào)零工作。
2）    傳感器調(diào)等』在操作者確認電子稱重儀無載荷的情況下，通過人機交互界面給出傳感器調(diào)零指令,CPU通過串行接口接收人機交互界面的CPU傳遞的信息，辨認需要調(diào)等的傳應器的組號，調(diào)節(jié)相應的數(shù)控電位器X9241,分別進行初調(diào)與細調(diào)，電路完成傳感器自動調(diào)零任務.
3）系統(tǒng)調(diào)零，在CPU完成可編程增益放大器與傳感器（根據(jù)需要）調(diào)#之后,CPU通過A/D轉(zhuǎn)換器MAX194將零點的剩余電壓殘余值采集之后存入EEPROM之中*待正常稱童時再將該值減去『如果環(huán)境有較大變化,CPU未接到調(diào)零指令時，用戶可隨時通過入機交互界面下達調(diào)零指令，使電子稱重儀表再次校準.此外，對于A/D所帶來的零點測量誤差,MAX194在每次上電初始20ms之內(nèi)會自動校準A/D的笨點』另外，在用戶給出電子稱重儀表調(diào)零指令之后.CPU也將會控制A/D轉(zhuǎn)換器MAX194進行調(diào)事操作『綜上所述*本電子稱重儀具有良好的系統(tǒng)自動實時調(diào)零的功能'以保證其高精度的稱址工作#
4）傳感器自適應功能.本系統(tǒng)具有獨特的傳感器自適應功能,該功能使系統(tǒng)有非當廣泛
'景程可從幾千克至幾十噸內(nèi)變化，其核心技術(shù)為可編程增益儀器放大器，當用戶根據(jù)自已使用對象選擇某種量程范圍的傳感器時，或是傳感器因故障（或生產(chǎn)工藝變化）而更換傳感器時,工程技術(shù)人員（或用戶）只需將傳感器與系統(tǒng)連接,通過人機交互界面鍵人指令與景程范圍，并將標準公斤或噸部件（缺碼）置于系統(tǒng)稱盤上，則A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換器讀入mV/kg或mV/t的值作為基值存入系統(tǒng)的EEPROM中,供稱重時調(diào)用。同時CPU根據(jù)基值以及從人機交互系統(tǒng)CPU傳輸?shù)牧砍谭秶鷧?shù)計算并確定可編程增益儀器放大器AD524的増益,CPU控制數(shù)字電位器X9241中的2K電位器使可編程增益放大器工作在新的增益條件下,完成傳撤器量程的校準與標定工作.
5軟件設計
本次設計的電子稱重儀除了在一般工作狀態(tài)下顯示被稱物品的重量值之外，還具備通道設定、基值設定、單位設定、增益設定、自動調(diào)零及默認狀態(tài)保持等一系列功能。
5.1主程序設計
電子稱重儀檢測系統(tǒng)中的上述功能都是用戶通過人機交互系統(tǒng)中的控制面板來進行調(diào)用，因此，檢測系統(tǒng)和交互系統(tǒng)之間約定了以下協(xié)議;人機交互系統(tǒng)的每一種功能調(diào)用都設有一個字節(jié)與之相對應,稱為命令字?？刂泼姘暹M行某一功能操作時，相應的命令字被從人機交互系統(tǒng)發(fā)送，檢測系統(tǒng)以串行口中斷的方式接收（因檢測策統(tǒng)要重JE執(zhí)行稱量和發(fā)送稱量結(jié)果的操作，故只能用中斷方式接收而不能用査詢方式）之后,進行命令判別'轉(zhuǎn)入相應的服務子程序。同時也將該命令字寫入EEPROM,變?yōu)閺臀缓笠x取的狀態(tài)宇保存.如果用戶在系統(tǒng)稱量過程中進行了面板操作（參數(shù)貫置），檢測系統(tǒng)在中斷程序中刷新EEPROM,返回后自主程序的開頭重新讀取EEPROM狀態(tài)字執(zhí)行程序。
在每次系統(tǒng)開機和參數(shù)重置之后『都安排一次放大器的自動調(diào)零程序設計中在每次申行口中斷調(diào)用過后需要主程序跳出循環(huán)稱量而從頭執(zhí)行，但由于中斷程序的待點是返回潟用原處，因此附加設置了一個標志位7QH,用來判斷是否發(fā)生過中斷調(diào)用，若發(fā)生則跳出稱量循環(huán)十重置參數(shù)”
5.2子程序設計    -
5.XI放大器調(diào)半子程序
首先,CPU選擇多路模開夾的第4通路，結(jié)果是放大器芯片的兩個輸入端短地十輸入電壓信號為零,放大器的輸出值為待被調(diào)整的對象——直流偏壓.把X9241的滑動頭打在使放大器輸出正偏置電壓的那個固定端，也就是往相應的WCRC滑動端計數(shù)寄存器）內(nèi)送OOH^后調(diào)用A/D轉(zhuǎn)換程序，把得出的數(shù)據(jù)（大于1FFFH）與1FFFH作減法運算（1FFFH是ADCMAX194的電壓模擬輸人量為零時的輸出數(shù)字量，判別差是否為正數(shù)，若為正數(shù)則重復WCR加KA/D和減法操作，直到當相減的結(jié)果為零或由正變負時停止。
5-2.2傳感Sm程序
傳感器調(diào)零的程序設計與放大器的調(diào)零思想類似#不同之處在于;CPU先不用給WCR
置數(shù)，而是直接調(diào)用一次A/D轉(zhuǎn)換,判斷數(shù)字量的輸出與1FFFH的大小，如果大于則進入WCR逐步加1子程序渚小于則進入WCR逐步減1子程序。在這兩子程序的一個中逐步改變WCR值直到A/D輸出童與1FFFH最近時停止.

5.2.3基值設定程序
首先把標準重lkg的硃碼放置于托盤中，然后在人機交互系統(tǒng)的控制面板上選擇基值設定健按下，此時檢測系統(tǒng)的CPU將會因接收到申行通信的信號而轉(zhuǎn)入中斷處理子程序，在中斷處理子程序中判別接收到的該操作命令字，從而進入基值設定子程序。

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