【正文】 的N次采樣值相加，然后再把所得的和除以采樣次數(shù)N，得到該周期的采樣值。算數(shù)平均值濾波是要尋找一個，使該值于各采樣值間誤差的平方和最小，即 ()由一元函數(shù)求極值原理，得 （）式中，——第K次N個采樣值的算術(shù)平均值； ——第i次采樣值； N——采樣次數(shù)。隨著N值的增大，平滑度將提高，靈敏度則降低。因而它不適用于脈沖性干擾比較嚴重的場合。當檢測到輪軸下秤信號后，發(fā)消息給數(shù)據(jù)處理任務(wù)，對數(shù)據(jù)緩存數(shù)組進行讀取，計算出通過秤臺的車輛重量。 //保存至zhou_r輪軸識別任務(wù)在軟件系統(tǒng)中起承上啟下的作用，一方面，它響應(yīng) A/D 采樣任務(wù)，另一方面，它要為后續(xù)的數(shù)據(jù)處理和上下位機的數(shù)據(jù)通訊提供所需信息，為通訊任務(wù)服務(wù)：當儀表檢測到收尾信號后，將發(fā)送數(shù)據(jù)通信消息給數(shù)據(jù)通信任務(wù)，讓其將剛剛通過的車輛軸重信息發(fā)到上位機進行相應(yīng)的處理。 ADC_Data = ADC_Data / 1024。 0x3FF。ADC_Data = ADDR。 //再次等待啟動轉(zhuǎn)換 while( (ADDRamp。0x80000000)==0 )。0xFFFFFF00)|0x02|(1 24)。zhou_l=ADC_Data。 ADC_Data = ADC_Data * 3300。 // 讀取ADC結(jié)果ADC_Data = (ADC_Data6) amp。0x80000000)==0 )。 // 等待轉(zhuǎn)換結(jié)束 ADCR = ADCR | (1 24)。// 左輪切換通道//并進行第一次轉(zhuǎn)換while( (ADDRamp。 A/D采集流程圖本文采用的是兩路A/D采集，采集程序?qū)?yīng)如下：ADCR = (ADCRamp。一個操作系統(tǒng)完成返回初始化進行下一次操作。，系統(tǒng)上電后進行系統(tǒng)初始化，接通進入工作狀態(tài)。它具有一般C語言的特點:程序書寫簡單,便于閱讀和維護；可實現(xiàn)模塊化、結(jié)構(gòu)化編程；語言表達能力強；可對內(nèi)存、變量的值進行直接操作,能完成匯編語言對硬件操作的大部分功能。以信號的處理與顯示為核心，首先在稱重區(qū)不斷得到重力傳感器所采集的電壓信號，進行濾波、放大、A/D轉(zhuǎn)換，并將所采集的數(shù)據(jù)根據(jù)上位機系統(tǒng)初始化形式，以串口或者網(wǎng)絡(luò)的通信方式傳輸，上位機對所接收的數(shù)據(jù)進行判斷后，予以濾波、運算、存儲、顯示，并將所得的結(jié)論以委托書或發(fā)票回饋與車主。本章主要對汽車稱重系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)和ARM主系統(tǒng)的各個組成模塊進行了簡單介紹，后續(xù)軟件設(shè)計的主要作用就是將這些模塊通過CPU 有機的結(jié)合在一起形成一個有整體功能的系統(tǒng)。完全滿足精度要求的轉(zhuǎn)換需要11個這樣的時鐘。由于稱臺傳感器輸出信號為差分毫伏級電壓信號，我們選用LPC2210片內(nèi)集成的模數(shù)轉(zhuǎn)換器，其主要參數(shù)為：l 10位逐次逼近式模數(shù)轉(zhuǎn)換器l 8路輸入l 掉電模式l 測量范圍：0~l 10位轉(zhuǎn)換時間= l 一個或多個輸入的突發(fā)轉(zhuǎn)換模式l 可選擇由輸入跳變或定時器匹配信號觸發(fā)轉(zhuǎn)換A/D轉(zhuǎn)換器的基本時鐘由VPB時鐘提供。微處理器和T6963C直接相連，可以隨即訪問它；T6963C及時地把微處理器送來的指令、參數(shù)、顯示數(shù)據(jù)就位，或把顯示數(shù)據(jù)及時地送上總線供微處理器讀取。（3）T6963C 接口部。（2）T6963C 驅(qū)動部。T6963C的控制部由振蕩電路、控制寄存器組、控制邏輯電路以及顯示存儲器和字符發(fā)生器管理電路等組成。