【正文】 MAX813L 當(dāng)供電電壓降至 以下將會 產(chǎn)生一個復(fù)位脈沖，它 有 DIP、 SO 封裝。目前，在一些測控 系統(tǒng)中，存在電源 開斷 、瞬時(shí)電壓不穩(wěn)等不安全因素，將會造成系統(tǒng)死機(jī)、信息丟失、運(yùn)行不穩(wěn)定等故障。若 A 大于 B200mVRO 為高，若相反 RO 為低 2 /RE 接收器輸出使能端。 接收器 輸入端 具有 自動 防止故 障的 特性， 當(dāng)輸 入端開 路時(shí) ，確保 輸出 為高電 平。驅(qū)動器不是限斜率的，允許它們以每秒 的速度發(fā) 送數(shù)據(jù)。 4）快速 :比特率可以高達(dá) 10Mbps。與之相 對應(yīng)，RS232 的最小 +5V 與 5V 輸出需要雙電 源或者一個價(jià)格昂貴的接口 芯片，這個接口芯片可以生成這些電源。 由于 PC 機(jī)默認(rèn)的只帶有 RS232 接口，有兩種方法可以得到 PC 上位機(jī) 的 RS485 電路：（ 1）通過 RS232/RS485 轉(zhuǎn)換電路 將 PC 機(jī)串口 RS232信號轉(zhuǎn)換成 RS485 信號，對于情況比較復(fù)雜的工業(yè)環(huán)境最好是選用防浪涌帶隔離柵的產(chǎn)品。而 忽略 了信號 地的 連接 ，這種 連接 方法在 許多場合是能正常工作的，但卻埋下了很大的隱患，這有二個原因： (1)共模 干擾問題： RS485 接口 采用差分方式傳輸信號方式 ，并不需要相對 于某個參 照點(diǎn)來 檢測信 號， 系統(tǒng)只 需檢測 兩線 之間的 電位 差就可 以了。 37 RS485 的簡介 RS485 采 用差 分 信號 負(fù)邏 輯， 2V～ 6V 表示 “0” ， +2V～ +6V表示 “1” 。 通 訊模 塊 在電參數(shù)儀的設(shè)計(jì)中，數(shù)據(jù)采集由單片機(jī) AT89C51 負(fù)責(zé) ，上位 PC 機(jī)主要負(fù) 責(zé)通信 （包括 與單 片機(jī)之 間的串 行通 信和數(shù) 據(jù)的 遠(yuǎn)程通 信）， 以及數(shù)據(jù)處理等工作。同樣，可求 出 l 的編碼為 79H， 2 的編碼為 24H 等等。 顯 示模 塊 如圖 是一種由 8255A 接口芯 片、驅(qū)動器和共 陰 極 LED 顯示器 構(gòu)成的數(shù)字顯示電路。若所有列線均為高電平，則鍵盤中無鍵按下。具體的識別如下所述。 35 圖 矩陣式鍵盤電路圖 由此可見，在需要的鍵數(shù)比 較多時(shí)，采用矩 陣法來做鍵盤是合理的。四個 被測 信號接 成兩個 差動 對稱的 全橋 工作形 式，測 得的信號經(jīng)計(jì)算輸出范圍是 01V,而 TLC0838 的輸 入電壓范圍是 05V，故信號需放大 5 倍。 單 片機(jī)的接口電 路設(shè)計(jì) 圖 TLC0838 與 AT89C51 單片機(jī)的硬件接口電路 TLC0838 與 AT89C51 單片機(jī)的硬件接口電路的電路原理如圖 所示。 1LSB。其種類有貿(mào)易級別，工作環(huán)境為 0℃～ +70℃， _T業(yè)級別，工作環(huán)境為－ 40℃～ +85℃。 這些 接口在 與微控 制器連接 時(shí)可以 配置成 移位 寄存器 ，其多 路器 可由軟 件配 置為單 端或差 分輸進(jìn)，也可以配置為 偽差分輸進(jìn)。 圖 OP07 的差分減法電路 TLC0838 芯片 A／ D 轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換器，根據(jù)輸出 的信號格式，可分為并行 A／ D 和串行 A／ D。 特點(diǎn) OP07 有許多特點(diǎn)，如不超 過 150μ V 的超低偏移 ； 的低輸入偏置電流； V/℃的低失 調(diào)電壓漂移；177。 ％ F?S/10℃ 工作溫度 20℃ ～ +65℃ 輸入阻抗 770 Ω 輸出阻抗 700 Ω 安全過載 150％ F?S 供橋電壓建議 12VDC 材 質(zhì) 合金鋼 接線方式 電源 (+)紅線 ； 電源 ()綠線； 輸出 (+)黃線；輸出 ()白線 WPL110 圖片 展示 29 Op07 芯片 簡介 Op07 芯片是一種低噪聲，非斬波穩(wěn)零的雙極性（雙電源供電）運(yùn)算放大器集成電路。高精度 、低功 效、全 密封 適用于 各類惡 劣環(huán) 境。 WPL111 橋式稱重傳感器結(jié)構(gòu)合理、使用簡單、方便安裝。稱 重模塊 是一 種用于 傳感器 的實(shí)用性 結(jié)構(gòu)部 件。 滿足整 臺電子 秤準(zhǔn) 確度的 要求。 根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，一般應(yīng)使傳感器工作在其 30%～ 70%量程內(nèi)，但對于一些在使用 過程中 存在較 大沖 擊力的 衡器， 如動 態(tài)軌道 衡、 動態(tài)汽 車衡、 鋼材秤等 ，在選 用傳感 器時(shí) ，一般 要擴(kuò)大 其量 程，使 傳感 器工作 在其量 程的 20%～ 30%之內(nèi)，使傳感器的稱量儲備量增大，以保證傳感器的使用安全和壽 命。 用傳感 器首先 要考 慮傳感 器所處 的實(shí) 際工作 環(huán) 境 ，這點(diǎn) 對正確 選用傳感 器至關(guān) 重要， 它關(guān) 系到傳 感器能 否正 常工作 以及 它的安 全和使 用壽命，乃至整個衡器的可靠性和安全性。 2 檢測電路 檢測電 路的功 能是 把電阻 應(yīng)變 片的電 阻變 化轉(zhuǎn)變 為電 壓輸出 。 稱重傳感器 WPL110 1 電 阻 應(yīng) 變式稱重傳感 器原理 電阻應(yīng) 變式稱 重傳 感器是 基于 這樣一 個原 理：彈 性體 （彈性 元件，敏感梁）在外力作用下產(chǎn)生彈性變形，使粘 貼在他表面的電阻應(yīng)變片（ 轉(zhuǎn)換元件）也隨同產(chǎn)生變形，電阻應(yīng)變片變形后，它 的阻值將發(fā)生變化（ 增大或減 ?。?再經(jīng)相 應(yīng)的 測量電 路把這 一電 阻變化 轉(zhuǎn)換 為電信 號（電 壓或電流），從而完成了將外力變換為電信號的過程。本設(shè)計(jì)采用的是電壓輸出型，故只介紹電壓輸出型。≠ R 時(shí)，稱為電源對稱電橋，本設(shè)計(jì)采用等臂電橋。 電橋根據(jù)電源的性質(zhì)分直流電橋和交流電橋兩種，當(dāng) Ui 為直流時(shí)該電橋?yàn)橹绷麟姌颉５綦姺绞奖４?RAM 中的內(nèi)容，但振蕩器停止工作并禁止其它所有部件工作直到下一個硬件復(fù)位。 圖 系統(tǒng)硬件框圖 下面將具體介紹各個主要組成部分的功能、選型以及具體連接方式。 6）電源方案：本設(shè)計(jì)中的電源主要有兩種：、 +5V 和 +12V。 LED 體積小，耗電相當(dāng)?shù)?，直流?qū)動，超低功耗（單管 瓦），電光 功率轉(zhuǎn)換接近 100%。它有 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 32μ s；總調(diào)整誤差為177。并行方 式一般在轉(zhuǎn)換后可直接讀取 數(shù)據(jù)，但芯片的引腳比較多；串行方式所用芯片引腳少、封裝小，在 PCB 板上 20 占用的空間也 小。它抗偏載，組合 壓頭具有自動 復(fù)位與調(diào)心功能。 1）看門狗的選擇：看門狗芯片可以選擇 X25045 和 MAX813L 等。 其原因 是高電平 時(shí)該腳 也同時(shí) 作輸 入腳使 用，而 輸入 腳必須 具有 高的輸 入阻抗 ，因而上 拉的電 流必須 很小 才行。 51 系列在片內(nèi) RAM 區(qū)間 還特別開辟了一個雙重功 能的地址區(qū)間，十六個字節(jié) ，單元地址 20H～ 2FH，它既可作字節(jié)處理，也可作位處理，使用極為靈活 。在 AVR 中，沒有像 51 系 列的數(shù)據(jù)指針 DPTR，而是由 X（由 R2 R27 組成）、 Y（由 R2 R29 組成）、 Z（由 R R31 組成）三個 16 位的寄存器來完成數(shù)據(jù)指針的功能 (相當(dāng)于有三組 DPTR)，而且 還能作后增量或 先減量等的運(yùn)行。 