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0755-88840386發(fā)布時(shí)間:2020-08-26 10:35:07 |來(lái)源:網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)載
文中明確提出了一種根據(jù)C8051F064和CC1101的近距離無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸稱(chēng)重控制器的設(shè)計(jì)方案,將嵌入式系統(tǒng)和無(wú)線通訊技術(shù)性有機(jī)結(jié)合起來(lái),釆用了二級(jí)定量分析稱(chēng)重操縱,該控制器實(shí)用性強(qiáng),可靠性好,擁有普遍的應(yīng)用前景。
1稱(chēng)重控制器的原理
稱(chēng)重控制器以C8051F064為信息內(nèi)容控制部件并且以CC1101為無(wú)線通訊模塊釧,關(guān)鍵由秤重?cái)?shù)據(jù)信號(hào)收集控制模塊、電腦鍵盤(pán)和秤重顯示信息控制模塊、輸人輸出控制回路、無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸控制模塊等一部分構(gòu)成⑶,其構(gòu)造如圖所示1所顯示。當(dāng)重量傳感器上裝車(chē)吊物時(shí),重量傳感器造成與被測(cè)物件荷載正相關(guān)的工作電壓數(shù)據(jù)信號(hào),工作電壓數(shù)據(jù)信號(hào)經(jīng)放大和濾波器后,傳輸至C8051F064單片機(jī)設(shè)計(jì)內(nèi)部的16位的AD轉(zhuǎn)換器變換何,進(jìn)行秤重?cái)?shù)據(jù)信號(hào)的收集,經(jīng)單片機(jī)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)處理方法后根據(jù)顯示信息電源電路顯示信息被測(cè)物件荷載的尺寸。稱(chēng)重控制器運(yùn)用CC1101無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸控制模塊,將數(shù)據(jù)信息根據(jù)無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆椒òl(fā)送到上臺(tái)電子計(jì)算機(jī)。
2硬件配置電源電路的設(shè)計(jì)方案
2.1數(shù)據(jù)信號(hào)釆集電源電路
數(shù)據(jù)信號(hào)收集電源電路由重量傳感器、變大低通濾波器及C8051F064內(nèi)的16位AD轉(zhuǎn)換器等構(gòu)成。重量傳感器釆用電阻器應(yīng)變力式感應(yīng)器,完成將秤重荷載數(shù)據(jù)信號(hào)變換為很弱的工作電壓數(shù)據(jù)信號(hào)。變大低通濾波器釆用TI公司的OPA37和OP07等構(gòu)成,如圖2所顯示。該電源電路將禰重感應(yīng)器輸出的工作電壓數(shù)據(jù)信號(hào)開(kāi)展變大和濾波器。
2.2I/O模塊
輸人輸出模塊用以完成投料門(mén)和下料門(mén)的操縱。投料門(mén)有二種投料情況:快投料、慢投料。操縱輸出控制模塊由TLP521-4光電耦合器和S8050驅(qū)動(dòng)器三極管等元器件構(gòu)成,用以將操縱數(shù)據(jù)信號(hào)經(jīng)光電耦合器和三極管驅(qū)動(dòng)器后間,對(duì)汽車(chē)?yán)^電器和相對(duì)的投料門(mén)和下料門(mén)開(kāi)展操縱。操縱鍵入控制模塊關(guān)鍵用以檢驗(yàn)投料門(mén)和下料門(mén)相位傳感器鍵入數(shù)據(jù)信號(hào)的情況。先檢驗(yàn)下料門(mén)感應(yīng)器,如確定下料門(mén)處于關(guān)掉情況,則能夠 投料。投料時(shí)最先進(jìn)到快投料,當(dāng)快投料做到預(yù)訂值時(shí),單片機(jī)設(shè)計(jì)插口P5.0輸出操縱數(shù)據(jù)信號(hào)使投料門(mén)放置慢投料運(yùn)行狀態(tài);隨后開(kāi)展慢投料,慢投料完畢時(shí),單片機(jī)設(shè)計(jì)插口P5.1輸出數(shù)據(jù)信號(hào)關(guān)掉投料門(mén),完畢投料,而且檢驗(yàn)投料門(mén)相位傳感器,如確定投料門(mén)處于關(guān)掉情況,則能夠 下料,下料完畢后進(jìn)到下一個(gè)全過(guò)程。
3數(shù)據(jù)預(yù)處理
釆集到的凈重?cái)?shù)據(jù)信息受各種各樣影響危害,務(wù)必先開(kāi)展預(yù)備處理。本文選用一種滑動(dòng)平均濾波器法對(duì)稱(chēng)性重?cái)?shù)據(jù)預(yù)處理?;瑒?dòng)平均濾波器法又被稱(chēng)為遞推均值濾波器法。設(shè)W為重量傳感器k時(shí)刻的取樣值,2N+1為滑動(dòng)平均濾波器對(duì)話框的長(zhǎng)短,則k時(shí)刻過(guò)濾器的輸出數(shù)學(xué)關(guān)系式以下:
