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ENGLISH0755-88840386一種單片機控製器便攜式電子稱重係統
發布時間：2019-12-25 14:56:17 |來源：網絡轉載
1 係統硬件組成
本係統是針對AT89S52 單片機所具有對信息強大的控製力以及對數據的強大的處理能力，通過中國航天空氣動力技術研究院研發的AK-3A 小量程稱重傳感器和24 位分辨率AD7787 模數轉換器實現了稱重係統的高精度。硬件係統包括單片機係統，稱重傳感器，A/D 轉換電路，通信接口和語音提示模塊，LCD 顯示，打印機，鍵盤組成。
1.1 單片機係統
AT89S52 是一種低功耗、高性能CMOS8 位微控製器，具有8K 在係統可編程 Flash 存儲器。AT89S52 具有以下標準功能：8k 字節Flash，256 字節RAM，32 位I/O 口線，看門狗定時器，2 個數據指針，三個16 位定時器/計數器，一個6 向量2 級中斷結構，全雙工串行口，片內晶振及時鍾電路。LCD 模塊采用RT12864M 液晶顯示屏。自帶 有漢字字庫，可以很方便的顯示漢字和圖形。內置8192中文漢字（16 ×16 點陣）、128 個字符(8×16 點陣)及64×256 點陣顯示 RAM (GDRAM)。顯示內容不需要刷新，可以一次顯示係統所有狀態信息，節省了MSU 資源。電路結構簡單，易於控製，消耗功率低。通過 鍵盤可以實時控製係統的工作狀態及功能。揚聲器用於發出語音提示和超重報警。將微型打印機掛到總線上, 再用地址線產生另一 個不同的片選信號, 就可將被測質量打印出來。
1.2 稱重傳感器
選用中國航天空氣動力技術研究院研發的AK-3A 小量程稱重傳感器。具有精度高，性能穩定可靠，安裝使用方便等特性。稱重範圍為20KG。 彈性體為三片梁、複合懸臂梁結構，結構小巧，用於拉伸力和壓縮力測量。稱重傳感器實際是一種高靈敏度電橋，通過稱重橋與稱重杆相連接，當物體 使稱重壓力傳感器應變片發生變化時，通過惠斯登電橋產生不平衡電壓，電壓即為稱重信號。稱重信號在通過A/D 轉換為數字信號就可以輸入到單片機。
1.3 A/D 轉換電路
AD7787 是24 位Σ-Δ 模數轉換器。是某 公司生產的。具有低功耗、低噪 聲、雙通道等特點。用戶不需要提供時鍾源，它利用片內時鍾電路進行工作。AD7787 的數據輸出速率可由軟件設置，這一特性 使其轉換速率可在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 量、傳感器測量、稱重儀等。
1.4 通信接口
將單片機采集的重量數據傳輸到上位機，利用單片機的RXD，TXD 接口連接到RS232 串行口接收或發送數據和指令， 但是單片機的TTL 電平和RS232 不兼容，因此使用了MAX232 進行電平轉換。
1.5 語音報出模塊
ISD1420 為美國某公司出品的優質單片語音錄放電路，具有20 秒高保真語音錄功能。ISD1420 由振蕩器、語音存儲單元、前置放大器、自動增益控製電路、抗幹擾濾波器、輸出放大器組成。一個最小的錄放係統僅由一個麥克 風、一個喇叭、兩個按鈕、一個電源、少數電阻電容組成。錄音內容存入永久存儲 單元，提供零功率信息存儲。
2 係統軟件
本稱重係統下位機的軟件由Keil C 51 程序編寫。C 語言的編寫可以很大程度提高開發效率。主要包括係統主程序、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、語言報出子程序、串口的發送和接收等模塊組成 。係統流程圖如圖4 顯示。
稱重傳感器讀取重量程序開始，輸出信號經過A/D 轉換器變成單片機可以識別的數字信號，並且在單片機內部存儲讀取。通過串口發送和接收的子程序，實現了係統上位機和下位機之間的通信。單片機讀取外界溫度和濕度輸送給上位 機，檢驗是否符合運行環境。收到符合命令繼續進行測量。接收子程序通過接收 上位機傳輸的命令自動進行係統自檢和參數修正等。每間隔10ms 上位機發送一 次指令，直到單片機發送返回指令。超時設置1s，如在1s 單片機未有響動，係 統單片機進行複位。
3 結束語
本文新型便攜式電子稱重係統具有體積小、重量輕、精度高、可自動語音報 出稱重數據等優點。充分利用了AT89C52 單片機對信息的控製能力和計算機的 數據處理能力， 通過AK-3A 稱重傳感器接收重量信號和具有24 位Σ-Δ 分辨 率的AD7787 進行模數轉換對物體的重量測量實現了高精度。該稱重係統在實際使用中取得了很好的效果。
參考文獻：
[1] 王豔春,何鵬,李會.智能電子稱重係統的設計[J].單片機接口技術,2007(11):111-112.
[2] 郭懷天,李寶華,趙玉俠,等.基於電阻應變式傳感器的電子天平的研製 [J].傳感器與儀器儀表,2007(16):140-142.
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