介紹了動(dòng)態(tài)電子秤控制系統(tǒng)的硬件組成及軟件控制系統(tǒng)，經(jīng)試驗(yàn)和現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試證明該控制系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn) 定可靠。

近年來(lái)，電子衡器已愈來(lái)愈多地參與到數(shù)據(jù)處理 和過程控制中，現(xiàn)代稱重技術(shù)和數(shù)據(jù)系統(tǒng)已成為工藝 技術(shù)、儲(chǔ)運(yùn)技術(shù)、預(yù)包裝技術(shù)、收貨業(yè)務(wù)及商業(yè)銷售領(lǐng) 域中不可缺少的組成部分。

電子控制系統(tǒng)在動(dòng)態(tài)電子秤中起著至關(guān)重要的作 用，其不僅控制著動(dòng)態(tài)電子秤的工作過程，還要對(duì)各種 控制參數(shù)進(jìn)行運(yùn)算、處理和顯示，保證了動(dòng)態(tài)電子秤計(jì) 量的準(zhǔn)確性，另外通過濾波電路可濾除由于機(jī)械振動(dòng) 產(chǎn)生的干擾成分，進(jìn)一步提高了計(jì)量的準(zhǔn)確性。

1.系統(tǒng)概述

動(dòng)態(tài)電子秤電子控制和測(cè)量系統(tǒng)由傳感器、信號(hào) 放大器、A/D轉(zhuǎn)換器、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、輸入輸出系統(tǒng)和軟件 控制系統(tǒng)組成，其電子線路硬件原理框圖如圖1所示。

被測(cè)重物經(jīng)傳感器把重量信號(hào)變成電信號(hào)，經(jīng)過 信號(hào)放大整形電路后輸入到A/D轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)中，然后 把經(jīng)過轉(zhuǎn)換的數(shù)字信號(hào)輸入到計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，經(jīng)過計(jì) 算機(jī)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理，再將測(cè)量結(jié)果由顯示輸出部分 輸出，從而完成整個(gè)測(cè)量過程。

1.1系統(tǒng)硬件總體結(jié)構(gòu)

在計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中，使用性價(jià)比較高的MCS- 8031作為系統(tǒng)的CPU，配備相應(yīng)的程序存儲(chǔ)器 27128E2PROM和靜態(tài)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器6264RAM，時(shí)鐘芯片12887作為時(shí)鐘控制，8255作為可編程并行I/O擴(kuò)展 口，并有液晶顯示電路，然后再配備其他相應(yīng)的器件， 整個(gè)控制系統(tǒng)的原理框圖如圖2所示。系統(tǒng)包括A/D 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，計(jì)算機(jī)及輔助系統(tǒng)，數(shù)據(jù)輸出顯示和鍵 盤輸入系統(tǒng)。

8255I/O擴(kuò)展口是把外界的輸入信息傳遞給CPU， CPU再把發(fā)出的指令通過該口傳遞給外界，完成測(cè)量 結(jié)果的輸出。

ROM27256是程序存儲(chǔ)器，用于存儲(chǔ)計(jì)算機(jī)控制系 統(tǒng)所執(zhí)行的程序。

X25045集看門狗電路、電源監(jiān)控電路和4K的 E2ROM于一體，提高了系統(tǒng)的抗干擾性、安全性和可 靠性，它還可以記憶動(dòng)態(tài)電子秤操作中的一些基本參 數(shù)，這些參數(shù)即使在動(dòng)態(tài)電子秤關(guān)閉電源后也不會(huì)丟 失。看門狗電路對(duì)CPU提供了獨(dú)立的保護(hù)系統(tǒng)。 X25045有8位指令寄存器，可通過SI端輸入訪問，芯 片中的E2ROM存儲(chǔ)量為412 *8。

S12887/DS12C887是美國(guó)Dallas公司開發(fā)的時(shí)鐘 芯片，其主要特點(diǎn)是:具有完備的時(shí)鐘、鬧鐘及到2100 年的日歷功能；可選擇12h和24h兩種制式以及PM、 AM和星期等時(shí)間功能;具有可編程選擇的周期性中斷方式，待機(jī)時(shí)間最長(zhǎng)可達(dá)24h，使用非常方便;還具有可 編程頻率輸出，可做方波發(fā)生器；有14個(gè)時(shí)鐘控制寄 存器和114位掉電保護(hù)用的低功耗RAM。

