【正文】 0 的超載量32H 通道 1 的超載量 33H 通道 2 的超載量34H 通道 3 的超載量 35H 通道 4 的超載量36H 通道 5 的超載量 37H 通道 6 的超載量38H 通道 7 的超載量 39H 通道 0 所測(cè)的重量40H 通道 1 所測(cè)的重量 41H 通道 2 所測(cè)的重量42H 通道 3 所測(cè)的重量 43H 通道 4 所測(cè)的重量44H 通道 5 所測(cè)的重量 45H 通道 6 所測(cè)的重量46H 通道 7 所測(cè)的重量 采集子程序流程圖蘭州理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)35圖 鍵盤(pán)子程序流程圖 開(kāi)始時(shí)，先將/CS 置為低電平，將要進(jìn)行轉(zhuǎn)換的通道數(shù)存入 A 中，在/CS 為低電平期間，在同步時(shí)鐘的每個(gè)上升沿處，同步數(shù)據(jù)輸入端 DI 的數(shù)據(jù)被移入 TLC0838，DI 發(fā)送的第一個(gè)位是邏輯“1” ，是一個(gè)起始位，之后是 4 個(gè)配置信息位，當(dāng)這 4 個(gè)配置位移入 TLC0838 內(nèi)部控制邏輯單元后，立即啟動(dòng)逐次逼近轉(zhuǎn)換單元開(kāi)始對(duì)配置信息中的指定的模擬通道進(jìn)行轉(zhuǎn)換。 資源分配表 15 鍵盤(pán)子程序寄存器說(shuō)明寄存器名 說(shuō)明 寄存器名 說(shuō)明R0 行掃描號(hào) R1 列掃描號(hào)R2 延時(shí)程序首次循環(huán)值 R3 延時(shí)程序二次循環(huán)值 鍵盤(pán)子程序流程圖圖 鍵盤(pán)子程序流程圖 開(kāi)始時(shí)，先掃描第 0 行，行輸出值為 1110B，第 0 行為“0” ，其余 3 行為“1” （通常，把行輸出值為 0 的行稱為當(dāng)前行） ，然后讀入列信號(hào)，判斷是否為全“1” 。列線通過(guò)上拉電阻接到+5V 上。AT89C51 單片機(jī)的奇偶校驗(yàn)位 P 是當(dāng)累加器 A 中“1”的個(gè)數(shù)為奇數(shù)時(shí) P=1，為偶數(shù)時(shí) P= P 的值放入 ASCII 碼的最高位。往 24C02 中保存數(shù)據(jù)時(shí)，采用頁(yè)寫(xiě)入方式，單片機(jī)先發(fā)送啟動(dòng)信號(hào)，接著發(fā)送 1個(gè)字節(jié)的控制字 ，再發(fā)送 1 個(gè)字節(jié)的起始地址，上述各字節(jié)均得到應(yīng)答后就可以發(fā)送數(shù)據(jù)，并順序放在以指定起始地址開(kāi)始的相繼單元中。為了做到這一點(diǎn)，必須把中斷優(yōu)先級(jí)（PX0）設(shè)為最高，特別是系統(tǒng)中還有其它中斷時(shí)，更應(yīng)如此。當(dāng)需要結(jié)束讀操作時(shí)，單片機(jī)接收到數(shù)據(jù)后在需要應(yīng)答的時(shí)刻發(fā)送一個(gè)非應(yīng)答信號(hào)，接著再發(fā)送一個(gè)停止信號(hào)即可。當(dāng)檢測(cè)到超載時(shí)，報(bào)警并顯示超載量。電源濾波的主要目的是抑制在電源線上的傳導(dǎo)高頻干擾。蜂鳴器用三極管放大驅(qū)動(dòng)。圖 中 R1 的一端接未經(jīng)穩(wěn)壓的直流電源。在單片機(jī)系統(tǒng)中可借助于一定的外部附加電路監(jiān)測(cè)電源電壓，并在電源發(fā)生故障時(shí)及時(shí)通知單片機(jī)（如通過(guò)引發(fā)中斷來(lái)實(shí)現(xiàn)）快速保存重要數(shù)據(jù)，且斷開(kāi)外圍設(shè)備用電電源，使整個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)的功耗降到最少。究其原因是 CPU 在執(zhí)行某條指令時(shí)，受干擾的沖擊，使它的操作碼或地址碼發(fā)生改變，致使該條指令出錯(cuò)。