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根據(jù)SmaURTOS51的汽車動(dòng)態(tài)稱重儀的設(shè)計(jì)構(gòu)思

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瀏覽:- 發(fā)布日期:2020-04-15 11:42:59【

動(dòng)態(tài)性小車秤重是小車以一定的速率歷經(jīng)一定總寬的秤重櫥柜臺(tái)面,由秤重櫥柜臺(tái)面測(cè)到小車每一個(gè)軸的凈重,隨后累積得到小車總重。該秤重全過(guò)程是一個(gè)強(qiáng)即時(shí)全過(guò)程,必須單片機(jī)設(shè)計(jì)立即收集小車每一個(gè)軸的數(shù)據(jù)信息并迅速測(cè)算其凈重。假如單片機(jī)設(shè)計(jì)速率太慢或是編程設(shè)計(jì)不科學(xué),便會(huì)給儀表盤產(chǎn)生可靠性和可信性的難題。當(dāng)今許多多功能儀表的手機(jī)軟件選用前/后臺(tái)系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案,全部程序運(yùn)行是一個(gè)無(wú)限的循環(huán)系統(tǒng),后臺(tái)運(yùn)行循環(huán)系統(tǒng)啟用相對(duì)的涵數(shù)進(jìn)行相對(duì)的實(shí)際操作,終斷服務(wù)程序解決多線程惡性事件。這類傳統(tǒng)式的編程設(shè)計(jì)構(gòu)思擁有 顯著的不夠。全部程序運(yùn)行是一個(gè)有機(jī)化學(xué)的總體,促使即時(shí)程序運(yùn)行的設(shè)計(jì)方案和拓展艱難,時(shí)間規(guī)定嚴(yán)苛的惡性事件難以實(shí)現(xiàn)便捷合理的解決,對(duì)惡性事件的串行解決促使資源無(wú)法得到非常好的運(yùn)用。在多功能儀表中移殖嵌入式操作系統(tǒng)能不錯(cuò)的處理之上難題,并使開(kāi)發(fā)軟件工作中越來(lái)越標(biāo)準(zhǔn)、非常容易檢測(cè),保持模塊化設(shè)計(jì)程序編寫(xiě)和減少開(kāi)發(fā)進(jìn)度。自然RTOS自身必須占有一定的資源,伴隨著半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì),元器件的特性持續(xù)升高、成本費(fèi)持續(xù)降低,促使RTOS所耗費(fèi)的成本費(fèi)已不關(guān)鍵。汽車動(dòng)態(tài)稱重儀便是移殖了嵌入式操作系統(tǒng),在具體運(yùn)用中提高了系統(tǒng)軟件可靠性和可信性。

中山精量稱重設(shè)備至關(guān)重要的稱重儀表

2系統(tǒng)整體方案

汽車動(dòng)態(tài)稱重儀關(guān)鍵由數(shù)據(jù)收集控制模塊、數(shù)據(jù)處理方法控制模塊、顯示信息控制模塊、數(shù)據(jù)通信控制模塊、外界存儲(chǔ)芯片和外界看門狗1構(gòu)成,如圖所示1圖示。數(shù)據(jù)收集控制模塊承擔(dān)將秤重傳感器檢驗(yàn)到的凈重?cái)?shù)據(jù)信號(hào)變大、濾波器,轉(zhuǎn)化成模擬信號(hào)傳輸給CPU;CPU承擔(dān)與每個(gè)外接設(shè)備的通信和凈重?cái)?shù)據(jù)信號(hào)的剖析和解決,并將解決完的凈重?cái)?shù)據(jù)信號(hào)發(fā)給顯示信息控制模塊和通信控制模塊;顯示信息控制模塊承擔(dān)凈重?cái)?shù)據(jù)信號(hào)的顯示信息:通信控制模塊承擔(dān)將凈重?cái)?shù)據(jù)信號(hào)發(fā)送至上位機(jī)軟件;外界存儲(chǔ)芯片儲(chǔ)放儀表盤的主要參數(shù):功能鍵用于設(shè)定和改動(dòng)儀表盤主要參數(shù);外界看門狗1用于提升儀表盤的抗干擾性,提高儀表盤的可靠性。

3硬件配置電路原理

3.1數(shù)據(jù)收集控制模塊

因?yàn)?a href="http://bolobuy.com/" target="_blank">稱重儀表必須高精密,選用外接A/D轉(zhuǎn)化器,采用CS5532。該元器件是英國(guó)CirrusLogic企業(yè)發(fā)布的一種具備極低噪聲的多路型仿真模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器,因?yàn)槠溥x用電荷平衡技術(shù)性和極低噪音的程序控制器增益值斬波平穩(wěn)精確測(cè)量放大儀,內(nèi)部集成化了變大和濾波器作用,可獲得達(dá)到24位像素的輸出結(jié)果,且具備高動(dòng)態(tài)范圍和靈便的開(kāi)關(guān)電源配備選擇項(xiàng)等優(yōu)勢(shì),促使該元器件特別適合于動(dòng)態(tài)性秤重。其標(biāo)準(zhǔn)工作電壓由專業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)工作電壓元器件AD780出示。電源電路如圖2圖示。