滑動(dòng)平均過(guò)濾器最先收集2N+一個(gè)數(shù)據(jù)信息并各自存進(jìn)2N+一個(gè)運(yùn)行內(nèi)存模塊;進(jìn)行2N+一個(gè)秤重?cái)?shù)據(jù)信息的第一次取樣后,之后每取樣一次,每一次取樣的新數(shù)據(jù)放進(jìn)隊(duì)尾,并丟掉隊(duì)首的一次數(shù)據(jù)信息,把序列中的2N+一個(gè)數(shù)據(jù)信息求均值計(jì)算,即得到 新的濾波器數(shù)據(jù)信息輸出編碼序列?;瑒?dòng)平均過(guò)濾器長(zhǎng)短2N+1由AD轉(zhuǎn)換速度和秤重結(jié)果平穩(wěn)時(shí)間決策。C8051F064的AD轉(zhuǎn)換速度較大達(dá)到1Msps,本設(shè)計(jì)方案選用的取樣周期時(shí)間為4.5ms,并考慮到短期內(nèi)內(nèi)取樣值的平穩(wěn),經(jīng)數(shù)次實(shí)驗(yàn)取2N+1=15O
4軟件開(kāi)發(fā)
稱(chēng)重控制器的源程序關(guān)鍵完成數(shù)據(jù)信號(hào)收集和解決、加下料操縱、重量顯示信息和無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸?shù)茸饔?流程表如圖所示5所顯示。
4.1數(shù)據(jù)收集
數(shù)據(jù)收集根據(jù)向ADC0操縱存儲(chǔ)器的AD0BUSY寫(xiě)“1”起動(dòng)數(shù)據(jù)交換,當(dāng)査詢(xún)到ADC0操縱存儲(chǔ)器的AD0INT為“1”時(shí),變換完畢,然后解決ADC數(shù)據(jù)信息。數(shù)據(jù)收集的程序流程以下:
voidGetADdata()
{charold_SFRPAGE=SFRPAGE;intidatatemp;
BYTEADH,ADL;
temp=0*
SFRPAGE=ADC0_PAGE;
AD0lNT=0;
AD0BUSY=1;
while(AD0INT==0);SystemDelay(20);ADH=ADC0H;ADL=ADC0L;temp=ADH;temp=temp«8;temp=temp+ADL;
SFRPAGE=olcLSFRPAGE;
4.2操縱匯編程序
管理程序選用的二級(jí)定量分析分成快投料總體目標(biāo)量M1,慢投料總體目標(biāo)量M2。當(dāng)快投料凈重做到M1時(shí),快投料全過(guò)程完畢;操縱投料門(mén)變成慢投料,進(jìn)到慢投料全過(guò)程,慢投料做到M2時(shí),慢投料全過(guò)程完畢,關(guān)掉投料門(mén),M2=M-M3,在其中M為設(shè)定目標(biāo)量,M3為提前量。從傳出關(guān)掉投料門(mén)命令到合上投料門(mén)這段時(shí)間內(nèi),投料口再次投料,會(huì)出現(xiàn)一個(gè)起伏量(也就是提前量),因此要提早關(guān)掉投料門(mén),才可以保證投料更精確。操縱子流程圖如圖所示6所顯示。
4.3無(wú)線通訊控制模塊軟件開(kāi)發(fā)
無(wú)線通訊程序模塊關(guān)鍵由CC1101接收和推送程序流程構(gòu)成,單片機(jī)設(shè)計(jì)根據(jù)SPI接口對(duì)CC1101開(kāi)展配備。當(dāng)CSn為低電頻時(shí),SPI接口開(kāi)始工作,提前準(zhǔn)備接納一條命令,CSn由高到低振蕩時(shí)開(kāi)始變換命令。無(wú)線通訊流程表如圖所示7所顯示。
2) 也就能TX情況,傳數(shù)據(jù)信息到TXFIFO,假如數(shù)據(jù)信息沒(méi)有所有傳送到TXFIFO,則MCU進(jìn)到功耗方式;
3) 假如傳送數(shù)據(jù)低于256時(shí)選用固定不動(dòng)長(zhǎng)的推送,不然釆用
CC1101接受方式程序編寫(xiě)全過(guò)程:
1) 接受方式復(fù)位,并設(shè)定無(wú)盡接受字節(jié)數(shù)長(zhǎng)短方式,也就能接受終斷選通接受情況;
2) 激活接受方式,假如全部字節(jié)數(shù)沒(méi)有所有被讀完RXFI-F0,則MCU將設(shè)定為功耗方式;
3) 對(duì)RXFIFO數(shù)據(jù)文件開(kāi)展編解碼,讀取重力梯度送進(jìn)單片機(jī)設(shè)計(jì)。5結(jié)語(yǔ)
該稱(chēng)重控制器能即時(shí)地將精確測(cè)量數(shù)據(jù)信息根據(jù)無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆椒òl(fā)給上臺(tái)電子計(jì)算機(jī),并能夠 根據(jù)組網(wǎng)方案方法完成對(duì)分散化的精確測(cè)量數(shù)據(jù)信息規(guī)范化管理,此無(wú)線網(wǎng)絡(luò)稱(chēng)重控制器實(shí)用性強(qiáng),可靠性好。
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