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提出了一種基于C8051F064和CC1101的近距離無線傳輸稱重控制器的設(shè)計(jì)，將嵌入式技術(shù)和無線通信技術(shù)有機(jī)結(jié)合起來，采用了二級(jí)定量稱重控制，該控制器實(shí)時(shí)性強(qiáng)，穩(wěn)定性好，有著廣泛的應(yīng)用前景。

1稱重控制器的工作原理

稱重控制器以C8051F064為信息處理單元，并以CC1101為無線通信單元，主要由稱重信號(hào)采集模塊、鍵盤和稱重顯示模塊、輸入輸出控制電路、無線傳輸模塊等部分組成。當(dāng)稱重傳感器上裝載重物時(shí)，稱重傳感器產(chǎn)生與被測物體載荷成正比的電壓信號(hào)，電壓信號(hào)經(jīng)放大和濾波后，傳送至C8051F064單片機(jī)內(nèi)部的16位的AD轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換，完成稱重信號(hào)的采集，經(jīng)單片機(jī)數(shù)據(jù)處理后通過顯示電路顯示被測物體載荷的大小。稱重控制器利用CC1101無線傳輸模塊，將數(shù)據(jù)通過無線傳輸?shù)姆绞桨l(fā)送至上位計(jì)算機(jī)。

2硬件電路的設(shè)計(jì)

2．1信號(hào)采集電路

信號(hào)采集電路由稱重傳感器、放大濾波電路及C8051F064內(nèi)的16位AD轉(zhuǎn)換器等組成。稱重傳感器采用電阻應(yīng)變式傳感器，實(shí)現(xiàn)將稱重載荷信號(hào)轉(zhuǎn)換為微弱的電壓信號(hào)。放大濾波電路采用TI公司的OPA37和OP07等組成。該電路將稱重傳感器輸出的電壓信號(hào)進(jìn)行放大和濾波。

2．2輸入輸出控制模塊

輸入輸出控制模塊用于實(shí)現(xiàn)加料門和排料門的控制。加料門有兩種加料狀態(tài)：快加料、慢加料?？刂戚敵瞿K由TLP521－4光電耦合器和S8050驅(qū)動(dòng)三極管等器件組成，用于將控制信號(hào)經(jīng)光電耦合器和三極管驅(qū)動(dòng)后，對(duì)繼電器和相應(yīng)的加料門和排料門進(jìn)行控制?？刂戚斎肽K主要用于檢測加料門和排料門位置傳感器輸入信號(hào)的狀態(tài)。先檢測排料門傳感器，如確認(rèn)排料門處在關(guān)閉狀態(tài)，則可以加料。加料時(shí)首先進(jìn)入快加料，當(dāng)快加料達(dá)到預(yù)定值時(shí)，單片機(jī)接口P5．0輸出控制信號(hào)使加料門置于慢加料工作狀態(tài)；然后進(jìn)行慢加料，慢加料結(jié)束時(shí)，單片機(jī)接口P5．1輸出信號(hào)關(guān)閉加料門，結(jié)束加料，并且檢測加料門位置傳感器，如確認(rèn)加料門處在關(guān)閉狀態(tài)，則可以排料，排料結(jié)束后進(jìn)入下一個(gè)過程。

3數(shù)據(jù)預(yù)處理

采集到的重量數(shù)據(jù)受各種干擾影響，必須先進(jìn)行預(yù)處理。本文采用一種滑動(dòng)平均濾波法對(duì)稱重?cái)?shù)據(jù)預(yù)處理?；瑒?dòng)平均濾波則k時(shí)刻濾波器的輸出數(shù)

學(xué)表達(dá)式如下：

由（1）式可知，滑動(dòng)平均濾波器首先采集2N＋1個(gè)數(shù)據(jù)并分別存入2N＋1個(gè)內(nèi)存單元；完成2N＋1個(gè)稱重?cái)?shù)據(jù)的初次采樣后，以后每采樣一次，每次采樣的新數(shù)據(jù)放入隊(duì)尾，并扔掉隊(duì)首的一次數(shù)據(jù)，把隊(duì)列中的2N＋1個(gè)數(shù)據(jù)求平均運(yùn)算，即獲得新的濾波數(shù)據(jù)輸出序列?；瑒?dòng)平均濾波器長度2N＋1由AD轉(zhuǎn)換速率和稱重結(jié)果穩(wěn)定時(shí)間決定。C8051F064的AD轉(zhuǎn)換速率最大可達(dá)1Msps，本設(shè)計(jì)采用的采樣周期為4．5ms，并考慮短時(shí)間內(nèi)采樣值的穩(wěn)定，經(jīng)多次試驗(yàn)取2N＋1＝15。

4軟件設(shè)計(jì)

稱重控制器的主程序主要實(shí)現(xiàn)信號(hào)采集和處理、加排料控制、重量顯示和無線數(shù)據(jù)傳輸?shù)裙δ?/font>。