當(dāng) 為低時(shí) RO 有效，為高時(shí) RO 為高阻狀態(tài) 3 DE 驅(qū)動(dòng)器輸出使能端。收發(fā)器的工作電流在120—500uA 之間，只需一個(gè)+5V 的電源。2)網(wǎng)絡(luò)能力:RS485 是一個(gè)多引出線接口，這個(gè)接口可以有多個(gè)驅(qū)動(dòng)器和接受器，而不是限制為兩臺(tái)設(shè)備。依次循環(huán)點(diǎn)亮 4 個(gè)數(shù)碼管。若某列為低，則該列線與置為低電平的行線交叉處的按鍵就是閉合的按鍵。行線輸出是低電平，一旦有鍵按下，則輸入線就會(huì)被拉低，這樣，通過(guò)讀入輸入線的狀態(tài)就可得知是否有鍵按下了。 小結(jié) 將惠斯登電橋、放大器、TLC0838 與單片機(jī)連接起來(lái)，就組成了本系統(tǒng)的采集模塊。TLc0838 具有 8 位分辨率；易于和微處理器接口或獨(dú)立使用；可滿量程工作；可用地址邏輯多路器選通 8 輸進(jìn)通道；單 5V 供電，范圍為 0～5V：輸進(jìn)和輸出與TTL、 CMOS 電平兼容；時(shí)鐘頻率為 250kHz 時(shí)，其轉(zhuǎn)換時(shí)間為 32μs ；總調(diào)整誤差為177。具有輸進(jìn)可配置的多通道多路器和串形輸進(jìn)輸出方式。OP07 同時(shí)具有輸入偏置電流低（OP07A 為177。綜合考慮以上因素，本設(shè)計(jì)采用橋式稱重傳感器 WPL110。但在實(shí)際使用時(shí)，由于加在傳感器上的載荷除被稱物體外，還存在秤體自重、皮重、偏載及振動(dòng)沖擊等載荷，因此選用傳感器量程時(shí)，要考慮諸多方面的因素，保證傳感器的安全和壽命。它的功能有兩個(gè)，首先是它承受稱重傳感器所受的外力，對(duì)外力產(chǎn)生反作用力，達(dá)到相對(duì)靜平衡；其次，它要產(chǎn)生一個(gè)高品質(zhì)的應(yīng)變場(chǎng)（區(qū)） ，使粘貼在此區(qū)的電阻應(yīng)變片比較理想的完成應(yīng)變棗電信號(hào)的轉(zhuǎn)換任務(wù)。電橋的輸出方式有電流型和電壓型兩種，主要根據(jù)負(fù)載情況而定。測(cè)量電橋由于具有靈敏度高、測(cè)量范圍寬、電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、精度高、容易實(shí)現(xiàn)溫度補(bǔ)償?shù)葍?yōu)點(diǎn)，因此能很好地滿足應(yīng)變測(cè)量的要求。綜上所述，我們本次設(shè)計(jì)采用 51 系列的 AT89C51 單片機(jī)作為系統(tǒng)處理的核心，利用橋式稱重傳感器 WPL110 將機(jī)動(dòng)車(chē)載重量轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)；然后通過(guò)放大電路將電壓信號(hào)放大后送到 A/D 轉(zhuǎn)換芯片 TLC0838 轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)并計(jì)算出載重量； 所得的載重量將通過(guò) RS485 接口電路送到上位機(jī)，上位機(jī)與設(shè)定的載重量作比較并判斷是否超載，若超載顯示超載的重量并報(bào)警；參數(shù)可通過(guò)鍵盤(pán)設(shè)定，鍵盤(pán)還可解除聲光報(bào)警。d) 顯示器的選擇：本設(shè)計(jì)采用 LED（ Light Emitting Diode） ， 發(fā) 光 二 極 管 ，它 是 一 種 固 態(tài) 的 半 導(dǎo) 體 器 件 ， 它 可 以 直 接 把 電 轉(zhuǎn) 化 為 光 。量程是 10～50t ，綜合精度達(dá)到 0．02（線性+ 滯后+重復(fù)性），靈 敏 度是 　mV/V ，工作溫度在20℃ ～+65℃ ，輸入阻抗是 700Ω ，輸出阻抗是 750　Ω ，安全過(guò)載：150％ F?S ，供橋電壓為 12VDC 。 