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1. 概述
現(xiàn)代社會(huì)的發(fā)展對(duì)其稱重技術(shù)提出了更高的要求。在工業(yè)測量中還沒有讓人們期待的電子秤出現(xiàn)。多年來,人們一直期待測量準(zhǔn)確、價(jià)格低廉的在工業(yè)發(fā)展中起到巨大作用的電子秤投放市場。 最近,國內(nèi)相繼開發(fā)出一批技術(shù)先進(jìn)、功能強(qiáng)大的電子稱重專用集成電路,典型產(chǎn)品有重慶中易電測技術(shù)所生產(chǎn)的 ZEM 系列、S8 、 S9 系列專用 IC 。ZEM 系列包括 ZEM207 、 ZEM301 和 ZEM303 共三種型號(hào),它們均屬于多功能電子稱重集成電路。運(yùn)算精度達(dá)到 16 位以上,適合設(shè)計(jì)從最大稱量 1g (分辨率位 0.0002g )到最大稱量 500t (分辨率為 0.1t )的全系列、幾百個(gè)品種的電子稱重系統(tǒng),符合國際法制組織( OIML ) No76-1規(guī)范中Ⅲ 級(jí)電子秤標(biāo)準(zhǔn)。 本文給出了電子稱重系統(tǒng)的電路設(shè)計(jì)。 電子秤是主要由電源、稱重傳感器、單片機(jī)、鍵盤 / 開關(guān)、 LED 顯示器等部分構(gòu)成。目前國際化的趨勢是電子秤向小型化,模塊化,集成化,智能化,其技術(shù)性能趨向于速率高,準(zhǔn)確度高,穩(wěn)定性該,可靠性高等,其功能趨向是稱重計(jì)量的控制信息和非控制信息并重的智能化電子秤。
2. 系統(tǒng)設(shè)計(jì)
2.1 電路中使用了一片模擬開關(guān) MC4066 , 一片雙運(yùn)放 TL062, 一片二輸入端四與非門 MC4011 ,一片七達(dá)林頓驅(qū)動(dòng)器 UN2003 (亦可用MC1413 代 替 ) , 一 片 3 線 /8 線 譯 碼 器 74HC138 , 一 片 2KB 串 行E2PROM 存儲(chǔ)器 24C02 ,三端穩(wěn)壓器 7809 、 7805 各一片。 系統(tǒng)配 7 位LED 顯示器及 4×4 鍵盤,顯示單位可選擇克 (g) 、千克( kg )或噸( t )。 顯示屏上 JE (金額)、 LC (累計(jì)次數(shù))、 LJ (累計(jì))、 LZ( 累計(jì)重量 ) 。 TXD 表示串行輸出,RXD 為串行輸入, BT 代表低電壓指示, SW 為標(biāo)定開關(guān)。 U+ 表示接 +9v 電源, UCC 表示接 +5v 電源。 U+L 表示 +9v電源U+ 經(jīng)過電源退偶電路之后的輸出電壓。
2.2 ZEM 引腳說明
能,在特殊場合下允許內(nèi)部 A/D 轉(zhuǎn)換器向用戶開放。 打開 ZEM207 的設(shè)置開關(guān) SW 進(jìn)入了調(diào)試狀態(tài),顯示“ LLLLLL ”表示開機(jī)初始工作脈沖低于 256( 空稱脈沖范圍應(yīng)為 256~15000) 。開機(jī)能正常工作的最小脈沖數(shù)為 512 ,若脈沖小于 512 則顯示“ LLLLLL ” , 只要脈沖不超過 15000即可通過自檢。 顯示 “HHHHHH ” 重量超過設(shè)置的最大量程。 顯示“ UUUUUU ” 開機(jī)初始脈沖超過 15000 (在自檢過程中若出現(xiàn)這種情況,說明脈沖大于 15000 )。 顯示“ bl ”電源低電壓指示。 顯示“ dt × ”小數(shù)點(diǎn) 位 置 設(shè) 定 0 ~4 。 顯 示 “ Fd × ” 分 度 值 設(shè) 定 1 , 2 , 5/10,20,50/100 , 200 , 500 。 顯示“H×××,×× ”最大量程輸入(由用戶設(shè)定) . 工作狀態(tài):
顯示“ P 0.00 ”預(yù)置皮重(小數(shù)點(diǎn)在設(shè)定位置)。
顯示“ 0 ”累計(jì)次數(shù) ( 小數(shù)點(diǎn)在設(shè)定位置 ) 。
顯示“ 0.00 ”累計(jì)重量。
顯示“ HHHHHH ”表示超載。
打開 ZEM301 的設(shè)置開關(guān) SW 并按下功能鍵,依次顯示:重量 →上限 → 延時(shí) 1 ( tA ) → 延時(shí) 2 ( tB ) → 重量 → …,以此循環(huán)進(jìn)行下去。 用戶可對(duì)各種參數(shù)進(jìn)行修改。
“啟停”鍵:啟動(dòng) / 暫停功能 , 未開始前為啟動(dòng) , 灌裝過程中為暫停。
“卸料” 鍵 : 在停止時(shí)為 “開卸料 / 關(guān)卸料”, 運(yùn)行時(shí)不起作用。
“存儲(chǔ)”鍵 : 在定值參數(shù)設(shè)置菜單下 , 利用存儲(chǔ)鍵可存入設(shè)定參數(shù)。
( 快進(jìn) )4# 引腳 : 接低電平為開 , 接高電平為關(guān)。
( 慢進(jìn) )3# 引腳 : 接低電平為開 , 接高電平為關(guān)。
( 卸料 )2# 引腳 : 接低電平為關(guān)閉卸料門 ,接高電平為打開卸料門。
“ OH ” : 快進(jìn) ( 到設(shè)定下限值時(shí)停止 ) 。
“ OL ”:慢進(jìn)(到設(shè)定上限值時(shí)停止)。
“ OP ” : 自動(dòng)去皮。
“ OJ-tA ” ( 延時(shí) 1) : 在 OJ 狀態(tài)下能自動(dòng)累計(jì)稱重次數(shù)和重量。
“ Od-tB ” ( 延時(shí) 2):Od 為卸料等待時(shí)間,等 CPU 檢測到料倉重量為某一定值時(shí)即進(jìn)入 tB 延時(shí)階段,延時(shí)結(jié)束后進(jìn)入下一循環(huán)。
“ O= ” : 等待。
“ On ”:手動(dòng)卸料(開門 / 關(guān)門)。
3. 軟件設(shè)計(jì)
系統(tǒng)主程序控制 ZEM 系統(tǒng)按預(yù)定的操作方式運(yùn)行,它是專用集成電路稱重系統(tǒng)程序的框架。 系統(tǒng)上電后,對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行初始化。 初始化程序主要完成對(duì) ZEM 封裝模塊內(nèi)專用寄存器、單片機(jī)工作方式及各端口的工作狀態(tài)的設(shè)定。 系統(tǒng)初始化之后, 進(jìn)行計(jì)數(shù)器讀取、零點(diǎn)校正、過載檢測等工作。
4. 結(jié)論
此電子稱重集成電路外圍簡單,成本低廉,無需配 A/D 轉(zhuǎn)換芯片,簡化了其他形式的稱重系統(tǒng), ZEM 為實(shí)現(xiàn)電子稱重系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)創(chuàng)造了有利條件。
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