并允許MPU隨即訪問顯示緩沖區(qū)，甚至可以進行位操作。l 可以圖形方式、文本方式及圖形和文本合成方式進行顯示。l 低功耗。l 1/16到1/128灰度的LCD驅(qū)動。其主要特點有：l 有較強的I/O緩沖器。T6963C是TOSHIBA(東芝)推出的一款用來控制中等規(guī)模液晶屏的驅(qū)動控制器，能支持文本和圖形的混合顯示。液晶屏用于在下位機顯示被測車輛數(shù)據(jù)和信息。其用途是使微控制器進入錯誤狀態(tài)后的一定時間內(nèi)復(fù)位。考慮到現(xiàn)場情況的復(fù)雜性，可能由于各種意想不到的干擾導(dǎo)致系統(tǒng)的死機，必須實時監(jiān)視系統(tǒng)的運行狀況，當發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)異常時，能夠自動重新啟動系統(tǒng)，保證系統(tǒng)持續(xù)運行。盡管LPC2210內(nèi)部有16KBRAM，但對于要存儲和處理的大量數(shù)據(jù)的主系統(tǒng)來說，RAM的容量不能滿足要求。s,可顯著增強系統(tǒng)的性能和可靠性，降低功耗。 %) —I/ ~ V( V177。216。216。216。216。216。216。216。216。216。216。216。216。216。216。216。216。LPC2210具有如下主要的特性：216。片內(nèi)外設(shè)與器件管腳的連接由管腳連接模塊控制。AHB到VPB的橋?qū)PB總線與AHB總線相連。每個AHB外設(shè)都分配了16k字節(jié)的地址空間。LPC2210將ARM7TDMIS配置為小端（littleendian）字節(jié)順序。本系統(tǒng)所選擇的ARM微控制器是PHILIPS公司生產(chǎn)的ARM7系列的LPC2210芯片。因為THUMB代碼和ARM代碼一樣，在相同的32位寄存器上進行操作。在THUMB后面一個關(guān)鍵的概念是“超精簡指令集”。通常在執(zhí)行一條指令的同時對下一條指令進行譯碼，并將第三條指令從存儲器中取出。這樣使用一個小的、廉價的處理器核就可實現(xiàn)很高的指令吞吐量和實時的中斷響應(yīng)。ARM結(jié)構(gòu)是基于精簡指令集計算機(RISC)原理而設(shè)計的。 指令長度固定。 大多數(shù)數(shù)據(jù)操作都在寄存器中完成；216。 支持Thumb(16位)/ARM (32位)雙指令集，能很好的兼容8位/16位器件；216。（3）ARM的特點ARM微處理器采用RISC架構(gòu)，它具有如下特點:216。 消費類電子產(chǎn)；216。 無線通訊領(lǐng)域；216。（2）應(yīng)用領(lǐng)域ARM微處理器的主要應(yīng)用領(lǐng)域有:216。（1）ARM的系列ARM微處理器目前包括下面幾個系列，ARM7系列、ARM9系列、ARM9E系列、ARM10E系列、SecurCore系列、Inter的Xscale, StrongARM以及其它廠商基于ARM體系結(jié)構(gòu)的處理器，除了具有ARM體系結(jié)構(gòu)的共同特點以外，每一個系列的ARM微處理器都有各自的特點和應(yīng)用領(lǐng)域。目前，采用ARM技術(shù)知識產(chǎn)權(quán)(IP)核的微處理器，即我們通常所說的ARM微處理器，基于ARM技術(shù)的微處理器應(yīng)用約占據(jù)了32位RISC微處理器75%以上的市場份額，ARM技術(shù)正在逐步滲入到我們生活的各個方面。 ARM主系統(tǒng)設(shè)計 ARM處理器簡介ARM (Advanced RISC Machines)，既可以認為是一個公司的名字，也可以認為是對一類微處理器的通稱，還可以認為是一種技術(shù)的名字。這就是“地感線圈”。它是這樣構(gòu)成的，在地面上先造出一個圓形的溝槽，直徑大概 1 米，或是面積相當?shù)木匦螠喜郏僭谶@個溝槽中埋入兩到三匝導(dǎo)線，這就構(gòu)成了一個埋于地表的電感線圈，這個線圈是一個振蕩電路的一部分，由它和電容組成振蕩電路，其原則是振蕩穩(wěn)定可靠，這個振蕩信號通過變換送到單片機組成的頻率測量電路，單片機就可以測量這個振蕩器的頻率了。