方 案的 論證 AVR 系列 AVR 單片機(jī)是 Atmel 公司推出的較為新穎的單片機(jī)，其顯著 的特點(diǎn)為高性能 、高速 度、低 功耗 。 AVR 單片機(jī)主要實(shí)現(xiàn)控制功能， CPLD 主要實(shí)現(xiàn) I/O 口擴(kuò)展 、邏輯判斷等功能。本設(shè)計(jì)采用 AT89C51 單片機(jī)作為核心處理器，利用橋式稱重傳感器 WPL110 將機(jī)動車載重量轉(zhuǎn)換成電 壓 信 號 ； 然 后 通 過 放 大 電 路 將 電 壓 信 號 放 大 后 送 到 A/D 轉(zhuǎn) 換 芯 片TLC0838 轉(zhuǎn) 換成數(shù) 字信 號并 計(jì)算 出載重 量； 所得 的載 重量將 通過 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 鍵盤設(shè) 定， 鍵盤還 可解除 報(bào)警。在一些測 控系統(tǒng)中，存在電源開 斷、瞬時(shí)電壓不穩(wěn)等不安 全因素 ，將會 造成 系統(tǒng)死 機(jī)、信 息丟 失、運(yùn) 行不 穩(wěn)定等 故障， 這就需要掉電保護(hù)。若測量數(shù)據(jù)處理不 當(dāng)，系統(tǒng)就會做出錯誤的判斷，在數(shù)據(jù)處理不當(dāng)?shù)臅r(shí)候，進(jìn)行合理的判斷處理。 1%； （ 2）監(jiān)控?cái)?shù)量： 32 臺； （ 3）實(shí)時(shí)采集周期＜＝ 1 次 /1 分鐘，發(fā)送周期＝ 1 次 /1 小時(shí)； （ 4）數(shù)據(jù)輸出：所有表格數(shù)據(jù)，查詢結(jié)果均可輸出為 Excel 文件。用于執(zhí)法臨檢的場合， 便攜式 WIM 系統(tǒng)一般安裝于輔道或路側(cè)，車速一般不會高于 5km/h。 挑戰(zhàn)在 于如何 在國內(nèi)深入研究和應(yīng)用車輛動態(tài)稱重技術(shù)，至少先要建立相應(yīng)的國家標(biāo)準(zhǔn)，并付諸實(shí)施。 國內(nèi)較 為普 遍地運(yùn) 用壓 電陶瓷 式、電 阻應(yīng)變片 式等形 式稱重 傳感 器，國 外則較 多地 運(yùn)用了 壓電 薄膜、 液壓管 、共聚物 壓電軸 等形式 的稱 重傳感 器，大 大提 高了使 用壽 命，對 于便攜 式WIM 系統(tǒng)還能方便現(xiàn)場使用。電子衡器儀表 與微控制器的結(jié)合，是衡器發(fā)展 的歷史 飛躍。車輛 是稱重本體，是稱重系 統(tǒng)的對象，車輛在秤臺上 運(yùn)動時(shí) ，秤臺 的受 力情況 的與車 輛的 運(yùn)動情 況有 著密切 的聯(lián)系 ，對它們 的研究 分析和 對其 之間的 關(guān)系進(jìn) 行深 入的研 究有 利于幫 助提高 系統(tǒng)的測量精度。2% ~ 177。本 文將從 技術(shù)層面 出發(fā)， 從“源 頭” 對車輛 超載的 行為 進(jìn)行限 制， 最大限 度扼制 超載違法 行為， 凈化公 路通 行 環(huán)境 ，提升 公路 安全通 行效 率和運(yùn) 輸車輛 合法轉(zhuǎn)載率，減少道路交通事故。 1990 年在美國舉行的 “ 國際交通數(shù)據(jù)采集技術(shù)會議 ” 上西德 PAT 的平板 式傳感 器性能 較理 想同時(shí) 展示數(shù) 種低 成本的 動態(tài) 稱重系 統(tǒng)它們 主要基于 壓電纜 壓電膜 和電 容傳感 技術(shù)在 安裝 理想的 情況 下能使 統(tǒng)計(jì)平 均誤差控制在 15%左右 1994 年在中國舉行的 “ 國 際 交 通 自動 化 技 術(shù) 會 議 ” 上 德 國展 示 了采用平 板式傳 感器 的 SAW100 動態(tài) 稱重系 統(tǒng)及 其在 自動收 費(fèi)站 的應(yīng)用 在90 年代 中期以 后安 放在橋 板上 面的 WIM 系統(tǒng) 在美 國聯(lián)邦 高速 公路協(xié) 會的同意 下成為 可能 在美國 在公 路長期 管理 計(jì)劃 LTPP 下已 經(jīng)搜 集了大 量的數(shù)據(jù) . 