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      一種單片機控制器便攜式電子稱重系統(tǒng)
      
        
      發(fā)布時間：2019-12-25 14:56:17 |來源：網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)載
      
      
      
      
      
        
      1 系統(tǒng)硬件組成
      


      本系統(tǒng)是針對AT89S52 單片機所具有對信息強大的控制力以及對數(shù)據(jù)的強大的處理能力，通過中國航天空氣動力技術(shù)研究院研發(fā)的AK-3A 小量程稱重傳感器和24 位分辨率AD7787 模數(shù)轉(zhuǎn)換器實現(xiàn)了稱重系統(tǒng)的高精度。硬件系統(tǒng)包括單片機系統(tǒng)，稱重傳感器，A/D 轉(zhuǎn)換電路，通信接口和語音提示模塊，LCD 顯示，打印機，鍵盤組成。
      
 
      


      1.1 單片機系統(tǒng)
      


      AT89S52 是一種低功耗、高性能CMOS8 位微控制器，具有8K 在系統(tǒng)可編程 Flash 存儲器。AT89S52 具有以下標準功能：8k 字節(jié)Flash，256 字節(jié)RAM，32 位I/O 口線，看門狗定時器，2 個數(shù)據(jù)指針，三個16 位定時器/計數(shù)器，一個6 向量2 級中斷結(jié)構(gòu)，全雙工串行口，片內(nèi)晶振及時鐘電路。LCD 模塊采用RT12864M 液晶顯示屏。自帶 有漢字字庫，可以很方便的顯示漢字和圖形。內(nèi)置8192中文漢字（16 ×16 點陣）、128 個字符(8×16 點陣)及64×256 點陣顯示 RAM (GDRAM)。顯示內(nèi)容不需要刷新，可以一次顯示系統(tǒng)所有狀態(tài)信息，節(jié)省了MSU 資源。電路結(jié)構(gòu)簡單，易于控制，消耗功率低。通過 鍵盤可以實時控制系統(tǒng)的工作狀態(tài)及功能。揚聲器用于發(fā)出語音提示和超重報警。將微型打印機掛到總線上, 再用地址線產(chǎn)生另一 個不同的片選信號, 就可將被測質(zhì)量打印出來。
      


      1.2 稱重傳感器
      


      選用中國航天空氣動力技術(shù)研究院研發(fā)的AK-3A 小量程稱重傳感器。具有精度高，性能穩(wěn)定可靠，安裝使用方便等特性。稱重范圍為20KG。 彈性體為三片梁、復合懸臂梁結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)小巧，用于拉伸力和壓縮力測量。稱重傳感器實際是一種高靈敏度電橋，通過稱重橋與稱重桿相連接，當物體 使稱重壓力傳感器應(yīng)變片發(fā)生變化時，通過惠斯登電橋產(chǎn)生不平衡電壓，電壓即為稱重信號。稱重信號在通過A/D 轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號就可以輸入到單片機。
      
 
      


      1.3 A/D 轉(zhuǎn)換電路
      


      AD7787 是24 位Σ-Δ 模數(shù)轉(zhuǎn)換器。是某 公司生產(chǎn)的。具有低功耗、低噪 聲、雙通道等特點。用戶不需要提供時鐘源，它利用片內(nèi)時鐘電路進行工作。AD7787 的數(shù)據(jù)輸出速率可由軟件設(shè)置，這一特性 使其轉(zhuǎn)換速率可在9.5Hz～120Hz 之間變化。該芯片采用10 腳MSOP 封裝，非常適合用需要高分辨率、低功耗的便攜式儀器、溫度測 量、傳感器測量、稱重儀等。
      


      1.4 通信接口
      


      將單片機采集的重量數(shù)據(jù)傳輸?shù)缴衔粰C，利用單片機的RXD，TXD 接口連接到RS232 串行口接收或發(fā)送數(shù)據(jù)和指令， 但是單片機的TTL 電平和RS232 不兼容，因此使用了MAX232 進行電平轉(zhuǎn)換。
      
 
      


      1.5 語音報出模塊
      


      ISD1420 為美國某公司出品的優(yōu)質(zhì)單片語音錄放電路，具有20 秒高保真語音錄功能。ISD1420 由振蕩器、語音存儲單元、前置放大器、自動增益控制電路、抗干擾濾波器、輸出放大器組成。一個最小的錄放系統(tǒng)僅由一個麥克 風、一個喇叭、兩個按鈕、一個電源、少數(shù)電阻電容組成。錄音內(nèi)容存入永久存儲 單元，提供零功率信息存儲。
      


      2 系統(tǒng)軟件
      


      本稱重系統(tǒng)下位機的軟件由Keil C 51 程序編寫。C 語言的編寫可以很大程度提高開發(fā)效率。主要包括系統(tǒng)主程序、重量讀取子程序、鍵盤掃描和LCD 顯示子程序、打印輸出子程序、語言報出子程序、串口的發(fā)送和接收等模塊組成 。系統(tǒng)流程圖如圖4 顯示。
      
 
      


      稱重傳感器讀取重量程序開始，輸出信號經(jīng)過A/D 轉(zhuǎn)換器變成單片機可以識別的數(shù)字信號，并且在單片機內(nèi)部存儲讀取。通過串口發(fā)送和接收的子程序，實現(xiàn)了系統(tǒng)上位機和下位機之間的通信。單片機讀取外界溫度和濕度輸送給上位 機，檢驗是否符合運行環(huán)境。收到符合命令繼續(xù)進行測量。接收子程序通過接收 上位機傳輸?shù)拿钭詣舆M行系統(tǒng)自檢和參數(shù)修正等。每間隔10ms 上位機發(fā)送一 次指令，直到單片機發(fā)送返回指令。超時設(shè)置1s，如在1s 單片機未有響動，系 統(tǒng)單片機進行復位。
      


      3 結(jié)束語
      


      本文新型便攜式電子稱重系統(tǒng)具有體積小、重量輕、精度高、可自動語音報 出稱重數(shù)據(jù)等優(yōu)點。充分利用了AT89C52 單片機對信息的控制能力和計算機的 數(shù)據(jù)處理能力， 通過AK-3A 稱重傳感器接收重量信號和具有24 位Σ-Δ 分辨 率的AD7787 進行模數(shù)轉(zhuǎn)換對物體的重量測量實現(xiàn)了高精度。該稱重系統(tǒng)在實際使用中取得了很好的效果。
      


      參考文獻：
      


       [1] 王艷春,何鵬,李會.智能電子稱重系統(tǒng)的設(shè)計[J].單片機接口技術(shù),2007(11):111-112.
      


       [2] 郭懷天,李寶華,趙玉俠,等.基于電阻應(yīng)變式傳感器的電子天平的研制 [J].傳感器與儀器儀表,2007(16):140-142.
      



      
 
      


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