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—、概述
隨著無線電子吊秤在農(nóng)業(yè)、醫(yī)療、電力、工礦企業(yè)的廣泛應(yīng)用，對電子吊秤的現(xiàn)場可操作性和抗干擾能力的要求是越來越高。近年來，電子技術(shù)的發(fā)展，特別是表面貼裝工藝的成熟以及回流焊機的廣泛應(yīng)用，為稱重儀表向小型、便攜的方向發(fā)展提供了廣闊的空間，更為研制開發(fā)便攜式稱重儀表提供了有力的技術(shù)支撐。稱重儀表主要是通過接收機與譯碼電路來實現(xiàn)重量信號的解調(diào)以及向二進制數(shù)字信號的轉(zhuǎn)換，進而通過單片機及其模塊化結(jié)構(gòu)的程序設(shè)計對該儀表的稱重功能進行控制。測試表明，經(jīng)過特殊設(shè)計的稱重儀表與無線數(shù)傳秤體配套使用，才能真正具有性能穩(wěn)定、測量準(zhǔn)確、抗干擾能力強、攜帶方便等特點，且符合國際三級秤標(biāo)準(zhǔn)的要求。
二、無線稱重儀表的基本原理
（一）基本結(jié)構(gòu)及原理
無線數(shù)傳秤體部分基本結(jié)構(gòu)如圖1所示，無線稱重儀表的基本結(jié)構(gòu)如圖2所示。為增強設(shè)備的抗干擾能力，無線數(shù)字信號接收/發(fā)射機采用調(diào)頻方式，在國家規(guī)定的450MHz和230MHz2個頻段內(nèi)對載波的頻率進行調(diào)制/解調(diào)。無線數(shù)傳秤體發(fā)射機發(fā)出的信號即為調(diào)制后的數(shù)字重量信號，無線稱重儀表經(jīng)過接收/解調(diào)后得到秤體發(fā)射機發(fā)出的數(shù)字重量信號。

無線數(shù)傳電子吊秤是利用應(yīng)變式傳感器受力后其變形與輸出電壓信號呈線性比例的特點來工作的。也就是說，通過應(yīng)變式傳感器可以將吊秤所承受的重力信號（輸入信號）轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷盒盘枺ㄝ敵鲂盘枺?，?jīng)過運算放大器放大和A/D轉(zhuǎn)換芯片變換為數(shù)字信號，該數(shù)字信號經(jīng)調(diào)制后由信號發(fā)射機發(fā)出。為避免發(fā)射機對外部設(shè)備的干擾，發(fā)射機