與本儀表配套使用時，將本識別器主體安裝在離秤臺后部大約700mm處。此輪軸識別器標準配置包括:識別器主體一個，控制盒一個。輪軸識別器采用稱重傳感器作為敏感元件。輪軸識別器是公路車輛超限檢測系統(tǒng)中的重要部件，其作用是正確判斷待檢車輛的輪軸類型以便準確確定其允許的載重量。這兩者結(jié)合，保證了稱重檢測數(shù)據(jù)與車輛的一一對應(yīng)關(guān)系，不會出現(xiàn)由于誤判而產(chǎn)生多車或少車現(xiàn)象。當單車、半掛車以及全掛車經(jīng)過時，由于掛車之間也有連接，因此，連接部分經(jīng)過時，地感線圈電感仍然會發(fā)生改變，只要地感線圈的電感持續(xù)變化，系統(tǒng)就認為是同一輛車經(jīng)過收費站。在秤臺前端車輛駛?cè)敕较蛱幇卜诺馗芯€圈，當有物體從其上經(jīng)過時，其電感發(fā)生改變。因此系統(tǒng)需要識別測得的數(shù)據(jù)是否是同一輛車的軸重。在進行多路稱量時，要求稱重平臺既能夠承受車輛頻繁長期的沖擊，有要求自振頻率應(yīng)遠離車輛的最高振動頻率以避免車輛通過臺面時產(chǎn)生共振。稱重臺為箱板式槽鋼結(jié)構(gòu)，高強度型優(yōu)質(zhì)鋼焊接而成，整體鋼性好，易于吊裝、運輸。4% 稱重范圍： 單軸500 kg~30000kg工作環(huán)境： 溫度40℃~65℃稱重平臺性能10T（每軸）多路稱重系統(tǒng)的目的是為了測出行駛車輛的重量,目前多路稱重系統(tǒng)主要有檢測軸載荷和輪載荷兩種稱重方法,我們采用軸重稱量的方法計算汽車的重量所謂軸重稱量,就是分別測出車輛各軸軸荷,再由測量系統(tǒng)對各軸相加從而計算出整車重量。具備自動緩存功能，在收費計算機掉電時，自動存入緩存隊列并嘗試重發(fā)，最多可保存六輛車的數(shù)據(jù)，超過六輛時，前期數(shù)據(jù)會覆蓋。正確識別輪胎和軸數(shù)，并計量單軸，軸組及整車重量。嵌入式ARM主系統(tǒng)位于電氣控制柜中，負責(zé)收集各傳感器信號，采集處理車輛數(shù)據(jù)并通過串行線將處理后的車輛數(shù)據(jù)傳送至收費亭。當有金屬物體經(jīng)過電磁線圈時，線圈立即發(fā)出信號，用以判斷是否有車輛通過車道，當車輛離開時第二個電磁線圈同樣會發(fā)出信號用以判斷汽車何時完全通過。該系統(tǒng)由壓力傳感器（稱重平臺）、電磁線圈、LCD液晶屏和ARM主系統(tǒng)（位于電氣控制柜內(nèi)）構(gòu)成。經(jīng)過秤臺的車輛車牌號碼和車輛數(shù)據(jù)顯示在超限管理的控制室中，治超員能夠清楚看見各個車的重量信息并知道哪個車超重，這些數(shù)據(jù)同時傳到收費站的顯示器上，收費員同樣能看到這些信息，這就減去了打印磅單的程序，提高了汽車的通行速度。上位機既能獲取稱重數(shù)據(jù)，又可以建立數(shù)據(jù)庫以便實現(xiàn)對數(shù)據(jù)存儲和管理，例如進行數(shù)據(jù)查詢，判斷是否超限超載等。（3）可靠性保證在規(guī)定的條件下，系統(tǒng)能正常的穩(wěn)定運行，完成各項預(yù)定的功能。（2）經(jīng)濟性原則任何一項研究能否實現(xiàn)產(chǎn)品化，經(jīng)濟條件都是重要的影響因素。系統(tǒng)硬件的選擇和設(shè)計按以下原則進行：（1）精確性原則多路稱重的目的是測量汽車重量，所以結(jié)果的精確性成為首要的原則。如何減少或消除噪聲，減弱各種干擾的影響，提高多路測量精度和車輛通行速度是系統(tǒng)設(shè)計的主導(dǎo)思想。本章主要對汽車稱重系統(tǒng)的背景、意義及研究現(xiàn)狀做了簡要闡述，并對本次設(shè)計所要完成的主要內(nèi)容進行了簡單描述。主要是利用LPC2210作為系統(tǒng)MCU，再加上像電路模塊、顯示模塊、RS232通信模塊等一些必要的外圍電路模塊組成一個用于測量汽車重量并顯示的系統(tǒng)。