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一种汽车衡称重的设计与实现

发布时间:2020-09-24 10:26:21 |来源:网络转载

汽车衡俗称地磅,是商家用于大宗货物计量的主要称重设备。随着高精度称重传感器技术的日趋成熟,机械式地磅逐渐被精度高、稳定性好、操作方便的电子汽车衡所取代。称重仪表即称重显示仪表,是汽车衡称重系统的重要组成部分,现今的称重仪表随着电子技术与计算机技术的发展,功能日趋多样化。
1称重系统
称重系统组成如图1-1所示。

称重系统组成图

全电子衡器称重系统主要由秤体、称重传感器、称重显示仪表、外设4大部分组成。秤体为承重部分,包括接线盒和信号电缆;称重传感器将重量压力信号转换成电信号输出;输出的模拟信号经放大、滤波、A/D转、数字处理后转换为重量数字显示;称重仪表的各种通讯接口可与打印机、大屏幕显示器、上位机计算机管理系统等外设相连。
2称重仪表硬件设计
根据控制任务的需要,该仪表功能多,硬件占用大量I/O口资源,釆用ARM系列控制器可只用一块芯片,但成本提高,且需操作系统管理各项任务。从成本考虑,称重仪表采用两块STC90C52RC单片机作为控制器,主机主要负责现场数据的处理、存储与显示等实时性要求高的任务;从机负责打印、网络通讯等数据传输的任务。主机与从机之间采用SPI通信完成数据交换。硬件框图如图2-1所示。
2.1电源

称重仪表硬件框图

电源可釆用变压器或开关电源供电,从电源效率考虑釆用开关电源,并配备12V蓄电池备用,上电充满后,由从机监控进行浮充,掉电后对称重仪表供电。开关电源采用两块LM2596芯片设计实现,获取5V、9V、12V电源。
2.2主机外围硬件
数字传感器与主机之间的接口采用RS422接口。主机釆集传感器数据,若数据正常,数据处理后,采用AT24C256进行数据存储;若数据异常,则进行错误代码处理并显示。现场显示采用数码管,可接大屏幕显示器放大显示。数码管采用共阴连接,动态扫描的方式显示。釆用4-20n)A电流环接口可进行远距离传输:采用DS1302便于显示日期、时钟;IC卡为维护人员提供信息认证,蜂鸣器进行仪表异常报警提示;硬件结构如图2-2。
2.3从机外围硬件
从机主要负责实时性要求不太高的任务打印和数据上传,称重数据经主机传输给从机后打印,从机经过串口发送数据给打印机打印数据,现场出票。键盘设计为矩阵键盘,共4*6=24个按键;从机只完成扫描任务,具体按键处理由主机负责。GPRSDTU保持与监

称重仪表程序流程图

图3-1
控中心的连接,通过GPRS网络上传数据到企业数据库,完成更高层次的数据管理。如图2-3所示。
3称重仪表软件设计
根据称重仪表功能任务多的情况,釆用操作系统不能满足实时性要求,且程序量较大,运行中RAM明显不足,故釆用两块单片机用中断方式进行处理。
3.1主机程序设计
主机程序主要完成称重、显示、按键状态处理及与上位机的联系。程序流程图如图3-1所示。
3.2从机程序设计
从机程序负责按键扫描、显示、打印及GPRS数据传输,GPRS数据传输由于采用的是模块,只需按协议向串口发送数据即可。程序流程图如图3-2。
4调试测试
调试按模块调试通过后进行集成。PCB制板由三块组成,一块集成数码管,一块为打印机驱动,一块为其他硬件集成。硬件调试过程中数码管显示亮度略显不足,可改为静态显示。GPRS信号的频率经过PCB板耦合后,干扰称重显示,加屏蔽后解决。长时间上电后随着蠕变会产生漂移,为避免误差过大,需进行零点跟踪后归零。软件调试过程中由于按键的扫描由于任务多,需安排好扫描时间,避免延迟时间过久,甚至不响应。该称重仪表只兼容ZEMIC(中航电测)的传感器,测试过程

称重仪表程序流程图

图3-2
中数据可靠、显示稳定,监控中心收到的数据稳定,误码率低。
5小结
该称重仪表功能多,分解任务后,采用双单片机控制简化程序设计,通过中断方式解决了实时性的问题,降低了成本。仪表的多种网络接口方便了数据与设备的管理,便于企业掌握现场数据信息。

 

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