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ENGLISH0755-88840386一種單片機(jī)控制器便攜式電子稱重系統(tǒng)
發(fā)布時(shí)間：2019-12-25 14:56:17 |來(lái)源：網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)載
1 系統(tǒng)硬件組成
本系統(tǒng)是針對(duì)AT89S52 單片機(jī)所具有對(duì)信息強(qiáng)大的控制力以及對(duì)數(shù)據(jù)的強(qiáng)大的處理能力，通過(guò)中國(guó)航天空氣動(dòng)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(shí)現(xiàn)了稱重系統(tǒng)的高精度。硬件系統(tǒng)包括單片機(jī)系統(tǒng)，稱重傳感器，A/D 轉(zhuǎn)換電路，通信接口和語(yǔ)音提示模塊，LCD 顯示，打印機(jī)，鍵盤組成。
1.1 單片機(jī)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(chǔ)器。AT89S52 具有以下標(biāo)準(zhǔn)功能：8k 字節(jié)Flash，256 字節(jié)RAM，32 位I/O 口線，看門狗定時(shí)器，2 個(gè)數(shù)據(jù)指針，三個(gè)16 位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器，一個(gè)6 向量2 級(jí)中斷結(jié)構(gòu)，全雙工串行口，片內(nèi)晶振及時(shí)鐘電路。LCD 模塊采用RT12864M 液晶顯示屏。自帶 有漢字字庫(kù)，可以很方便的顯示漢字和圖形。內(nèi)置8192中文漢字（16 ×16 點(diǎn)陣）、128 個(gè)字符(8×16 點(diǎn)陣)及64×256 點(diǎn)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(jiǎn)單，易于控制，消耗功率低。通過(guò) 鍵盤可以實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)的工作狀態(tài)及功能。揚(yáng)聲器用于發(fā)出語(yǔ)音提示和超重報(bào)警。將微型打印機(jī)掛到總線上, 再用地址線產(chǎn)生另一 個(gè)不同的片選信號(hào), 就可將被測(cè)質(zhì)量打印出來(lái)。
1.2 稱重傳感器
選用中國(guó)航天空氣動(dòng)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(fù)合懸臂梁結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)小巧，用于拉伸力和壓縮力測(cè)量。稱重傳感器實(shí)際是一種高靈敏度電橋，通過(guò)稱重橋與稱重桿相連接，當(dāng)物體 使稱重壓力傳感器應(yīng)變片發(fā)生變化時(shí)，通過(guò)惠斯登電橋產(chǎn)生不平衡電壓，電壓即為稱重信號(hào)。稱重信號(hào)在通過(guò)A/D 轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)就可以輸入到單片機(jī)。
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(diǎn)。用戶不需要提供時(shí)鐘源，它利用片內(nèi)時(shí)鐘電路進(jìn)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(cè) 量、傳感器測(cè)量、稱重儀等。
1.4 通信接口
將單片機(jī)采集的重量數(shù)據(jù)傳輸?shù)缴衔粰C(jī)，利用單片機(jī)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(jī)的TTL 電平和RS232 不兼容，因此使用了MAX232 進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換。
1.5 語(yǔ)音報(bào)出模塊
ISD1420 為美國(guó)某公司出品的優(yōu)質(zhì)單片語(yǔ)音錄放電路，具有20 秒高保真語(yǔ)音錄功能。ISD1420 由振蕩器、語(yǔ)音存儲(chǔ)單元、前置放大器、自動(dòng)增益控制電路、抗干擾濾波器、輸出放大器組成。一個(gè)最小的錄放系統(tǒng)僅由一個(gè)麥克 風(fēng)、一個(gè)喇叭、兩個(gè)按鈕、一個(gè)電源、少數(shù)電阻電容組成。錄音內(nèi)容存入永久存儲(chǔ) 單元，提供零功率信息存儲(chǔ)。
2 系統(tǒng)軟件
本稱重系統(tǒng)下位機(jī)的軟件由Keil C 51 程序編寫。C 語(yǔ)言的編寫可以很大程度提高開(kāi)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(yǔ)言報(bào)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(kāi)始，輸出信號(hào)經(jīng)過(guò)A/D 轉(zhuǎn)換器變成單片機(jī)可以識(shí)別的數(shù)字信號(hào)，并且在單片機(jī)內(nèi)部存儲(chǔ)讀取。通過(guò)串口發(fā)送和接收的子程序，實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)上位機(jī)和下位機(jī)之間的通信。單片機(jī)讀取外界溫度和濕度輸送給上位 機(jī)，檢驗(yàn)是否符合運(yùn)行環(huán)境。收到符合命令繼續(xù)進(jìn)行測(cè)量。接收子程序通過(guò)接收 上位機(jī)傳輸?shù)拿钭詣?dòng)進(jìn)行系統(tǒng)自檢和參數(shù)修正等。每間隔10ms 上位機(jī)發(fā)送一 次指令，直到單片機(jī)發(fā)送返回指令。超時(shí)設(shè)置1s，如在1s 單片機(jī)未有響動(dòng)，系 統(tǒng)單片機(jī)進(jìn)行復(fù)位。
3 結(jié)束語(yǔ)
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(dòng)語(yǔ)音報(bào) 出稱重?cái)?shù)據(jù)等優(yōu)點(diǎn)。充分利用了AT89C52 單片機(jī)對(duì)信息的控制能力和計(jì)算機(jī)的 數(shù)據(jù)處理能力， 通過(guò)AK-3A 稱重傳感器接收重量信號(hào)和具有24 位Σ-Δ 分辨 率的AD7787 進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換對(duì)物體的重量測(cè)量實(shí)現(xiàn)了高精度。該稱重系統(tǒng)在實(shí)際使用中取得了很好的效果。
參考文獻(xiàn)：
[1] 王艷春,何鵬,李會(huì).智能電子稱重系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[J].單片機(jī)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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