本文采用STC90C52RC單片機設計實(shí)現了一種汽車(chē)衡稱(chēng)重儀表， 儀表采用兩個(gè)控制器，分別負責 數據處理、存儲、顯示及外設數 據通信。通過(guò)GPRS網(wǎng)絡(luò )可對稱(chēng)重 儀表進(jìn)行在線(xiàn)監控。稱(chēng)重儀表經(jīng) 測試數據可靠，顯示穩定，帶多 種常見(jiàn)通信接口，成本低，使用 方便。

汽車(chē)衡俗稱(chēng)地磅，是商家用于大宗貨物 計量的主要稱(chēng)重設備。隨著(zhù)高精度稱(chēng)重傳感器 技術(shù)的日趨成熟，機械式地磅逐漸被精度高、 穩定性好、操作方便的電子汽車(chē)衡所取代。稱(chēng) 重儀表即稱(chēng)重顯示儀表，是汽車(chē)衡稱(chēng)重系統的 重要組成部分，現今的稱(chēng)重儀表隨著(zhù)電子技術(shù) 與計算機技術(shù)的發(fā)展，功能日趨多樣化。

1.稱(chēng)重系統

稱(chēng)重系統組成如圖1-1所示。

全電子衡器稱(chēng)重系統主要由秤體、稱(chēng)重 傳感器、稱(chēng)重顯示儀表、外設4大部分組成。 秤體為承重部分，包括接線(xiàn)盒和信號電纜；稱(chēng) 重傳感器將重量壓力信號轉換成電信號輸出； 輸出的模擬信號經(jīng)放大、濾波、A/D轉、數字 處理后轉換為重量數字顯示；稱(chēng)重儀表的各種 通訊接口可與打印機、大屏幕顯示器、上位機 計算機管理系統等外設相連。

2.稱(chēng)重儀表硬件設計

根據控制任務(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 統管理各項任務(wù)。從成本考慮，稱(chēng)重儀表采用 兩塊STC90C52RC單片機作為控制器，主機 主要負責現場(chǎng)數據的處理、存儲與顯示等實(shí)時(shí) 性要求高的任務(wù)；從機負責打印、網(wǎng)絡(luò )通訊等 數據傳輸的任務(wù)。主機與從機之間采用SPI通 信完成數據交換。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(kāi)關(guān)電源，并配備12V蓄 電池備用，上電充滿(mǎn)后，由從機監控進(jìn)行浮充， 掉電后對稱(chēng)重儀表供電。幵關(guān)電源采用兩塊 LM25%芯片設計實(shí)現，獲取5V、9V、12V電源。

2.2主機外圍硬件

數字傳感器與主機之間的接口采用RS422 接口。主機采集傳感器數據，若數據正常，數 據處理后，采用AT24C256進(jìn)行數據存儲；若 數據異常，則進(jìn)行錯誤代碼處理并顯示?，F場(chǎng) 顯示采用數碼管，可接大屏幕顯示器放大顯示。 數碼管采用共陰連接，動(dòng)態(tài)掃描的方式顯示。 采用4-20mA電流環(huán)接口可進(jìn)行遠距離傳輸： 采用DS1302便于顯示日期、時(shí)鐘；1C卡為維 護人員提供信息認證，蜂鳴器進(jìn)行儀表異常報 聱提示；硬件結構如圖2-2?>

2.3從機外圍硬件

從機主要負責實(shí)時(shí)性要求不太高的任務(wù) 打印和數據上傳，稱(chēng)重數據經(jīng)主機傳輸給從機 后打印，從機經(jīng)過(guò)串口發(fā)送數據給打印機打印 數據，現場(chǎng)出票。鍵盤(pán)設計為矩陣鍵盤(pán)，共 4*6=24個(gè)按鍵；從機只完成掃描任務(wù)，具體 按鍵處理由主機負責。GPRSDTU保持與監控中心的連接，通過(guò)GPRS網(wǎng)絡(luò )h傳數據到企 業(yè)數據庫，完成更高層次的數據管理。如圖2-3

所示。

3.稱(chēng)重儀表軟件設計

根據稱(chēng)重儀表功能任務(wù)多的情況，采用 操作系統不能滿(mǎn)足實(shí)時(shí)性要求，且程序量較大, 運行中RAM明顯不足，故采用兩塊單片機用 中斷方式進(jìn)行處理。

3.1主機程序設計

主機程序主要完成稱(chēng)重、顯示、按鍵狀 態(tài)處理及與上位機的聯(lián)系。程序流程圖如圖3-1

所示。

3.2從機程序設計

從機程序負責按鍵掃描、顯示、打印及 GPRS數據傳輸，GPRS數據傳輸由于采用的 是模塊，只需按協(xié)議向串口發(fā)送數據即可。程 序流程圖如圖3-2。

4.調試測試

調試按模塊調試通過(guò)后進(jìn)行集成。PCB 制板由三塊組成，一塊集成數碼管，一塊為打 印機驅動(dòng)，一塊為其他硬件集成。硬件調試過(guò) 程中數碼管顯示亮度略顯不足，可改為靜態(tài)顯 示。GPRS信號的頻率經(jīng)過(guò)PCB板耦合后， 干擾稱(chēng)重顯示，加屏蔽后解決。長(cháng)時(shí)間上電后 隨著(zhù)孀變會(huì )產(chǎn)生漂移，為避免誤差過(guò)大，需進(jìn) 行零點(diǎn)跟蹤后歸零。軟件調試過(guò)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(guò)久，甚至不響應。該稱(chēng)重儀表只兼 容ZEM1C (中航電測）的傳感器，測試過(guò)程中數據可靠、顯示穩定，監控中心收到的數據

穩定，誤碼率低。

5.小結

該稱(chēng)重儀表功能多，分解任務(wù)后，釆用 雙單片機控制簡(jiǎn)化程序設計，通過(guò)中斷方式解 決了實(shí)時(shí)性的問(wèn)題，降低了成本。儀表的多種 網(wǎng)絡(luò )接口方便了數據與設備的管理，便于企業(yè) 掌握現場(chǎng)數據信息。