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根據(jù)SmaURTOS51的汽車動態(tài)稱重儀的設(shè)計構(gòu)思

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瀏覽:- 發(fā)布日期:2020-04-17 10:06:50【

動態(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面,由秤重櫥柜臺面測到小車每一個軸的凈重,隨后累積得到小車總重。該秤重全過程是一個強即時全過程,必須單片機設(shè)計立即收集小車每一個軸的數(shù)據(jù)信息并迅速測算其凈重。假如單片機設(shè)計速率太慢或是編程設(shè)計不科學(xué),便會給儀表盤產(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軟件選用前/后臺系統(tǒng)設(shè)計方案,全部程序運行是一個無限的循環(huán)系統(tǒng),后臺運行循環(huán)系統(tǒng)啟用相對的涵數(shù)進行相對的實際操作,終斷系統(tǒng)服務(wù)解決多線程惡性事件。這類傳統(tǒng)式的編程設(shè)計構(gòu)思擁有顯著的不夠。全部程序運行是一個有機化學(xué)的總體,促使即時程序運行的設(shè)計方案和拓展艱難,時間規(guī)定嚴苛的惡性事件難以實現(xiàn)便捷合理的解決,對惡性事件的串行解決促使資源無法得到非常好的運用。在多功能儀表中移殖嵌入式操作系統(tǒng)能不錯的處理之上難題,并使開發(fā)軟件工作中越來越標準、非常容易檢測,保持模塊化設(shè)計程序編寫和減少開發(fā)進度。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,元器件的特性持續(xù)升高、成本費持續(xù)降低,促使RTOS所耗費的成本費已不關(guān)鍵。汽車動態(tài)稱重儀便是移殖了嵌入式操作系統(tǒng),在具體運用中提高了系統(tǒng)軟件可靠性和可信性。

稱重打印機

2系統(tǒng)整體方案

汽車動態(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)將秤重傳感器檢驗到的凈重數(shù)據(jù)信號變大、濾波器,轉(zhuǎn)化成模擬信號傳輸給CPU;CPU承擔(dān)與每個外接設(shè)備的通信和凈重數(shù)據(jù)信號的剖析和解決,并將解決完的凈重數(shù)據(jù)信號發(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)凈重數(shù)據(jù)信號的顯示信息:通信控制模塊承擔(dān)將凈重數(shù)據(jù)信號發(fā)送至上位機軟件;外界存儲芯片儲放儀表盤的主要參數(shù):功能鍵用于設(shè)定和改動儀表盤主要參數(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

因為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,因為其選用電荷平衡技術(shù)性和極低噪音的程序控制器增益值斬波平穩(wěn)精確測量放大儀,內(nèi)部集成化了變大和濾波器作用,可獲得達到24位像素的輸出結(jié)果,且具備高動態(tài)范圍和靈便的開關(guān)電源配備選擇項等優(yōu)勢,促使該元器件特別適合于動態(tài)性秤重。其標準工作電壓由專業(yè)的標準工作電壓元器件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)汽車動態(tài)稱重儀對精密度和實用性的規(guī)定,采用PHILIPS企業(yè)的P89C668單片機設(shè)計。它具備下列特性:

①片內(nèi)含有8KBRAM,64KBFlash存儲芯片,該存儲芯片既可并行處理程序編寫也可串行程序編寫(ISP),在具體的成形商品中可根據(jù)ISP升級可執(zhí)行程序;②該元器件在六個時鐘周期內(nèi)實行一條命令,是傳統(tǒng)式的80C51的2倍;在每一個機器周期,六個時鐘周期下速率達到20MHz(等于40MHz特性);③該元器件有4個八位I/O端口號,三個16位計時器/惡性事件電子計數(shù)器,多終斷源,4個甄選級,可嵌套循環(huán)終斷構(gòu)造,一個加強型UART和片內(nèi)震蕩器及時序電路;這種資源為系統(tǒng)軟件的硬件開發(fā)出示充足的I/O端口號,為手機軟件繁雜作用的保持和將來程序流程的拓展,出示了充足的程序流程儲存空間,為凈重數(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)信息儲存空間,可選用ISP作用保持商品的軟件更新。

