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這篇文章對(duì)在稱重儀表中使用的兩種主要新型單片機(jī)微控制器MSC1200和μPSD3234進(jìn)行了剖析,并且分析了單片機(jī)的工作原理及使用方法。
隨著微電子稱重技術(shù)突飛猛進(jìn)的發(fā)展,出現(xiàn)了很多集成度很高、性能更強(qiáng)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(chǎng)的需求,要求我們的設(shè)計(jì)人員必須采用這些新技術(shù)來(lái)滿足市場(chǎng)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(wú)論從開發(fā)手段還是性能上都是不錯(cuò)的,但年技術(shù)的發(fā)展卻對(duì)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(gè)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(jī)的串行口組卷成的RS232通訊接口,采用它跟上位機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)交第換,或數(shù)據(jù)管理。而隨著技術(shù)的發(fā)展,RS232串行口5無(wú)論是從數(shù)據(jù)傳輸率,還是使用的方便程度都不能期滿足要求。從發(fā)展趨勢(shì)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(diǎn),因而,近年來(lái)PC機(jī)逐漸放棄了RS232串行口,這就迫使我們的儀表設(shè)計(jì)人員采用更先進(jìn)的芯片,去適應(yīng)這個(gè)發(fā)展趨勢(shì)。(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(kuò)展數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器、AD轉(zhuǎn)換器、前置放大器等,這幾部分要占據(jù)稱重儀表PCB板的一大部分,不易實(shí)現(xiàn)小型化。下面根據(jù)本人的使用,介紹兩款性能優(yōu)良的單片機(jī)（微控制器）。
1 TI公司的MSC1200系列單片機(jī)
MSC1200系列單片機(jī)是德州TI公司新型的高性能單片機(jī),它具有以下幾方面的優(yōu)點(diǎn):
1 其內(nèi)核與8051兼容
2 指令周期為4個(gè)時(shí)鐘,比標(biāo)準(zhǔn)8051快三倍
3 集成4K～8K字節(jié)的FLASH,可10萬(wàn)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(wú)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(diǎn)可知,該單片機(jī)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(cuò)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(jì)中,加上顯示驅(qū)動(dòng)和電源,其PCB板面積不超過(guò)50×80(mm2)。對(duì)于開發(fā)設(shè)計(jì)人員來(lái)說(shuō)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(lái)工程設(shè)計(jì)人員可以較快掌握這一新型器件。
2 ST公司的μPSD3234單片機(jī)
μPSD3234屬于ST公司的μPSD3200系列,嚴(yán)格來(lái)說(shuō)不能簡(jiǎn)單稱其為單片機(jī)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(jī)、地址所存器、Eprom(flash)、SRAM、PLD集成在同一個(gè)芯片內(nèi),甚至還集成了USB控制器,從而大大簡(jiǎn)化了電氣設(shè)計(jì)。
μPSD3234具有以下優(yōu)點(diǎn):
1 采用標(biāo)準(zhǔn)的8032內(nèi)核2006
2 雙flash存儲(chǔ)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(jī)的最大特點(diǎn)是內(nèi)部集成了USB接口,可方便地跟PC機(jī)實(shí)現(xiàn)高速數(shù)據(jù)通訊。由于該單片機(jī)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。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(kuò)展外接AD轉(zhuǎn)換器。
總體上來(lái)看,這兩款單片機(jī)應(yīng)用于稱重儀表都是性能非常不錯(cuò)的單片機(jī)。如果側(cè)重于提高可靠性和小型化方面,MSD1200系列單片機(jī)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(cuò)的選擇。相信有高性能芯片的支持,我們的稱重儀表無(wú)論從性能還是可靠性上,都將取得突飛猛進(jìn)的發(fā)展。

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