方案的確定本次設(shè)計(jì)采用 51 系列 AT89C51 單片機(jī)，選用它作為核心控制芯片，可使電路極大地簡(jiǎn)化，而且程序的編寫(xiě)及固化也相當(dāng)方便、靈活。雖然其他種類的單片機(jī)也具有位處理功能，但能進(jìn)行位邏輯運(yùn)算的實(shí)屬少見(jiàn)。系統(tǒng)硬件框圖如下所示:蘭州理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)3圖 基于 51 系列單片機(jī)的系統(tǒng)硬件框圖本次設(shè)計(jì)采用 51 系列的 AT89C51 單片機(jī)作為系統(tǒng)處理的核心，利用橋式稱重傳感器 WPL110 將機(jī)動(dòng)車(chē)載重量轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)；然后通過(guò)放大電路將電壓調(diào)理后送到A/D 轉(zhuǎn)換芯片 TLC0838 轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)并計(jì)算出載重量； 所得的載重量將通過(guò) RS485接口電路送到上位機(jī)，上位機(jī)與設(shè)定的載重量作比較并判斷是否超載，若超載顯示超載的重量并報(bào)警；參數(shù)可通過(guò)鍵盤(pán)設(shè)定，鍵盤(pán)還可解除報(bào)警。本設(shè)計(jì)采用 AT89C51 單片機(jī)作為系統(tǒng)處理的核心，利用橋式稱重傳感器 WPL110 將機(jī)動(dòng)車(chē)載重量轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)；然后通過(guò)放大電路將電壓信號(hào)調(diào)理后送到 A/D 轉(zhuǎn)換芯片 TLC0838 轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)并計(jì)算出載重量；所得的載重量與鍵盤(pán)設(shè)定值作比較，判斷是否超載，若超載顯示超載的重量并報(bào)警。鍵盤(pán)用來(lái)設(shè)定上限值和解除報(bào)警。 主要設(shè)計(jì)（研究）內(nèi) 容本設(shè)計(jì)涉及一基于單片機(jī)設(shè)計(jì)的機(jī)車(chē)超載檢測(cè)系統(tǒng)，在高速公路收費(fèi)口的路面上裝有固定連著傳感器的鋼板，當(dāng)汽車(chē)經(jīng)過(guò)時(shí)，車(chē)輛的重量就會(huì)被稱重傳感器測(cè)量出來(lái)，蘭州理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)1送到變送器處理后，再傳送到計(jì)算機(jī)，經(jīng)過(guò)分析判斷，就會(huì)對(duì)超載車(chē)輛發(fā)出警報(bào)。2. 容易引發(fā)道路交通事故，汽車(chē)超載之后，車(chē)輛處于超負(fù)荷狀態(tài)行駛，會(huì)導(dǎo)致車(chē)輛的制動(dòng)和操作性等安全性能迅速下降，表現(xiàn)為輪胎變形爆胎、剎車(chē)失靈、轉(zhuǎn)向器輕飄抖動(dòng)、鋼板彈簧折斷、半軸斷裂等等。本設(shè)計(jì)采用 AT89C51 單片機(jī)作為系統(tǒng)處理的核心，利用橋式稱重傳感器 WPL110 將機(jī)動(dòng)車(chē)載重量轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)；然后通過(guò)放大電路將電壓信號(hào)調(diào)理后送到 A/D 轉(zhuǎn)換芯片 TLC0838 轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)并計(jì)算出載重量；所得的載重量與鍵盤(pán)設(shè)定值作比較，判斷是否超載，若超載顯示超載的重量并報(bào)警。