1997 年美國聯(lián)邦公路管理局出版 “WIM 實(shí)踐手冊 ” 用于愛荷華州州立大學(xué)運(yùn)輸研究和教學(xué)使用 2020 年 ASTM1318 高速公路 WIM 系統(tǒng)標(biāo) 準(zhǔn)說明書第 2 版發(fā)行 .國內(nèi)對超載 車輛動 態(tài)監(jiān)測 系統(tǒng) 的研究 正方興 未艾 現(xiàn)有的 動態(tài) 車輛系 統(tǒng)主要 是 12 在靜態(tài) 稱重基 礎(chǔ)上改 進(jìn)形 成的動 態(tài)汽車 衡要 求汽車 通過 速度低 且需要 開挖道路安裝不方便目前的產(chǎn)品包 括青島 公平衡器總公司的 ZCS 型公路 車輛超限檢測系統(tǒng)和 SCS 系列 便攜式軸重秤北京高登衡器 的 ZCS 固定式 公路運(yùn)輸 車輛超 限檢 測系 統(tǒng)廣東 天日 科技有 限公 司的 TCD104 車 輛超限 檢測儀等 其缺點(diǎn) 主要是 要求 通過的 速度低 從而 導(dǎo)致交 通的 不暢通 高速系 統(tǒng)仍處于 實(shí)驗(yàn)研 究階段 因此 ，有必 要運(yùn)用 法律 、行政 、經(jīng) 濟(jì)等手 段對車 輛超載的違法進(jìn)行治理。按照歐盟運(yùn)輸委員 會(ECTD)的程序框架制定了 COST323 計(jì)劃． 該計(jì)劃主要內(nèi)容就是研究對 公路行駛車輛進(jìn)行動態(tài)載 荷監(jiān)控的相關(guān)問題，其中最重要的一項(xiàng)測試是在瑞士進(jìn)行為期 30 個月的 WIM 系統(tǒng)實(shí)際應(yīng)用測試。 國外許 多國家 的道路運(yùn) 輸也普 遍存在 超限 超載現(xiàn) 象。但是 在汽車 運(yùn)輸 中，由 于受經(jīng) 濟(jì)利 益的驅(qū) 動。 本設(shè)計(jì)就是基于這種需求，設(shè)計(jì)一基于單片機(jī)的機(jī)車超載檢測系統(tǒng)，對過往 機(jī)動車 輛進(jìn)行 稱重 ，判斷 是否超 載， 若超載 顯示 超載重 量并進(jìn) 行報(bào)警。動態(tài) 稱重是 測量 行駛中 汽車重 量的 一種技 術(shù)， 利用動 態(tài)稱重 技術(shù)，增 加對超 載汽車 的監(jiān) 控，配 合處罰 可以 迫使車 輛不 敢超載 ，保護(hù) 道 10 路的同 時(shí)還降 低了交 通事 故的發(fā) 生。其缺點(diǎn)是： 1)依靠目測和經(jīng)驗(yàn)來判斷，誤差很大，極易造成對超載車的漏檢； 2)若對過往每輛車都檢查，則很容易引起交通阻塞； 3)停車稱重，檢測效率非常低，需要時(shí)間長。 超重對 路面的 破壞 非常嚴(yán) 重， 給路上 行人及 車輛帶來 非常大 的安全 隱患 。隨著社 會的發(fā)展和市場經(jīng)濟(jì)的成熟 發(fā)展，人 民對物 質(zhì)的需 求日 益增多 和提高 ，同 時(shí)也加 大了 運(yùn)輸市 場運(yùn)力 的需求， 所以， 運(yùn)輸公 司或 承運(yùn)者 為節(jié)省 成本 和提高 效益 ，于是 采用超 載運(yùn)輸來 獲取高 額的利 潤和 行業(yè)的 競爭優(yōu) 勢， 同時(shí)， 看到 利益的 同行也 都相繼模 仿，竟 相超載 運(yùn)輸 ，嚴(yán)重 擾亂了 運(yùn)輸 市場的 秩序 ，加劇 超載運(yùn) 輸現(xiàn)象。 目前， 我國 公路的 養(yǎng)護(hù)費(fèi) 、管 理費(fèi)、 通行 費(fèi)都是 按車管 部門核定 的噸位 來收的 ，超 載就必 然導(dǎo)致 這部 分費(fèi)用 的流 失。嚴(yán) 重超載車輛車速無法高速行駛， 且由于 車體大 ，影 響后車 通行， 常常 造