這是本控製器硬件設計中的重要部位。放大器具有低功耗、低漂移、低失調、增益線性好的特點，才能對稱重傳感器的微弱信號進行不失真的放大，才能保證測量數據的精確。因此我們選用了美國AD公司近年推出的精密儀表放大器AD620作為該變送器的直流放大器。它是一個體積很小的8腳塑封的(DIP)器件。由於它的超B先進工藝,使其最大工作電流為1.3mA,輸入失調電壓為5兩,輸入失調漂移最大為1問/乞,共模抑製比93dB,增益範圍1~1000,而且噪聲低，使用簡單方便，隻需一個外接電阻來設定增益範圍。AD620的增益計算：

G=(49.4k(Vff_G)+1,R_g=49.4kQ(C-1)式中：49.4k。為AD620內部設定電阻修正的標準阻值;&為外部增益調整，可在放大器的腳1和腳8之間跨接此高精度電阻來滿足所需要的放大倍數。釆用儀表放大器AD620,其增益誤差可小於0.01%,非線性小於0.002%₀

本控製器的AD轉換則釆用CirrusLogic公司的兩通道Delta-Sigma模數轉換器CS5550芯片。CS5550是一種便於設計、性價比高的小體積高集成解決方案，可確保電子秤廠商為客戶提供測量精確、物美價廉的解決方案。

CS5550集兩個模數轉移器、兩個放大器、一個基準電壓電路和一個雙向串口於一身，用於輸出精確測量結果。它是一個雙通道解決方案，通道1具有13位有效位，通道2有10位有效位，其卓越的性能建立在可靠的Delta-Sigma模數轉移結構之上。同時,CS5550還包括了一個片內溫度傳感器，用於測量和補償溫度波動帶來的誤差，使其具有很好的溫度穩定性，適於長期工作。為與微控製器通信，此芯片還具有雙向串行接口，可以通過重新設置完成初始化和完全運轉。

2.2鍵盤和LCD顯示電路

本控製器的鍵盤設計采用了ST62單片機自帶的A/D釆樣輸入功能。如圖2所示，對單片機的AIN腳進行釆樣，根據采樣的電壓值判斷是否有按鍵發生，若有，是哪個按鍵被觸發。此種鍵盤電路設計可節省MCU的I/O口，根據合理的電壓分配可適用20個甚至更多按鍵的鍵盤設計。本控製器隻用了6個按鍵。

本控製器采用單片機本身的40x4LCD驅動功能開發顯示係統，液晶片一共54個筆畫段，組成了一個6位七段數碼顯示器，每個數碼還帶有小數點。還有6段分別用於“調零”、“穩定”、“淨重”、“打印”、“kg”、“Lb”6個標誌，如圖3所示。ST62T42BQ6最多可驅動160段筆畫，這裏隻用了其中的54段。

根據不同的按鍵功能操作顯示對應的內容。

2.3RS-232通信接口

釆用單片機SPI接口的SOUT.SIN管腳與MAX232芯片構成通用的RS-232接口，使得控製器可方便地連接遠端的電腦和打印機處理稱重值。

2.4開關量輸出電路

該電路作為控製器向外輸出信號之用。利用鍵盤將最高、最低設定值置入內存，儀表隨時比較釆樣值和設定值，並把比較結果以開關量方式輸岀，達到控製外設的目的。開關量輸出電路由光電耦合電路和輸出繼電器組成，如圖4所示。

圖4控製器開關量輸出電路

3稱重顯示控製器的軟件設計

軟件程序設計釆用模塊式結構，其優點是結構清晰、調試方便、易維護、易擴充。整個係統由采樣、稱重、鍵盤掃描、LCD顯示、程序設定、打印通信、開關量輸出等模塊組成。總流程設計如圖5所示。

係統上電啟動後，首先進行初始化,對寄存器和各I/O端口進行設置;然後執行自檢程序，自檢無誤後開始掃描鍵盤。當有按鍵觸發時,經判斷分別進行程序

圖2控製器鍵盤電路設計

設定和功能鍵處理。若無鍵觸發則對AD模塊進行采樣,並自動校零。若程序設定的Fi為Enable,則直接顯示AD釆樣的電壓值後返回循環起點。反之，進入稱重模塊計算，將采樣模塊得到的數據進行零點修正和滿度修正後，可作皮重處理，也可減去皮重作淨重處理;得到的數再與開關量的高低設定值比較，輸出設定的相應電平，達到控製的目的;然後顯示稱重值及相應狀態;最後如有打印或通信要求,執行該段子程序後回到循環起點。

3.1釆樣模塊

稱重過程中，即使經過足夠時間的延遲，由於機械振動和電磁幹擾等原因，采樣得到的數也總會在真值附近抖動，使釆樣精度有一定的偶然性。為了克服這個弊病，通常可采用多點采樣取其平均值或多點釆樣取其中值等方法。但這兩種方法都有其不足之處：平均值法會引入幹擾點誤差;取中值法可能不在誤差帶中，因而都會引起較大讀數誤差。本控製器的釆樣模塊軟件設計采用多點采樣剔除壞點的辦法，從而得到了滿意的效果。

3.2程序模塊

在程序設定模塊中，可自由選擇進入每個設定的內容，也可隨時保存設置內容並退出，無需一兜到底經曆每一項設定。程序設定的內容有：

0原始值顯示

F₂自動零點跟蹤功能設置

F₃波特率選擇

F₄打印功能

f₅輸出模式設定

f₆稱重值精度設置

f₇單位顯示設置

f₈儀表精度標定模式

3.3稱重模塊

本控製器采用微控製器分析處理測量結果，從而大大提高了係統的精確度。在稱重模塊程序設計中釆用了非等分距分段的方法進行校正，其特點是函數基點的分段不是等距的，而是根據函數曲線形狀變化率的大小來修正插值之間的距離。該插值法的原理如下：

在圖6中用折線ab、bc、cd來代替曲線ab、bc、cd,可以寫出各段的插值公式為

%，＞v_d

呢+w-mvwk

W=\ / 、

w_b+k₂(v-*);*wVwK

w_a+Ki(y-K)；Kwn式中：&=(吃-豚)/(v_d-VJ;K₂=(W_c-W_bv(J-*);Ki=(Wj-吃)/(*-此)；

3.4其餘

另外，功能鍵設計有調零、皮重設定、毛重/淨重切換、開關量高低值及電平設定、打印設定、無零檢驗設定等功能。

按鍵程序采用一鍵多用及組合鍵的設計,使得儀表麵板簡潔明快，操作也極為方便。

4結束語

本稱重顯示控製器結構簡單，釆用高集成芯片簡化了電路,縮小了控製器的體積，且操作方便，使用6個按鍵，根據LCD顯示就可完成多種功能操作，運行可靠,抗幹擾能力強，有很好的推廣應用價值。

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