本文采用STC90C52RC單片機(jī)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了一種汽車衡稱重儀表， 儀表采用兩個(gè)控制器，分別負(fù)責(zé) 數(shù)據(jù)處理、存儲(chǔ)、顯示及外設(shè)數(shù) 據(jù)通信。通過GPRS網(wǎng)絡(luò)可對(duì)稱重 儀表進(jìn)行在線監(jiān)控。稱重儀表經(jīng) 測試數(shù)據(jù)可靠，顯示穩(wěn)定，帶多 種常見通信接口，成本低，使用 方便。

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。

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幵關(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。幵關(guān)電源采用兩塊 LM25%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)采集傳感器數(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。現(xiàn)場 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。 采用4-20mA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；1C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) 聱提示；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)h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，采用 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，故采用兩塊單片機(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 隨著孀變會(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ZEM1C (中航電測）的傳感器，測試過程中數(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，釆用 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)場數(shù)據(jù)信息。