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隨著微電子技術(shù)突飛猛進的發(fā)展,出現(xiàn)了很多集成度很高、性能更強的微控制器芯片,而稱重儀表在這些新型芯片的應(yīng)用方面顯得有些滯后,隨著市場的需求,要求我們的設(shè)計人員必須采用這些新技術(shù)來滿足市場要求。
我們知道,現(xiàn)在各廠家生產(chǎn)的稱重儀表,所采用的微控制器大多是51系列及其衍生產(chǎn)品,如:ATMEL的89系列winboad的78系列等。當(dāng)然,51系列微控制器無論從開發(fā)手段還是性能上都是不錯的,但技術(shù)的發(fā)展卻對這些儀表的功能提出了更嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。
主要有以下兩個方面:(1)在通訊方面,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(shù)據(jù)交換,或數(shù)據(jù)管理。而隨著技術(shù)的發(fā)展,RS232串行口無論是從數(shù)據(jù)傳輸率,還是使用的方便程度都不能滿足要求。從發(fā)展趨勢上看,RS232有逐漸被新型數(shù)據(jù)接口代替的可能。而USB接口恰好具備這兩方面的優(yōu)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(shè)計人員采用更先進的芯片,去適應(yīng)這個發(fā)展趨勢。(2)小型化方面,我們知道儀表的故障率與所采用元器件數(shù)量成正比,所用元器件數(shù)量越多,故障率越高。采用傳統(tǒng)51系列的微控制器的系統(tǒng),必須擴展數(shù)據(jù)存儲器、AD轉(zhuǎn)換器、前置放大器等,這幾部分要占據(jù)儀表PCB板的一大部分,不易實現(xiàn)小型化。下面根據(jù)本人的使用,介紹兩款性能優(yōu)良的微控制器。
某公司的MSC1200系列MSC1200系列單片機是德州某公司新型的高性能單片機,它具有以下幾方面的優(yōu)點:
1.其內(nèi)核與8051兼容
2.指令周期為4個時鐘,比標(biāo)準(zhǔn)8051快三倍
3.集成4K～8K字節(jié)的FLASH,可10萬次的擦/寫,1280字節(jié)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(zhuǎn)換器,并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。只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(shè)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(shè)計中,加上顯示驅(qū)動和電源,其PCB板面積不超過50×80(mm2)。對于開發(fā)設(shè)計人員來說其指令系統(tǒng)與51系列兼容都非常易學(xué),只須熟悉其中一部分特殊功能寄存器即可。這樣原來工程設(shè)計人員可以較快掌握這一新型器件。
某公司的μPSD3234
μPSD3234屬于某公司的μPSD3200系列,嚴(yán)格來說不能簡單稱其為單片機或微處理器(控制器),其全稱應(yīng)該是“現(xiàn)均可編程微控制器外圍芯片”(ProgrammblesystemDevice),它將單片機、地址所存器、Eprom(flash)、SRAM、PLD集成在同一個芯片內(nèi),甚至還集成了USB控制器,從而大大簡化了電氣設(shè)計。μPSD3234具有以下優(yōu)點:

1.采用標(biāo)準(zhǔn)的8032內(nèi)核
2.雙flash存儲器,256K字節(jié)/32K字節(jié)
3.8K字節(jié)容量的SRAM
4.集成了USB、I2C、雙UART接口
5.內(nèi)置WDT
6.集成了ADC和PWM
該單片機的最大特點是內(nèi)部集成了USB接口,可方便地跟PC機實現(xiàn)高速數(shù)據(jù)通訊。由于該單片機采用的是標(biāo)準(zhǔn)51內(nèi)核,因此,其指令系統(tǒng)與51系列指令系統(tǒng)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(nèi)部AD轉(zhuǎn)換器分辨率較低,只有10位,用于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(zhuǎn)換器。
總體上來看,這兩款單片機應(yīng)用于稱重儀表都是性能非常不錯的單片機。如果側(cè)重于提高可靠性和小型化方面,MSD1200系列單片機是較好的選擇;如果側(cè)重提高儀表通訊能力和其應(yīng)用功能方面,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(fā)展。

作者:侯志堅
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