一种汽车衡称重仪表的设计与实现
本文采用STC90C52RC单片机设计实现了一种汽车衡称重仪表， 仪表采用两个控制器，分别负责 数据处理、存储、显示及外设数 据通信。通过GPRS网络可对称重 仪表进行在线监控。称重仪表经 测试数据可靠，显示稳定，带多 种常见通信接口，成本低，使用 方便。
汽车衡俗称地磅，是商家用于大宗货物 计量的主要称重设备。随着高精度称重传感器 技术的日趋成熟，机械式汽车衡逐渐被精度高、 稳定性好、操作方便的电子汽车衡所取代。称 重仪表即称重显示仪表，是汽车衡称重系统的 重要组成部分，现今的称重仪表随着电子技术 与计算机技术的发展，功能日趋多样化。
1.称重系统
称重系统组成如图1-1所示。
全电子衡器称重系统主要由秤体、称重 传感器、称重显示仪表、外设4大部分组成。 秤体为承重部分，包括接线盒和信号电缆；称 重传感器将重量压力信号转换成电信号输出； 输出的模拟信号经放大、滤波、A/D转、数字 处理后转换为重量数字显示；称重仪表的各种 通讯接口可与打印机、大屏幕显示器、上位机 计算机管理系统等外设相连。
2.称重仪表硬件设计
根据控制任务的需要，该仪表功能多，硬 件占用大量I/O 口资源，釆用ARM系列控制器可只用一块芯片，但成本提高，且需操作系 统管理各项任务。从成本考虑，称重仪表采用 两块STC90C52RC单片机作为控制器，主机 主要负责现场数据的处理、存储与显示等实时 性要求高的任务；从机负责打印、网络通讯等 数据传输的任务。主机与从机之间采用SPI通 信完成数据交换。硬件框图如图2-1所示。
2.1电源
电源可釆用变压器或幵关电源供电，从 电源效率考虑釆用开关电源，并配备12V蓄 电池备用，上电充满后，由从机监控进行浮充， 掉电后对称重仪表供电。幵关电源采用两块 LM25%芯片设计实现，获取5V、9V、12V电源。
2.2主机外围硬件
数字传感器与主机之间的接口采用RS422 接口。主机采集传感器数据，若数据正常，数据处理后，采用AT24C256进行数据存储；若 数据异常，则进行错误代码处理并显示。现场显示采用数码管，可接大屏幕显示器放大显示。 数码管采用共阴连接，动态扫描的方式显示。 采用4-20mA电流环接口可进行远距离传输： 采用DS1302便于显示日期、时钟；1C卡为维 护人员提供信息认证，蜂鸣器进行仪表异常报 聱提示；硬件结构如图2-2?>
2.3从机外围硬件
从机主要负责实时性要求不太高的任务 打印和数据上传，称重数据经主机传输给从机 后打印，从机经过串口发送数据给打印机打印 数据，现场出票。键盘设计为矩阵键盘，共 4*6=24个按键；从机只完成扫描任务，具体 按键处理由主机负责。GPRSDTU保持与监控中心的连接，通过GPRS网络h传数据到企 业数据库，完成更高层次的数据管理。如图2-3
所示。
3.称重仪表软件设计
根据称重仪表功能任务多的情况，采用 操作系统不能满足实时性要求，且程序量较大, 运行中RAM明显不足，故采用两块单片机用 中断方式进行处理。
3.1主机程序设计
主机程序主要完成称重、显示、按键状 态处理及与上位机的联系。程序流程图如图3-1
所示。
3.2从机程序设计
从机程序负责按键扫描、显示、打印及 GPRS数据传输，GPRS数据传输由于采用的 是模块，只需按协议向串口发送数据即可。程 序流程图如图3-2。
4.调试测试
调试按模块调试通过后进行集成。PCB 制板由三块组成，一块集成数码管，一块为打 印机驱动，一块为其他硬件集成。硬件调试过 程中数码管显示亮度略显不足，可改为静态显示。GPRS信号的频率经过PCB板耦合后， 干扰称重显示，加屏蔽后解决。长时间上电后 随着孀变会产生漂移，为避免误差过大，需进 行零点跟踪后归零。软件调试过程中由于按键的扫描由于任务多，需安排好扫描时间，避免 延迟时间过久，甚至不响应。该称重仪表只兼 容ZEM1C (中航电测）的传感器，测试过程中数据可靠、显示稳定，监控中心收到的数据
稳定，误码率低。
5.小结
该称重仪表功能多，分解任务后，釆用 双单片机控制简化程序设计，通过中断方式解 决了实时性的问题，降低了成本。仪表的多种 网络接口方便了数据与设备的管理，便于企业 掌握现场数据信息。