1994年，歐盟開始進行WAVE( Weighing in Motionof Axle and Vehicles for Europe)計劃—從1997年6月到1998年6月在瑞典寒冷條件下進行產(chǎn)品系統(tǒng)測試，即著名的CET (Cold Environment Test)測試，結(jié)果表明德國PAT、瑞士Kistler、美國Mikros等公司的產(chǎn)品在測量性能方面處于領(lǐng)先水平。現(xiàn)階段美國、德國、日本等發(fā)達國家為了大規(guī)模推廣多路稱重系統(tǒng)，把低成本的多路稱重系統(tǒng)作為主要研究方向，大批科研人員正在致力研究出低成本高精度的多路稱重系統(tǒng)。山西萬立科技有限公司最早在山西省安裝多路稱重設(shè)備并一直致力于研發(fā)高精度的多路汽車衡，包括安裝在公路超限檢測的路段上和用于計重收費的高速公路段，在取得明顯效果的基礎(chǔ)上，2008年該公司又對稱重設(shè)備進行了改造和完善，包括稱重儀表的改進和不停車超限檢測系統(tǒng)的應(yīng)用，大大提高了車輛通行速度，減小了車輛在高速路口的擁堵現(xiàn)象。太原理工大學(xué)最早在山西省安裝多路汽車衡，同時也是全國最早使用多路汽車衡的單位。在我國，從八十年代開始引進國外的多路稱重系統(tǒng)，同時也開始了對多路稱重系統(tǒng)的研究。雖然國內(nèi)的多路稱重系統(tǒng)研究有了飛速的進步，但與國外相比，國內(nèi)的技術(shù)還是不夠成熟，很多方面的技術(shù)還需要很大的改進。本系統(tǒng)是基于ARM7的多路稱重系統(tǒng)，便攜性使其有更高的實用價值和更廣闊的市場前景。（4）成本低廉。采用標準鍵盤和LCD液晶屏作為輸入輸出設(shè)備，實現(xiàn)了圖形化操作界面。系統(tǒng)集成了基于RS232的串行通訊接口，可以將系統(tǒng)中的稱重數(shù)據(jù)傳送至上位機數(shù)據(jù)庫。本系統(tǒng)采用低功耗基于ARM7內(nèi)核的ARM7TDMIS處理器。在滿足精度要求的基礎(chǔ)上盡量減少生產(chǎn)成本。因此對多路稱重系統(tǒng)進行進一步研究具有十分重要的理論意義和現(xiàn)實意義。對于這種嚴重超限超載現(xiàn)象給公路交警們排查工作量帶來極大的挑戰(zhàn)，以往公路交警們憑經(jīng)驗上路抽查超限超載車輛工作，杜絕不了車輛超限超載現(xiàn)象。同時造成車輛“大噸小標”泛濫。（5）導(dǎo)致了公路運輸市場的惡性競爭。據(jù)統(tǒng)計， 70%的道路安全事故是由于車輛超限超載引發(fā)的，50%的群死群傷性重大特大道路交通事故與超限超載有直接關(guān)系，車輛超限超載運輸給人民生命財產(chǎn)造成了巨大損失。超限超載運輸對車輛的損壞十分厲害，據(jù)一位從事超限超載運輸?shù)能囍鹘榻B，由于超負荷運行，汽車每兩個月要換 10個輪胎，一個輪胎 1700 元左右，如果不超限超載、不出意外，輪胎每一年才換一次。由于超限超載車輛燃油系統(tǒng)負荷過大，尤其是燃油凈化系統(tǒng)不能正常運轉(zhuǎn)，燃燒不完全，尾氣嚴重超標，致使車輛行駛過程中濃煙滾滾，有的甚至只見黑煙不見車，對公路兩旁環(huán)境造成了嚴重污染。全國公路每年因車輛超限超載造成的損失超過 300 億元，給國家財產(chǎn)造成了巨額損失。主要表現(xiàn)在：（1）嚴重的損壞了公路基礎(chǔ)設(shè)施。、目的及意義隨著經(jīng)濟的發(fā)展和科技的進步，公路運輸市場內(nèi)部競爭日益激烈，使之超限超載現(xiàn)象日益嚴重。為了有效治理超限超載，對多路車輛的重量進行計量就顯得十分迫切和必要?；贏RM7的多路稱重系統(tǒng)軟件設(shè)計畢業(yè)設(shè)計論文目 錄中文摘要 I英文摘要 II1 緒論 目的及意義 1 1 2 2 2 3 4 42 多路稱重系統(tǒng)方案 5 5 5 6 6 6 7 7 7 8 8 ARM主系統(tǒng)設(shè)計 8 ARM處理器簡介 8 9 10 11 11 12 A/D數(shù)據(jù)采集模塊 12 133 多路稱重系統(tǒng)軟件設(shè)計 14 14 14 15 16 17