應(yīng)采用金屬外殼進行屏蔽。
(二)稱重儀表系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)的抗干擾措施
該稱重儀表控制系統(tǒng)主要由中央處理單元(CPU)、信號接收裝置(接收機)、鍵盤、時鐘電路、EEPROM,LCD顯示模塊、打印機及RS232C接口等部分組成。
(1)中央處理單元
為了提高中央處理單元即單片機的抗干擾能力，釆用可在低電壓(2.5V)狀態(tài)下工作的芯片，這樣即使來自電源的干擾很強，一般也不會將6V供電降到2.5V以下，從而保證中央處理單元的正常工作。單片機可選用MCS—51系列如89V516,它采用的是CMOS生產(chǎn)工藝，本身具有較強的抗干擾能力，工作頻率設(shè)計在10~20MHz之間比較好,既兼顧速度又能保證系統(tǒng)的穩(wěn)定工作。
(2)液晶顯示模塊
為了便于安裝和未來升級顯示模塊的方便，液晶顯示模塊與單片機所在的主板是分開的，在液晶顯示模塊的電源與地之間并入220uF和O.OluF的電容可有效地降低來自線路的干擾。單片機89V516在串行口中接收到來自秤體的重量信號后對其進行設(shè)別、判斷和分析，剔除不正常(干擾)信號，經(jīng)軟件濾波、運算和顯示變換，并將變換后的數(shù)據(jù)送往液晶顯示模塊進行顯示，顯示更新頻率一般為5—10次/秒。
(3)稱重儀表鍵盤部分
為了提高單片機(CPU)的工作效率，鍵盤部分占用單片機PI口，釆用4x4矩陣。為了提高鍵盤掃描時的準(zhǔn)確性和抗干擾能力，在軟件中采用多次判斷和中斷掃描的方法取得鍵值，完成各按鍵的功能。
(4)電源電路
整機的供電釆用5節(jié)鐐氫電池，供電電壓為6.0V,電池容量為4.2AH。在供電系統(tǒng)中釆用四端穩(wěn)壓電路78R05將6.0V的電壓降至5.0V后供給單片機和液晶顯示器。整個電源部分釆用了多級LC濾波和RC濾波，可有效地消除來自外部和線路的電磁干擾。
(5)存儲電路
這部分電路采用24C256,其內(nèi)部有32KB的EEPROM,1MHz時鐘頻率；低功耗CMOS,10uA備用電流，3mA工作電流；2.7~5.5V電源電壓；高可靠性，重復(fù)擦除壽命可達(dá)10萬次，數(shù)據(jù)保存期為100年，釆用了三線制總線結(jié)構(gòu)形式，使得數(shù)據(jù)讀寫更加快速可靠。.
(6)時鐘電路
時鐘電路采用DS1302芯片，該芯片自身帶有時鐘日歷電路，采用三線制接口，數(shù)據(jù)傳輸速率可達(dá)400kHz;具有內(nèi)部切換電路的輔助電源輸入端；釆用CMOS結(jié)構(gòu)、功耗低、抗干擾能力強、壽命長、數(shù)據(jù)保存期為100年以上。
(三)PCB及電路抗干擾措施
印刷電路板的抗干擾設(shè)計與具體電路有著密切的關(guān)系，這里僅就PCB抗干擾設(shè)計的幾項措施作一些說明。
(1)電源線設(shè)計
根據(jù)印刷線路板電流的大小，盡量加粗電源線寬度，減少環(huán)路電阻；同時，使電源線、地線的走向和數(shù)據(jù)傳遞的方向一致，這樣有助于增強抗噪聲能力。
(2)地線設(shè)計
在單片機系統(tǒng)設(shè)計中，接地是控制干擾的重要方法。如能將接地和屏蔽正確結(jié)合來使用，可解決大部分干擾問題。單片機系統(tǒng)中地線結(jié)構(gòu)大致有系統(tǒng)地、機殼地(屏蔽地)、數(shù)字地(邏輯地)和模擬地等。
(3)接地設(shè)計
在所有EMC問題中，主要問題是不適當(dāng)?shù)慕拥匾鸬?。有三種信號接地方法：單點、多點和混合。在頻率小于1MHz時，可采用單點接地方法，但不適宜高頻；在高頻應(yīng)用中，最好采用多點接地?；旌辖拥厥堑皖l用單點接地、高頻用多點接地的方法。地線布局是關(guān)鍵，高頻數(shù)字電路和低電平模擬電路的接地電路絕不能混合。
三、結(jié)論
XK3108型稱重儀表，其外形采用了完全自行設(shè)計、有國家專利的便攜式外殼，外觀新穎大方。機芯電路板全部采用貼片元件，以縮小整板的體積，且采用回流焊機進行焊接，以提高加工效率和焊接的可靠性。此外，接收機采用金屬外殼進行屏蔽，以避免外部設(shè)備與接收機的相互干擾，增強其抗干擾能力。實際測試表明，該稱重儀表已達(dá)到國際計量組織OIML三級秤標(biāo)準(zhǔn)，可用于商業(yè)流通和貿(mào)易結(jié)算，現(xiàn)已投入生產(chǎn)，在實際應(yīng)用中體現(xiàn)了性能穩(wěn)定、測量準(zhǔn)確、抗干擾能力強、攜帶方便等特點，有效地提高了無線數(shù)傳電子吊秤的現(xiàn)場可操作性，得到了用戶的一致好評。

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