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ENGLISH0755-88840386發(fā)布時(shí)間:2020-10-21 13:39:57 |來源:
汽車衡俗稱地磅,是商家用于大宗貨物計(jì)量的主要稱重設(shè)備。隨著高精度稱重傳感器技術(shù)的日趨成熟,機(jī)械式地磅逐漸被精度高、穩(wěn)定性好、操作方便的電子汽車衡所取代。稱重儀表即稱重顯示儀表,是汽車衡稱重系統(tǒng)的重要組成部分,現(xiàn)今的稱重儀表隨著電子技術(shù)與計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展,功能日趨多樣化。
1稱重系統(tǒng)
稱重系統(tǒng)組成如圖1-1所示。
圖1
全電子衡器稱重系統(tǒng)主要由秤體、稱重傳感器、稱重顯示儀表、外設(shè)4大部分組成。秤體為承重部分,包括接線盒和信號(hào)電纜;稱重傳感器將重量壓力信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)輸出;輸出的模擬信號(hào)經(jīng)放大、濾波、A/D轉(zhuǎn)、數(shù)字處理后轉(zhuǎn)換為重量數(shù)字顯示;稱重儀表的各種通訊接口可與打印機(jī)、大屏幕顯示器、上位機(jī)計(jì)算機(jī)管理系統(tǒng)等外設(shè)相連。
2稱重儀表硬件設(shè)計(jì)
根據(jù)控制任務(wù)的需要,該儀表功能多,硬件占用大量I/O口資源,釆用ARM系列控制器可只用一塊芯片,但成本提高,且需操作系統(tǒng)管理各項(xiàng)任務(wù)。從成本考慮,稱重儀表采用兩塊STC90C52RC單片機(jī)作為控制器,主機(jī)主要負(fù)責(zé)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)的處理、存儲(chǔ)與顯示等實(shí)時(shí)性要求高的任務(wù);從機(jī)負(fù)責(zé)打印、網(wǎng)絡(luò)通訊等數(shù)據(jù)傳輸?shù)娜蝿?wù)。主機(jī)與從機(jī)之間采用SPI通信完成數(shù)據(jù)交換。硬件框圖如圖2-1所示。
2.1電源
電源可釆用變壓器或開關(guān)電源供電,從電源效率考慮釆用開關(guān)電源,并配備12V蓄電池備用,上電充滿后,由從機(jī)監(jiān)控進(jìn)行浮充,掉電后對(duì)稱重儀表供電。開關(guān)電源采用兩塊LM2596芯片設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn),獲取5V、9V、12V電源。
2.2主機(jī)外圍硬件
數(shù)字傳感器與主機(jī)之間的接口采用RS422接口。主機(jī)釆集傳感器數(shù)據(jù),若數(shù)據(jù)正常,數(shù)據(jù)處理后,采用AT24C256進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲(chǔ);若數(shù)據(jù)異常,則進(jìn)行錯(cuò)誤代碼處理并顯示?,F(xiàn)場(chǎng)顯示采用數(shù)碼管,可接大屏幕顯示器放大顯示。數(shù)碼管采用共陰連接,動(dòng)態(tài)掃描的方式顯示。釆用4-20n)A電流環(huán)接口可進(jìn)行遠(yuǎn)距離傳輸:采用DS1302便于顯示日期、時(shí)鐘;IC卡為維護(hù)人員提供信息認(rèn)證,蜂鳴器進(jìn)行儀表異常報(bào)警提示;硬件結(jié)構(gòu)如圖2-2。
2.3從機(jī)外圍硬件
從機(jī)主要負(fù)責(zé)實(shí)時(shí)性要求不太高的任務(wù)打印和數(shù)據(jù)上傳,稱重?cái)?shù)據(jù)經(jīng)主機(jī)傳輸給從機(jī)后打印,從機(jī)經(jīng)過串口發(fā)送數(shù)據(jù)給打印機(jī)打印數(shù)據(jù),現(xiàn)場(chǎng)出票。鍵盤設(shè)計(jì)為矩陣鍵盤,共4*6=24個(gè)按鍵;從機(jī)只完成掃描任務(wù),具體按鍵處理由主機(jī)負(fù)責(zé)。GPRSDTU保持與監(jiān)
控中心的連接,通過GPRS網(wǎng)絡(luò)上傳數(shù)據(jù)到企業(yè)數(shù)據(jù)庫,完成更高層次的數(shù)據(jù)管理。如圖2-3所示。
3稱重儀表軟件設(shè)計(jì)
根據(jù)稱重儀表功能任務(wù)多的情況,釆用操作系統(tǒng)不能滿足實(shí)時(shí)性要求,且程序量較大,運(yùn)行中RAM明顯不足,故釆用兩塊單片機(jī)用中斷方式進(jìn)行處理。
3.1主機(jī)程序設(shè)計(jì)
主機(jī)程序主要完成稱重、顯示、按鍵狀態(tài)處理及與上位機(jī)的聯(lián)系。程序流程圖如圖3-1所示。
3.2從機(jī)程序設(shè)計(jì)
從機(jī)程序負(fù)責(zé)按鍵掃描、顯示、打印及GPRS數(shù)據(jù)傳輸,GPRS數(shù)據(jù)傳輸由于采用的是模塊,只需按協(xié)議向串口發(fā)送數(shù)據(jù)即可。程序流程圖如圖3-2。
4調(diào)試測(cè)試
調(diào)試按模塊調(diào)試通過后進(jìn)行集成。PCB制板由三塊組成,一塊集成數(shù)碼管,一塊為打印機(jī)驅(qū)動(dòng),一塊為其他硬件集成。硬件調(diào)試過程中數(shù)碼管顯示亮度略顯不足,可改為靜態(tài)顯示。GPRS信號(hào)的頻率經(jīng)過PCB板耦合后,干擾稱重顯示,加屏蔽后解決。長時(shí)間上電后隨著蠕變會(huì)產(chǎn)生漂移,為避免誤差過大,需進(jìn)行零點(diǎn)跟蹤后歸零。軟件調(diào)試過程中由于按鍵的掃描由于任務(wù)多,需安排好掃描時(shí)間,避免延遲時(shí)間過久,甚至不響應(yīng)。該稱重儀表只兼容ZEMIC(中航電測(cè))的傳感器,測(cè)試過程
中數(shù)據(jù)可靠、顯示穩(wěn)定,監(jiān)控中心收到的數(shù)據(jù)穩(wěn)定,誤碼率低。
5小結(jié)
該稱重儀表功能多,分解任務(wù)后,采用雙單片機(jī)控制簡化程序設(shè)計(jì),通過中斷方式解決了實(shí)時(shí)性的問題,降低了成本。儀表的多種網(wǎng)絡(luò)接口方便了數(shù)據(jù)與設(shè)備的管理,便于企業(yè)掌握現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)信息。
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