3.2微控制器和外界存儲(chǔ)芯片

微控制器是系統(tǒng)軟件的關(guān)鍵,其特性的優(yōu)劣立即決策了稱重設(shè)備的精確性、可靠性和可信性。根據(jù)汽車動(dòng)態(tài)稱重儀對(duì)精密度和實(shí)用性的規(guī)定,采用PHILIPS企業(yè)的P89C668單片機(jī)設(shè)計(jì)。它具備下列特性:

①片內(nèi)含有8KBRAM,64KBFlash存儲(chǔ)芯片,該存儲(chǔ)芯片既可并行處理程序編寫(xiě)也可串行程序編寫(xiě)(ISP),在具體的成形商品中可根據(jù)ISP升級(jí)可執(zhí)行程序;②該元器件在六個(gè)時(shí)鐘周期內(nèi)實(shí)行一條命令,是傳統(tǒng)式的80C51的2倍;在每一個(gè)機(jī)器周期,六個(gè)時(shí)鐘周期下速率達(dá)到20MHz(等于40MHz特性);③該元器件有4個(gè)八位I/O端口號(hào),三個(gè)16位計(jì)時(shí)器/惡性事件電子計(jì)數(shù)器,多終斷源,4個(gè)甄選級(jí),可嵌套循環(huán)終斷構(gòu)造,一個(gè)加強(qiáng)型UART和片內(nèi)震蕩器及時(shí)序電路;這種資源為系統(tǒng)軟件的硬件開(kāi)發(fā)出示充足的I/O端口號(hào),為手機(jī)軟件繁雜作用的保持和將來(lái)程序流程的拓展,出示了充足的程序流程儲(chǔ)存空間,為凈重?cái)?shù)據(jù)信息的取樣、濾波器和秤重優(yōu)化算法的保持,出示了充足的數(shù)據(jù)信息儲(chǔ)存空間,可選用ISP作用保持商品的軟件更新。

外界存儲(chǔ)芯片選用ATMEL企業(yè)的AT24C512元器件,有著64KB存儲(chǔ)量、I2C插口的電可擦除非是易失EEPROM存儲(chǔ)芯片,為設(shè)定和校正主要參數(shù)出示儲(chǔ)存空間。3.3顯示信息和通信控制模塊

顯示驅(qū)動(dòng)選用SN74HC595,是一款串行鍵入并行處理輸出的移位寄存器,僅需3根I/O端口號(hào)線就可以操縱六個(gè)七段數(shù)碼管和八個(gè)發(fā)光二極管,巨大節(jié)約了單片機(jī)設(shè)計(jì)的資源,電源電路如圖所示3圖示。

通信控制模塊選用MAX232,并采用光防護(hù)設(shè)計(jì)方案,以提升儀表盤的抗干擾性,如圖4圖示。

3.4功能鍵和外界看門狗電路

電腦鍵盤選用典型性的4x4引流矩陣薄膜開(kāi)關(guān)電腦鍵盤,用于設(shè)定儀表盤主要參數(shù)。以便提升儀表盤的抗干擾性,提高儀表盤的可靠性,選用外界看門狗1復(fù)位電路。采用的元器件是MAX813,電源電路如圖所示5圖示。

4系統(tǒng)軟件開(kāi)發(fā)

4.1SmallRTOS51介紹

SmallRTOS5l是一個(gè)專業(yè)為5l系列產(chǎn)品單片機(jī)設(shè)計(jì)的內(nèi)嵌式即時(shí)實(shí)際操作核心,應(yīng)用Keilc語(yǔ)言編譯器能夠 立即應(yīng)用其編碼,其特性:①公布源碼。要是遵照授權(quán)文件,所有人能夠 完全免費(fèi)得到源碼,有利于客戶的二次開(kāi)發(fā)。②可擴(kuò)展性??蛻裟軌?把與CPU相關(guān)的控制代碼縮小到最少。能夠 應(yīng)用ANSIC撰寫(xiě)程序運(yùn)行,不但簡(jiǎn)單化了程序編寫(xiě)方式,并且有利于程序流程移殖。⑧可干固性。SmallRTOS51為嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案,能夠 置入到商品中,變成商品的一部分。④占先式運(yùn)作。SmallRT0S51能夠 管理方法16個(gè)客戶每日任務(wù),每一個(gè)每日任務(wù)能夠 設(shè)定不一樣的優(yōu)先。SmallRTOS5l一直運(yùn)作優(yōu)先最大的每日任務(wù)。⑤終斷管理方法。選用終斷管理方式.當(dāng)有更高級(jí)的終斷申請(qǐng)辦理時(shí),將現(xiàn)階段已經(jīng)實(shí)行的每日任務(wù)脫機(jī)。假如優(yōu)先高些的每日任務(wù)被終斷喚起,則高優(yōu)先的每日任務(wù)在終斷嵌套循環(huán)完畢后馬上實(shí)行。終斷嵌套循環(huán)疊加層數(shù)達(dá)到255層。若必須,能夠 嚴(yán)禁終斷的嵌套循環(huán)管理方法。⑥RAM要求小。SmallRTOS51為小RAM的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì),因此對(duì)RAM的要求只能好幾百字節(jié)數(shù),相對(duì)的系統(tǒng)進(jìn)程也少。

