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ENGLISH0755-88840386一种单片机控制器便携式电子称重系统
发布时间：2019-12-25 14:56:17 |来源：网络转载
1 系统硬件组成
本系统是针对AT89S52 单片机所具有对信息强大的控制力以及对数据的强大的处理能力，通过中国航天空气动力技术研究院研发的AK-3A 小量程称重传感器和24 位分辨率AD7787 模数转换器实现了称重系统的高精度。硬件系统包括单片机系统，称重传感器，A/D 转换电路，通信接口和语音提示模块，LCD 显示，打印机，键盘组成。
1.1 单片机系统
AT89S52 是一种低功耗、高性能CMOS8 位微控制器，具有8K 在系统可编程 Flash 存储器。AT89S52 具有以下标准功能：8k 字节Flash，256 字节RAM，32 位I/O 口线，看门狗定时器，2 个数据指针，三个16 位定时器/计数器，一个6 向量2 级中断结构，全双工串行口，片内晶振及时钟电路。LCD 模块采用RT12864M 液晶显示屏。自带 有汉字字库，可以很方便的显示汉字和图形。内置8192中文汉字（16 ×16 点阵）、128 个字符(8×16 点阵)及64×256 点阵显示 RAM (GDRAM)。显示内容不需要刷新，可以一次显示系统所有状态信息，节省了MSU 资源。电路结构简单，易于控制，消耗功率低。通过 键盘可以实时控制系统的工作状态及功能。扬声器用于发出语音提示和超重报警。将微型打印机挂到总线上, 再用地址线产生另一 个不同的片选信号, 就可将被测质量打印出来。
1.2 称重传感器
选用中国航天空气动力技术研究院研发的AK-3A 小量程称重传感器。具有精度高，性能稳定可靠，安装使用方便等特性。称重范围为20KG。 弹性体为三片梁、复合悬臂梁结构，结构小巧，用于拉伸力和压缩力测量。称重传感器实际是一种高灵敏度电桥，通过称重桥与称重杆相连接，当物体 使称重压力传感器应变片发生变化时，通过惠斯登电桥产生不平衡电压，电压即为称重信号。称重信号在通过A/D 转换为数字信号就可以输入到单片机。
1.3 A/D 转换电路
AD7787 是24 位Σ-Δ 模数转换器。是某 公司生产的。具有低功耗、低噪 声、双通道等特点。用户不需要提供时钟源，它利用片内时钟电路进行工作。AD7787 的数据输出速率可由软件设置，这一特性 使其转换速率可在9.5Hz～120Hz 之间变化。该芯片采用10 脚MSOP 封装，非常适合用需要高分辨率、低功耗的便携式仪器、温度测 量、传感器测量、称重仪等。
1.4 通信接口
将单片机采集的重量数据传输到上位机，利用单片机的RXD，TXD 接口连接到RS232 串行口接收或发送数据和指令， 但是单片机的TTL 电平和RS232 不兼容，因此使用了MAX232 进行电平转换。
1.5 语音报出模块
ISD1420 为美国某公司出品的优质单片语音录放电路，具有20 秒高保真语音录功能。ISD1420 由振荡器、语音存储单元、前置放大器、自动增益控制电路、抗干扰滤波器、输出放大器组成。一个最小的录放系统仅由一个麦克 风、一个喇叭、两个按钮、一个电源、少数电阻电容组成。录音内容存入永久存储 单元，提供零功率信息存储。
2 系统软件
本称重系统下位机的软件由Keil C 51 程序编写。C 语言的编写可以很大程度提高开发效率。主要包括系统主程序、重量读取子程序、键盘扫描和LCD 显示子程序、打印输出子程序、语言报出子程序、串口的发送和接收等模块组成 。系统流程图如图4 显示。
称重传感器读取重量程序开始，输出信号经过A/D 转换器变成单片机可以识别的数字信号，并且在单片机内部存储读取。通过串口发送和接收的子程序，实现了系统上位机和下位机之间的通信。单片机读取外界温度和湿度输送给上位 机，检验是否符合运行环境。收到符合命令继续进行测量。接收子程序通过接收 上位机传输的命令自动进行系统自检和参数修正等。每间隔10ms 上位机发送一 次指令，直到单片机发送返回指令。超时设置1s，如在1s 单片机未有响动，系 统单片机进行复位。
3 结束语
本文新型便携式电子称重系统具有体积小、重量轻、精度高、可自动语音报 出称重数据等优点。充分利用了AT89C52 单片机对信息的控制能力和计算机的 数据处理能力， 通过AK-3A 称重传感器接收重量信号和具有24 位Σ-Δ 分辨 率的AD7787 进行模数转换对物体的重量测量实现了高精度。该称重系统在实际使用中取得了很好的效果。
参考文献：
[1] 王艳春,何鹏,李会.智能电子称重系统的设计[J].单片机接口技术,2007(11):111-112.
[2] 郭怀天,李宝华,赵玉侠,等.基于电阻应变式传感器的电子天平的研制 [J].传感器与仪器仪表,2007(16):140-142.
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