DS12887/DS12C887帶不掉電RAM的時(shí)鐘芯片，它方便實(shí)用，被越來(lái)越多的人所接受，特別是114位低 功耗RAM使用起來(lái)更為方便，在實(shí)時(shí)修改控制參數(shù)和 掉電保留主要參數(shù)時(shí)都起著至關(guān)重要的作用。

1.2 16位高精度A/D轉(zhuǎn)換器ADS7809

ADS7809是一款高精度的A/D轉(zhuǎn)換芯片，5V單電 源供電，內(nèi)含16位逐次逼近寄存器，其主要特點(diǎn)是:具 有16位帶采樣保持、逐次逼近寄存器型的模數(shù)轉(zhuǎn)換 器，轉(zhuǎn)換速度高于同類產(chǎn)品；100kHz采樣速度;六種輸 入測(cè)量范圍；片內(nèi)帶2.5V基準(zhǔn)電源和時(shí)鐘。A/D轉(zhuǎn)換電 路見圖3。

為了保證整個(gè)系統(tǒng)的穩(wěn)定，ADS7809A/D轉(zhuǎn)換器的 控制端與計(jì)算機(jī)不能直接連接，主要原因是模擬電路 與數(shù)字電路使用的不是一個(gè)供電電源，另外由于模擬 電路直接與外界相連會(huì)產(chǎn)生較強(qiáng)的干擾信號(hào)，為防止 干擾信號(hào)對(duì)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的影響，在兩者之間需加一個(gè) 光電隔離電路，以減少模擬電路干擾對(duì)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)產(chǎn) 生的影響，減少測(cè)量誤差，提高控制系統(tǒng)的準(zhǔn)確性和可 靠性。

2.軟件控制系統(tǒng)

動(dòng)態(tài)電子秤軟件控制系統(tǒng)使用C51編程軟件編 寫，C51在Windows開發(fā)環(huán)境下編譯和調(diào)試，它既有C 語(yǔ)言特點(diǎn)，同時(shí)又有匯編語(yǔ)言的優(yōu)點(diǎn)，是目前非常流行 的直接面向硬件的開發(fā)軟件。圖4所示是動(dòng)態(tài)電子秤 軟件測(cè)量流程框圖，在完成初始化工作后動(dòng)態(tài)電子秤 進(jìn)入實(shí)測(cè)階段，同時(shí)對(duì)測(cè)量結(jié)果進(jìn)行顯示和統(tǒng)計(jì)，對(duì)不 合格的被測(cè)物進(jìn)行報(bào)警顯示，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化測(cè)量。系統(tǒng)在 開機(jī)及關(guān)機(jī)時(shí)都要進(jìn)行參數(shù)設(shè)定和測(cè)試，這些參數(shù)的 設(shè)定通過人機(jī)對(duì)話來(lái)完成，可實(shí)現(xiàn)對(duì)動(dòng)態(tài)電子秤的自 檢和自校操作，力求把系統(tǒng)自身產(chǎn)生的誤差控制在最 小范圍。參數(shù)設(shè)定包括零位校準(zhǔn)、滿量程校準(zhǔn)、備份測(cè) 量信息等。另外還需對(duì)動(dòng)態(tài)電子秤的檢測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行測(cè) 試，包括精度測(cè)試、鍵盤測(cè)試、顯示測(cè)試、輸入和輸出測(cè) 試，測(cè)試過程也是通過顯示系統(tǒng)的人機(jī)對(duì)話來(lái)完成，這 就大大方便了用戶，對(duì)出現(xiàn)的問題也能做到及時(shí)處理。

3.結(jié)束語(yǔ)

在系統(tǒng)設(shè)計(jì)中使用了較先進(jìn)的元器件，這對(duì)整個(gè) 系統(tǒng)來(lái)說(shuō)既提高了整體設(shè)計(jì)水平，也提高了系統(tǒng)的穩(wěn) 定性和測(cè)量精度，為整個(gè)系統(tǒng)的正常運(yùn)行打下了牢固 基礎(chǔ)。經(jīng)試驗(yàn)和現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試，該系統(tǒng)穩(wěn)定可靠，符合設(shè)計(jì) 要求，在多個(gè)檢測(cè)線上應(yīng)用均取得了很好的效果。