4.2系統(tǒng)手機(jī)軟件保持

依照儀表盤所要保持的作用,將全部系統(tǒng)軟件區(qū)劃為好幾個(gè)并行處理的每日任務(wù),占先式實(shí)際操作核心對(duì)每日任務(wù)的生產(chǎn)調(diào)度是依照每日任務(wù)優(yōu)先權(quán)的高矮開(kāi)展。這兒將系統(tǒng)軟件區(qū)劃為八個(gè)每日任務(wù),按其優(yōu)先從高到低的次序排列。用電腦操作系統(tǒng)出示的每日任務(wù)創(chuàng)建涵數(shù)OS一TaskCreate來(lái)保持。

(1)Task_AD承擔(dān)接受A/D變換后的數(shù)據(jù)信息,即數(shù)據(jù)信號(hào)的取樣,并分辨是不是為小車軸重?cái)?shù)據(jù)信息,倘若就儲(chǔ)存。根據(jù)終斷服務(wù)程序接受A/D變換后的數(shù)據(jù)信息,載入進(jìn)行會(huì)發(fā)一個(gè)信號(hào)量AD_Sem,Task_AD每日任務(wù)接受到AD_Sem信號(hào)量后剛開(kāi)始分辨是不是儲(chǔ)存數(shù)據(jù)信息。假如每日任務(wù)檢驗(yàn)到一個(gè)軸詳細(xì)根據(jù)稱臺(tái),就推送相對(duì)軸的信息到數(shù)據(jù)處理方法每日任務(wù)。

(2)Task_IdenTIfy承擔(dān)分辨小車的軸型和小車是不是徹底根據(jù)稱臺(tái)。依據(jù)國(guó)家規(guī)定,不一樣軸型的小車限重不一樣,因此動(dòng)態(tài)性秤重時(shí),儀表盤要自動(dòng)檢索小車軸型,隨后依據(jù)該軸型小車的限重分辨其是不是超重。該每日任務(wù)還根據(jù)掃描儀車子分離設(shè)備的數(shù)據(jù)信號(hào),分辨車子是不是徹底根據(jù)秤重櫥柜臺(tái)面。若分辨到車子徹底根據(jù)稱臺(tái),就推送End_Sem信號(hào)量。

(3)Task_Comm_Rece承擔(dān)接受來(lái)源于上位機(jī)軟件的指令和答復(fù)儀表盤的推送懇求。儀表盤根據(jù)上位機(jī)軟件發(fā)過(guò)來(lái)的不一樣指令實(shí)行相對(duì)的實(shí)際操作。

(4)Task_Key承擔(dān)功能鍵的掃描儀和分辨。

(5)Task_Data承擔(dān)秤重?cái)?shù)據(jù)信息的解決。當(dāng)該每日任務(wù)接受到來(lái)源于Task_AD每日任務(wù)推送的軸信息內(nèi)容后,剛開(kāi)始解決該軸的數(shù)據(jù)信息。根據(jù)秤重優(yōu)化算法測(cè)算出該軸的凈重。并將凈重以信息內(nèi)容的方法發(fā)給Task_Display每日任務(wù)。

(6)Task_Display承擔(dān)顯示信息凈重和主要參數(shù)。該每日任務(wù)接受到數(shù)據(jù)處理方法發(fā)過(guò)來(lái)的信息內(nèi)容,將顯示信息該軸的凈重,假如儀表盤檢驗(yàn)到小車已徹底根據(jù)稱臺(tái),顯示信息小車總重。假如Task_Key每日任務(wù)掃描儀到主要參數(shù)鍵按住時(shí),轉(zhuǎn)換到主要參數(shù)顯示信息情況。

(7)Task_End承擔(dān)小車徹底根據(jù)稱臺(tái)后的一系列解決工作中,包含總重累積,軸組凈重統(tǒng)

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