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1系統(tǒng)硬件組成

本系統(tǒng)是針對AT89S52單片機(jī)所具有對信息強大的控制力以及對數(shù)據(jù)的強大的處理能力，通過中國航天空氣動力技術(shù)研究院研發(fā)的AK-3A小量程稱重傳感器和24位分辨率AD7787模數(shù)轉(zhuǎn)換器實現(xiàn)了稱重系統(tǒng)的高精度。硬件系統(tǒng)包括單片機(jī)系統(tǒng)，稱重傳感器，A/D轉(zhuǎn)換電路，通信接口和語音提示模塊，LCD顯示，打印機(jī)，鍵盤組成。

1.1單片機(jī)系統(tǒng)

AT89S52是一種低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8K在系統(tǒng)可編程Flash存儲器。AT89S52具有以下標(biāo)準(zhǔn)功能：8k字節(jié)Flash，256字節(jié)RAM，32位I/O口線，看門狗定時器，2個數(shù)據(jù)指針，三個16位定時器/計數(shù)器，一個6向量2級中斷結(jié)構(gòu)，全雙工串行口，片內(nèi)晶振及時鐘電路。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(nèi)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(nèi)容不需要刷新，可以一次顯示系統(tǒng)所有狀態(tài)信息，節(jié)省了MSU資源。電路結(jié)構(gòu)簡單，易于控制，消耗功率低。通過鍵盤可以實時控制系統(tǒng)的工作狀態(tài)及功能。揚聲器用于發(fā)出語音提示和超重報警。將微型打印機(jī)掛到總線上,再用地址線產(chǎn)生另一個不同的片選信號,就可將被測質(zhì)量打印出來。

1.2稱重傳感器

選用中國航天空氣動力技術(shù)研究院研發(fā)的AK-3A小量程稱重傳感器。具有精度高，性能穩(wěn)定可靠，安裝使用方便等特性。稱重范圍為20KG。彈性體為三片梁、復(fù)合懸臂梁結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)小巧，用于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，通過稱重橋與稱重桿相連接，當(dāng)物體使稱重壓力傳感器應(yīng)變片發(fā)生變化時，通過惠斯登電橋產(chǎn)生不平衡電壓，電壓即為稱重信號。稱重信號在通過A/D轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號就可以輸入到單片機(jī)。

1.3A/D轉(zhuǎn)換電路

AD7787是24位Σ-Δ模數(shù)轉(zhuǎn)換器。是ADI公司生產(chǎn)的。具有低功耗、低噪聲、雙通道等特點。用戶不需要提供時鐘源，它利用片內(nèi)時鐘電路進(jìn)行工作。AD7787的數(shù)據(jù)輸出速率可由軟件設(shè)置，這一特性使其轉(zhuǎn)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(jī)采集的重量數(shù)據(jù)傳輸?shù)缴衔粰C(jī)，利用單片機(jī)的RXD，TXD接口連接到RS232串行口接收或發(fā)送數(shù)據(jù)和指令，但是單片機(jī)的TTL電平和RS232不兼容，因此使用了MAX232進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換。

1.5語音報出模塊

ISD1420為美國ISD公司出品的優(yōu)質(zhì)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、自動增益控制電路、抗干擾濾波器、輸出放大器組成。一個最小的錄放系統(tǒng)僅由一個麥克風(fēng)、一個喇叭、兩個按鈕、一個電源、少數(shù)電阻電容組成。錄音內(nèi)容存入永久存儲單元，提供零功率信息存儲。

2系統(tǒng)軟件

本稱重系統(tǒng)下位機(jī)的軟件由KeilC51程序編寫。C語言的編寫可以很大程度提高開發(fā)效率。主要包括系統(tǒng)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(fā)送和接收等模塊組成。

稱重傳感器讀取重量程序開始，輸出信號經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換器變成單片機(jī)可以識別的數(shù)字信號，并且在單片機(jī)內(nèi)部存儲讀取。通過串口發(fā)送和接收的子程序，實現(xiàn)了系統(tǒng)上位機(jī)和下位機(jī)之間的通信。單片機(jī)讀取外界溫度和濕度輸送給上位機(jī)，檢驗是否符合運行環(huán)境。收到符合命令繼續(xù)進(jìn)行測量。接收子程序通過接收上位機(jī)傳輸?shù)拿钭詣舆M(jìn)行系統(tǒng)自檢和參數(shù)修正等。每間隔10ms上位機(jī)發(fā)送一次指令，直到單片機(jī)發(fā)送返回指令。超時設(shè)置1s，如在1s單片機(jī)未有響動，系統(tǒng)單片機(jī)進(jìn)行復(fù)位。

3結(jié)束語

本文新型便攜式電子稱重系統(tǒng)具有體積小、重量輕、精度高、可自動語音報出稱重數(shù)據(jù)等優(yōu)點。充分利用了AT89C52單片機(jī)對信息的控制能力和計算機(jī)的數(shù)據(jù)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(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換對物體的重量測量實現(xiàn)了高精度。該稱重系統(tǒng)在實際使用中取得了很好的效果。

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