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

顯示驅(qū)動選用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端口號線就可以操縱六個七段數(shù)碼管和八個發(fā)光二極管,巨大節(jié)約了單片機設(shè)計的資源,電源電路如圖所示3圖示。

通信控制模塊選用MAX232,并采用光防護設(shè)計方案,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)軟件開發(fā)

4.1SmallRTOS51介紹

SmallRTOS5l是一個專業(yè)為5l系列產(chǎn)品單片機設(shè)計的內(nèi)嵌式即時實際操作核心,應(yīng)用Keilc語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得到源碼,有利于客戶的二次開發(fā)。②可擴展性。客戶能夠把與CPU相關(guān)的控制代碼縮小到最少。能夠應(yīng)用ANSIC撰寫程序運行,不但簡單化了程序編寫方式,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)計方案,能夠置入到商品中,變成商品的一部分。④占先式運作。SmallRT0S51能夠管理方法16個客戶每日任務(wù),每一個每日任務(wù)能夠設(shè)定不一樣的優(yōu)先。SmallRTOS5l一直運作優(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)有更高級的終斷申請辦理時,將現(xiàn)階段已經(jīng)實行的每日任務(wù)脫機。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)完畢后馬上實行。終斷嵌套循環(huán)疊加層數(shù)達到255層。若必須,能夠嚴禁終斷的嵌套循環(huán)管理方法。⑥RAM要求小。SmallRTOS51為小RAM的控制系統(tǒng)設(shè)計,因此對RAM的要求只能好幾百字節(jié)數(shù),相對的系統(tǒng)進程也少。

4.2系統(tǒng)手機軟件保持

依照儀表盤所要保持的作用,將全部系統(tǒng)軟件區(qū)劃為好幾個并行處理的每日任務(wù),占先式實際操作核心對每日任務(wù)的生產(chǎn)調(diào)度是依照每日任務(wù)優(yōu)先權(quán)的高矮開展。這兒將系統(tǒng)軟件區(qū)劃為八個每日任務(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)信號的取樣,并分辨是不是為小車軸重數(shù)據(jù)信息,倘若就儲存。根據(jù)終斷系統(tǒng)服務(wù)接受A/D變換后的數(shù)據(jù)信息,載入進行會發(fā)一個信號量AD_Sem,Task_AD每日任務(wù)接受到AD_Sem信號量后剛開始分辨是不是儲存數(shù)據(jù)信息。假如每日任務(wù)檢驗到一個軸詳細根據(jù)稱臺,就推送相對軸的信息到數(shù)據(jù)處理方法每日任務(wù)。

(2)Task_IdenTIfy承擔(dān)鑒別小車的軸型和小車是不是徹底根據(jù)稱臺。依據(jù)國家規(guī)定,不一樣軸型的小車限重不一樣,因此動態(tài)性秤重時,儀表盤要自動檢索小車軸型,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,鑒別車子是不是徹底根據(jù)秤重櫥柜臺面。若鑒別到車子徹底根據(jù)稱臺,就推送End_Sem信號量。

(3)Task_Comm_Rece承擔(dān)接受來源于上位機軟件的指令和答復(fù)儀表盤的推送懇求。儀表盤根據(jù)上位機軟件發(fā)過來的不一樣指令實行相對的實際操作。

(4)Task_Key承擔(dān)功能鍵的掃描儀和鑒別。

(5)Task_Data承擔(dān)秤重數(shù)據(jù)信息的解決。當(dāng)該每日任務(wù)接受到來源于Task_AD每日任務(wù)推送的軸信息內(nèi)容后,剛開始解決該軸的數(shù)據(jù)信息。根據(jù)秤重優(yōu)化算法測算出該軸的凈重。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)過來的信息內(nèi)容,將顯示信息該軸的凈重,假如儀表盤檢驗到小車已徹底根據(jù)稱臺,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,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)稱臺后的一系列解決工作中,包含總重累積,軸組凈重統(tǒng)計分析

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