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1引言
定量稱重控制技術(shù)越來越成熟，追求快速、準確、可靠。快速和準確是一對矛盾。為了解決這個矛盾，我們開發(fā)了雙CPU定量稱重控制器，很好地解決了這個矛盾。但是由于軟件組合異常，可靠性指標不高。目前單片機集成度越來越高，功能越來越好，價格越來越低。使用多個單片機組成一個系統(tǒng)，成本是可以接受的。在定量稱重控制器中，我們采用了3CPU方案，不僅解決了快速性和準確性之間的矛盾，而且提高了系統(tǒng)的可靠性，防止了雙CPU方案導致的軟件異常組合。
2硬件設(shè)計
上位機的作用:接收夾袋狀態(tài)信號，輸出夾袋關(guān)閉/關(guān)閉動作，以及第一、第二臺機器給秤的信號，讀取每個秤的累計袋數(shù)和重量，并將累計袋數(shù)和重量值發(fā)送給上位機。
機器A和B的功能:讀取每個緩沖料斗的料位狀態(tài)，根據(jù)傳感器改變的重量值，快速、適度、緩慢地給稱重料斗加料，根據(jù)上位機給出的信號卸料。
單片機選型:主機主要完成協(xié)調(diào)功能，程序量不大?？梢赃x擇片內(nèi)程序存儲器小、管腳少的單片機。該微控制器必須具有全雙工串口和一定的外部中斷識別能力。我們選擇了AT90S2313，里面也有串行EEPROM和WDT，體現(xiàn)了真正的單片機特性，與以前的單片機相比省去了相應(yīng)的擴展電路。電腦A和電腦B相對于主機程序量大，需要強大的外部擴展能力來配置顯示和鍵盤電路。我們選擇了AT90S4414，一款和主機同系列的單片機，里面也有串行EEPROM和WDT，也省略了這個擴展電路。累計袋數(shù)和重量值通過主機和A、B機的串口進行，與送料部分相關(guān)的信息處理通過它們的并口和外部中斷進行協(xié)調(diào)。
3.相應(yīng)軟件的設(shè)計
系統(tǒng)的主要工作流程如下:開機后，A機和B機會根據(jù)各自緩沖料斗的料位狀態(tài)，將物料送入各自的稱重料斗，不斷判斷秤的狀態(tài)。到秤后，他們會補償落差，并向主機申請卸料。主機持續(xù)判斷是否按下了夾袋按鈕，按下后控制夾袋器關(guān)閉。包夾合到位后，判斷機器A和B是否達到刻度。如果是，則通知機器A和B可以卸料。延時一定時間后，主機控制打開袋夾，放下裝滿物料的袋子，機器A或B再次進行裝載循環(huán)。
在這種硬件條件下，我們不怕A、B機同時進給的沖突。因為主機的兩個外部中斷優(yōu)先級不同，即使同時申請中斷，主機也不會同時中斷，所以不會同時釋放素材。第一臺和第二臺機器可以平靜地裝載，就好像另一臺不存在一樣。
主機軟件工作流程:
(1)初始化，包括中斷和定時器的初始化，以及與甲乙雙方通信信號的初始化
(2)判斷按鈕的按下狀態(tài)，如果沒有按下，等待，否則轉(zhuǎn)到(3)。
(3)確定A機和B機是否到秤，如果沒有，等待，否則轉(zhuǎn)到(4)。
(4)清至刻度標志，向A或B機發(fā)出進料信號。
(5)延時到一定時間后，打開袋夾，同時清除A或B機的送料信號，返回(2)。外部中斷服務(wù)程序0:
(1)禁止外部中斷1中斷。
(2)將A-machine的符號設(shè)置為刻度。
(3)回歸。
外部中斷服務(wù)程序1:
(1)無外部中斷0中斷。
(2)將B機設(shè)置為刻度標志。
(3)回歸。
定時器0中斷服務(wù)程序:
(1)判斷按鈕按下狀態(tài)，即高，到(4)，到(2)。
(2)延遲一段時間，判斷按鈕按下狀態(tài)，即高(4)、低(3)。
(3)設(shè)置按鈕按鈕標志。
(4)重新加載定時器初始值并返回。
到秤后，A機或B機向主機發(fā)送送料申請，然后分別進入等待送料狀態(tài)，判斷主機給出的送料信號，直到可以送料。卸料的同時，清除發(fā)送給主機的秤到達信號。
4進一步討論
一些大型系統(tǒng)采用并執(zhí)行處理技術(shù)，以提高系統(tǒng)速度，完成實時任務(wù)。它將在某些約束條件下有時難以解決的單機串行處理問題簡化為一個相對簡單的子問題，該子問題可以在時間上同時進行，并滿足實時性等約束條件。因為集成電路集成度越來越高，價格也在下降，這種并行處理技術(shù)可以用在一些小系統(tǒng)中，解決單機串行處理無法解決的問題。就我們設(shè)計的測控系統(tǒng)而言，不可能用一個CPU控制兩個模擬通道和兩個功率輸出通道，進行必要的顯示控制，解決快速性和準確性的問題。即使使用速度快的CPU，由于A/D轉(zhuǎn)換器的速度無法很好匹配，需要進行數(shù)字濾波計算和權(quán)重判斷，無法同時準確達到尺度判斷，解決問題。但是我們用的是雙CPU或者3CPU，這個問題的解決就變得簡單了。它的成功在于運用了并行處理的思想。因此，在未來類似的小系統(tǒng)中，可以移植或簡化一些以前由于成本原因只能在大系統(tǒng)中使用的技術(shù)，在硬件條件允許的情況下，問題的解決可以變得簡單。
5結(jié)束語。
本文提出了一種解決定量稱重控制的快速性、準確性和可靠性的方案。它采用了新型單片機，使硬件設(shè)計更加簡單可靠。其采用的技術(shù)思路可以為其他類似系統(tǒng)所借鑒。

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