1引言
微機控製自動稱重係統是為改進天津市駐軍某後勤部倉庫在鋼材購入和銷售過程中的人工作業方式而設計的。本設計中在裝運吊車上安裝以電阻應變片拉力傳感器及其轉換電路，作為重物的檢測；用MCS-51係列微型單片機控製，完成對重量數據的采集、處理、顯示和打印，達到對作業過程的直觀監測和自動管理。係統主要技術指標範圍如下：
最大載重量:P™x<10t
累計載重量:XPm„<60t
測量精度：1/1000
工作環境：一10C〜+50C
顯示打印內容：稱量序號N0（2位）;稱量單重W（4位）；稱量總重2W（5位）。
2總設計方案及基本原理
微機控製自動稱重及數據處理係統，由6部分組成。其總方案如圖1所示。在吊車上裝以電阻應變片拉力傳感器及其轉換電路，作為重量的檢測。吊車吊起鋼材後，重量的檢測電路輸出正比於鋼材重量的模擬電壓量。通過A/D轉換器將模擬量轉換為數字量。再經過數據傳輸電路（光電隔離器），由單片機將數據采集，據程序設定進行相應運算、處理、顯示和打印。整個作業過程由微機按鍵盤的設定進行控製，完成各種功能操作。
3硬件設計
根據係統總體設計方案，係統主要硬件結構考慮如下：
3.1單片機及I/O接口
考慮係統的程序空間和數據的運行空間較寬，選用片內EPROM8751單片機控製係統為核心。用其EPROM作係統程序的存儲。另外配用CMOS6116靜態RAM芯片作為係統數據的存儲。由8751的已口作為擴展高8位地址總線A15-A8,分別作為6116高3位地址和6116及I/O接口8255,A/D轉換0809芯片的選通控製。P。口分別作為低8位地址總線A7〜A。和數據總線D7-D0,由74LS373地址鎖存允許ALE使能控製，進行數據存儲和數據傳送。其8位準雙向I/O口P,分別接CMOSCC14543、CMOSCC4514芯片，以驅動七段夜晶顯示器的字段和6位數字顯示器的位選控製。
係統的輸入輸出接口選用8255A可編程並行接口芯片，其B口為數據輸出，用於數據的打印輸岀。C口為控製信息,分別用作打印機選通/關閉ADC0809,選通和係統作業中的按鍵控製。
3.2重量檢測電路
考慮檢測的靈敏度、精度、穩定性等技術指標，釆用電阻應變片拉力傳感器及其轉換電路作為重量的檢測電路。電阻應變片拉力傳感器基本結構是用4片特性相同的電阻應變片，對稱地粘貼在彈性物體（等截麵實心軸）上,將其接成全橋四臂工作方式，由直流穩壓電源供電，構成重量檢測電路。
3.3A/D轉換及數據處理
A/D轉換是計算機在過程控製中進行數據處理的主要接口。本係統選用ADC0809芯片，將重量檢測輸岀的模擬電壓量轉換為數字量。同時考慮與外設進行通訊時，需電平轉換且為進一步提高抗幹擾能力，選用光電隔離器作為數據傳輸電路。A/D轉換是由可編程I/O接口芯片8255A控製，向其START端輸入一啟動脈衝，開始轉換。數據經轉換後由EOC發出結束信號使單片機P,口向CPU發出中斷請求，待CPU發出選通信號時，數據經光電隔離器送入單片機P。口待處理。
3.4顯示驅動
為能直接觀測倉庫進岀料時稱量的作業情況，選用LCD（液晶顯示器）顯示稱量的序號、重量等。其顯示驅動部分選用交流CMOSCC14543芯片。係統檢測數據經8751單片機處理後通過P"〜R.3口送到驅動電路。另外采用4位鎖存4線一16線譯碼器CC4514作為地址譯碼器，由8751單片機P14~P]7向CC4514送入顯示的位信號,經譯碼後控製其位顯。當其數據鎖存信號輸入LE=0時,液晶顯示器顯示對應數據。
4軟件設計
微機控製自動稱重和數據處理係統的軟件設計包括係統作業過程控製的主程序設計和用於單片機與稱重係統間數據通訊以及實現各種重量數據的采集、處理、顯示、記錄等部分子程序的設計。特別是考慮到實際測量中盡量避免一些工藝及設備精度等帶來的影響，進一步保證稱量的精度，在軟件控製中設置了3個數據處理環節：
（1）    多次采樣排隊取中值
考慮材料被吊起稱重時的擺動，使傳感器受力不穩定而影響測量精度,每吊一鉤材料設計采樣5次,按由大到小順序排列，取其中值作為最後測量數據。
（2）    減零點
考慮實際測量中傳感器受溫度影響產生的零點漂移和蠕變經及稱重時的皮重,每測同一類材料前，首先測零點W°將結果暫存,然後每測一鉤鋼材用其結果減W。得被測材料重量真值。
（3）    非線性修正
考慮電阻應變片傳感器作為重量檢測，雖較其他傳感器精度高、測量量程大，但其傳感器本身存在一定的非線性偏差（如2圖示），一般不能保證理想的輸入輸出線性關係，因此影響測量精度。為解決此問題，根據其非線性變化規律計算出一定載荷範圍的修正值，製成表存放在固定的區域中，在測得重量“真值”後找其對應的修正值進行修正，以進一步保證測量精度。

圖2非線性編差示童圖

5結束語
本設計來源於生產實際，在整個係統操作過程中，既有直觀的顯示，方便的鍵盤控製，又可進行數量的打印記錄。係統中由計算機對檢測環節固有的非線性和數據的離散性等進行處理，同時采用光電耦合電路進行數據的傳輸，有力地提高了係統的抗幹擾能力，提高了測量精度。在軟件編輯方麵通用性較強，對響應數據稍作修改,可應用於較大範圍的稱量。

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