隨著微電子技術突飛猛進的發展,出現了很多集成度很高、性能更強的微控製器芯片,而稱重儀表在這些新型芯片的應用方麵顯得有些滯後,隨著市場的需求,要求我們的設計人員必須采用這些新技術來滿足市場要求。
我們知道,現在各廠家生產的稱重儀表,所采用的微控製器大多是51係列及其衍生產品,如:ATMEL的89係列winboad的78係列等。當然,51係列微控製器無論從開發手段還是性能上都是不錯的,但技術的發展卻對這些儀表的功能提出了更嚴峻的挑戰。
主要有以下兩個方麵:(1)在通訊方麵,目前我們所用到的儀表采用的都是51單片機的串行口組成的RS232通訊接口,采用它跟上位機進行數據交換,或數據管理。而隨著技術的發展,RS232串行口無論是從數據傳輸率,還是使用的方便程度都不能滿足要求。從發展趨勢上看,RS232有逐漸被新型數據接口代替的可能。而USB接口恰好具備這兩方麵的優點,因而,近年來PC機逐漸放棄了RS232串行口,這就迫使我們的稱重儀表設計人員采用更先進的芯片,去適應這個發展趨勢。(2)小型化方麵,我們知道儀表的故障率與所采用元器件數量成正比,所用元器件數量越多,故障率越高。采用傳統51係列的微控製器的係統,必須擴展數據存儲器、AD轉換器、前置放大器等,這幾部分要占據儀表PCB板的一大部分,不易實現小型化。下麵根據本人的使用,介紹兩款性能優良的微控製器。
某公司的MSC1200係列MSC1200係列單片機是德州某公司新型的高性能單片機,它具有以下幾方麵的優點:
1.其內核與8051兼容
2.指令周期為4個時鍾,比標準8051快三倍
3.集成4K～8K字節的FLASH,可10萬次的擦/寫,1280字節SRAM
4.32位累加器
5.具有看門狗功能
6.集成了8路24位無丟失碼的AD轉換器,並且具有可編程增益放大器

從以上幾點可知,該單片機本身就具備了稱重儀表的最基本的功能。隻須再加上按鍵和顯示功能,就可以做成一款性能不錯的稱重儀表設備,該器件的封裝為TQFP-48封裝(管腳分配如圖1所示)。在電路設計中,加上顯示驅動和電源,其PCB板麵積不超過50×80(mm2)。對於開發設計人員來說其指令係統與51係列兼容都非常易學,隻須熟悉其中一部分特殊功能寄存器即可。這樣原來工程設計人員可以較快掌握這一新型器件。
某公司的μPSD3234
μPSD3234屬於某公司的μPSD3200係列,嚴格來說不能簡單稱其為單片機或微處理器(控製器),其全稱應該是“現均可編程微控製器外圍芯片”(ProgrammblesystemDevice),它將單片機、地址所存器、Eprom(flash)、SRAM、PLD集成在同一個芯片內,甚至還集成了USB控製器,從而大大簡化了電氣設計。μPSD3234具有以下優點:

1.采用標準的8032內核
2.雙flash存儲器,256K字節/32K字節
3.8K字節容量的SRAM
4.集成了USB、I2C、雙UART接口
5.內置WDT
6.集成了ADC和PWM
該單片機的最大特點是內部集成了USB接口,可方便地跟PC機實現高速數據通訊。由於該單片機采用的是標準51內核,因此,其指令係統與51係列指令係統一樣。其封裝形式采用小型TQFP52封裝(管腳排列如圖2所示)。不足之處其內部AD轉換器分辨率較低,隻有10位,用於較精密的稱重儀表就顯得不足。但是它有豐富的I/O接口,非常方便擴展外接AD轉換器。
總體上來看,這兩款單片機應用於稱重儀表都是性能非常不錯的單片機。如果側重於提高可靠性和小型化方麵,MSD1200係列單片機是較好的選擇;如果側重提高儀表通訊能力和其應用功能方麵,μPSD3234是不錯的選擇。相信有高性能芯片的支持,我們的稱重儀表無論從性能還是可靠性上,都將取得突飛猛進的發展。

作者:侯誌堅
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