目前，為有效治理機(jī)動(dòng)車(chē)嚴(yán)重違章超載、超限運(yùn)輸現(xiàn)象，預(yù)防道路交通事故，維護(hù)良好的道路交通秩序，許多交通管理部門(mén)專門(mén)成立了“治超”機(jī)構(gòu)，“治超”人員日夜上路查堵，往往造成交通堵塞，查一漏百，而人工判斷又缺乏準(zhǔn)確性，查堵中的不正之風(fēng)時(shí)有發(fā)生。1%；（2）監(jiān)控?cái)?shù)量：32 臺(tái)； 解決的關(guān)鍵問(wèn)題本系統(tǒng)需要解決的關(guān)鍵問(wèn)題如下：（1）尋找適合現(xiàn)場(chǎng)條件的稱重傳感器。（5）掉電保護(hù)。本檢測(cè)系統(tǒng)主要由主控制板、顯示部分、鍵盤(pán)部分、采集部分、串行通信部分和報(bào)警部分構(gòu)成?！? 通用寄存器一共 32 個(gè)（R0～R31） ，前 16 個(gè)寄存器（R0～R15）都不能直接與立即數(shù)打交道，因而通用性有所下降。51 系列的 I/O 腳的設(shè)置和使用非常簡(jiǎn)單，當(dāng)該腳作輸入腳使用時(shí)，只須將該腳設(shè)蘭州理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)4置為高電平（復(fù)位時(shí)，各 I/O 口均置高電平） 。X25045 內(nèi)部沒(méi)有故障檢測(cè)，而 MAX813L 內(nèi)部自帶了看門(mén)狗躍遷檢測(cè)器，故選用 MAX813L。故本設(shè)計(jì)采用串行A／DTLC0838。一般來(lái)說(shuō) LED 的工作電壓是 2，工作電流是 ；e) 通訊模塊的選擇：本設(shè)計(jì)采用 RS485 通訊網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，R S485 驅(qū)動(dòng)器和接收器價(jià)格便宜，并且只需要單一的一個(gè)+5V（或者更低）的電源來(lái)產(chǎn)生差動(dòng)輸出需要的最小 的壓差。蘭州理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)6 單片機(jī)AT89C51 是一種低功耗、高性能 CMOS8 位微控制器，具有 8K 在系統(tǒng)可編程 Flash 存儲(chǔ)器。當(dāng)四臂電阻R1=R2=R3=R4=R 時(shí)，稱為等臂電橋；當(dāng) R1=R2=R,R3=R4=R39。輸出電壓即為電橋輸出端的開(kāi)路電壓，其表達(dá)式為： (131)對(duì)于等臂電橋 R1=R2=R3=R4=R ，當(dāng) R1 的電阻增量 ΔR1=ΔR 時(shí)，可得輸出電壓為： (132) 在實(shí)際使用中為了進(jìn)一步提高靈敏度，常采用等臂電橋，四個(gè)被測(cè)信號(hào)接成兩個(gè)差動(dòng)對(duì)稱的全橋工作形式，R1=R+ΔR,R2=RΔR,R3=R+ΔR,R4=RΔR，將上述條件代入式(131)得 (133) 由式(133)看出，由于充分利用了雙差動(dòng)作用，它的輸出電壓為單臂工作時(shí)的 4倍，所以大大提高了測(cè)量的靈敏度。因?yàn)槿珮蚴降缺垭姌虻撵`敏度最高，各臂參數(shù)一致，各種干擾的影響容易相互抵銷(xiāo)，所以稱重傳感器均采用全橋式等臂電橋。廠家一般會(huì)根據(jù)傳感器的受力情況、性能指標(biāo)、安裝形式、結(jié)構(gòu)型式、彈性體的材質(zhì)等特點(diǎn)規(guī)定傳感器的適用范圍，譬如鋁式懸臂梁傳感器適用于計(jì)價(jià)秤、平臺(tái)秤、案秤等；鋼式懸臂梁傳感器適用于料斗秤、電子皮帶秤、分選秤等；鋼質(zhì)橋式傳感器適用于軌道衡、汽車(chē)衡、天車(chē)秤等；柱式傳感器適用于汽車(chē)衡、動(dòng)態(tài)軌道衡、大噸位料斗秤等。適用于汽車(chē)衡、軌道衡以及各類電子衡器等。3V 至177。存全 8 位分辨率下，它答應(yīng)任意小的模擬電壓編碼間隔。蘭州理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)12表 3 TLC0838 配置信息位的功能控制位 選擇的模擬通道（CH0CH7） ComDif/Sgl Odd/Even Sel1 Sel0 0 1 2 3 4 5 6 70 0 0 0 V+ V0 0 0 1 V+ V0 0 1 0 V+ V0 0 1 1 V+ V0 1 0 0 V+ V0 1 0 1 V+ V0 1 1 0 V+ V0 1 1 1 V+ V1 0 0 0 V+ V1 0 0 1 V+ V1 0 1 0 V+ V1 0 1 1 V+ V1 1 0 0 V+ V1 1 0 1 V+ V1 1 1 0 V+ V1 1 1 1 V+ V注：V+ ——輸入電壓的正端，V——輸入電壓的負(fù)端。在矩陣式鍵盤(pán)中，每條水平線和垂直線在交叉處不直接連通，而是通過(guò)一個(gè)按鍵加以連接。行掃描法行掃描法又稱為逐行(或列)掃描查詢法，是一種最常用的按鍵識(shí)別方法，如上圖所示鍵盤(pán)：判斷鍵盤(pán)中有無(wú)鍵按下：將全部行線 PC7—PC4 置低電平，然后檢測(cè)列線的狀態(tài)。若要顯示數(shù)字 0，應(yīng)使 g 段熄滅，其余段均點(diǎn)亮。通常，主控 PC 機(jī)和由單片機(jī)構(gòu)成的現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)相距較遠(yuǎn)，近則幾十米，遠(yuǎn)則上百米，并且數(shù)據(jù)傳輸通道環(huán)境比較惡劣，經(jīng)常有大容量的電器（如電動(dòng)機(jī)，電焊機(jī)等）啟動(dòng)或切斷。4）快速:比特率可以高達(dá) 10Mbps。接收器輸入端具有自動(dòng)防止故障的特性，當(dāng)輸入端開(kāi)路時(shí)，確保輸出為高電平。目前，在一些測(cè)控系統(tǒng)中，存在電源開(kāi)斷、瞬時(shí)電壓不穩(wěn)等不安全因素，將會(huì)造成系統(tǒng)死機(jī)、信息丟失、運(yùn)行不穩(wěn)定等故障。用看門(mén)狗監(jiān)視程序的運(yùn)行。此電路可以實(shí)現(xiàn)上電、蘭州理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)20瞬時(shí)掉電以及程序運(yùn)行出現(xiàn)“死機(jī)”時(shí)的自動(dòng)復(fù)位和隨時(shí)的手動(dòng)復(fù)位；并且可以實(shí)時(shí)地監(jiān)視電源故障，以便及時(shí)地保存數(shù)據(jù)。 24C02 芯片1 芯片特點(diǎn)串行 E2PROM 是基于 CBUS 的存儲(chǔ)器件，遵循二線制協(xié)議，由于其具有接口2I方便，體積小，數(shù)據(jù)掉電不丟失等特點(diǎn)，在儀器儀表及工業(yè)自動(dòng)化控制中得到大量的應(yīng)用。由于電源通常是由市電電網(wǎng)經(jīng)變換后得到的，隨著工業(yè)的迅速發(fā)展，市電電網(wǎng)電源污染問(wèn)題越來(lái)越嚴(yán)重，各種干擾極易耦合到供電線路中。本次設(shè)計(jì)不只做了直流端濾波，還有交流端濾波。圖 主程序流程圖蘭州理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)25 參數(shù)恢復(fù)子程序的設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)思想24C02是基于 CBUS 的存儲(chǔ)器件，A0，A1，A2為器件地址線，WP 為寫(xiě)保護(hù)引腳，2ISCL，SDA 為二線串行接口。蘭州理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)27圖 參數(shù)恢復(fù)子程序流程圖蘭州理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)28 看門(mén)狗中斷子程序的設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)思想程序正常運(yùn)行時(shí)，由主程序在小于 1．6 s 的時(shí)間間隔內(nèi)周期性地從 P1．7 端向MAX813L 的 WDI 輸入端發(fā)送