電子皮帶秤二次儀表近年來發展很快，出現了兩大趨勢：一是二次儀表的麵板更加簡化，在麵板尺寸減少的同時，顯示部分的尺寸增大，顯示內容更為豐富，操作鍵減少。二是通信功能強化也是智能儀表的重要標誌，通過ＲＳ２３２，ＲＳ４８５，ＣＡＮ等現場總線方式進行多台皮帶秤聯網、集中監控或與上位機係統通信。新型電子皮帶秤二次儀表ＸＫ３２０８－Ａ１就是應這種趨勢而開發、生產的對皮帶運輸機所輸送物料進行動態連續計量的計量儀表。該儀表以增強型８０５２微控製器為核心，並配有液晶屏和輕觸式ＰＶＣ按鍵，操作簡單，功能齊全。通過以太網接口，可以輕鬆實現多台電子皮帶秤的聯網，將瞬時K8凯发登录入口、累計K8凯发登录入口、皮帶速度等相關數據送入上位機，實現對現場稱重儀表的集中監控管理。本文重點介紹該儀表Ｅｔｈｅｒｎｅｔ接口部分的設計方法。

１ＥｔｈｅｒＮｅｔ／ＩＰ協議介紹

在企業信息係統中，ＴＣＰ／ＩＰ以太網已經成為事實上的標準網絡，將標準ＴＣＰ／ＩＰ以太網延伸到工業實時控製，將很好地幫助用戶獲得更加開放集成的工業自動化和信息化的整體解決方案。ＥｔｈｅｒＮｅｔ／ＩＰ就是為實現這一目的的標準工業以太網技術，它是標準ＴＣＰ／ＩＰ以太網和通用工業協議（ＣＩＰ）的結合。ＥｔｈｅｒＮｅｔ／ＩＰ使用標準ＴＣＰ／ＩＰ以太網，ＥｔｈｅｒＮｅｔ／ＩＰ支持在標準ＴＣＰ／ＩＰ以太網上為提供ＩＴ服務所開發的任何應用層協議，如ＨＴＴＰ，ＳＮＭＰ，ＳＭＴＰ等等，實現工業自動化和企業信息係統的直接集成。比如，運行人員打開網頁瀏覽器軟件，像訪問某個網站一樣，可方便地瀏覽、組態、診斷並監視ＥｔｈｅｒＮｅｔ／ＩＰ設備。ＥｔｈｅｒＮｅｔ／ＩＰ使用標準ＴＣＰ／ＩＰ以太網技術，保證了用戶在工業環境場合可以使用工業等級的標準以太網交換機；在非工業環境場合，用戶還可利用已有的普通標準以太網交換機產品來擴展ＥｔｈｅｒＮｅｔ／ＩＰ網絡，這有助於實現更多的靈活性和更高的性價比的皮帶秤控製係統。ＴＣＰ／ＩＰ協議是一套把因特網上的各種係統互聯起來的協議組，保證因特網上數據的準確快速傳輸。參考開放係統互聯（ＯＳＩ）模型，ＴＣＰ／ＩＰ通常采用一種簡化的４層模型，分別為：應用層、傳輸層、網絡層、鏈路層。

符合ＩＥＥＥ８０２．３標準的以太網幀的長度一般介於６４字節與１５１８字節之間。它們由５個或６個不同的字段組成，分別是：目標ＭＡＣ地址、源ＭＡＣ地址、類型／長度字段、數據有效負載、可選的填充字段和循環冗餘校驗（ＣＲＣ）字段。另外，當通過以太網介質發送數據包時，一個７字節的前導字段和一個字節的幀起始定界符將被附加到以太網數據包的開頭。因此，在雙絞線上的傳輸格式如下：

２ｕＩＰ棧

ｕＩＰＴＣＰ／ＩＰ棧是使用於低至８位或１６位微處理器的嵌入式係統的一個極輕型的ＴＣＰ／ＩＰ協議棧，它實現了ＴＣＰ／ＩＰ協議組的４個基本協議：ＡＲＰ協議、ＩＰ協議、ＩＣＭＰ協議和ＴＣＰ協議。ｕＩＰＴＣＰ／ＩＰ棧由瑞典單片機專家ＡｄａｍＤｕｎｋｅｌｓ編寫，是一個免費的ＴＣＰ／ＩＰ棧，它使用Ｃ語言編程，可以方便地應用到電子衡器中。ｕＩＰ的實現目標是保持代碼大小和儲存器使用量最小。目前，ｕＩＰ代碼的大小和ＲＡＭ的需求比其他的ＴＣＰ／ＩＰ棧要小，但是ｕＩＰ與其他ＴＣＰ／ＩＰ棧不同，它的重發工作需要應用程序的幫助。其他ＴＣＰ／ＩＰ棧ＲＡＭ中存儲著傳輸數據，直到數據被確認已成功發送才釋放ＲＡＭ空間。如果數據需要重傳，堆棧在沒有通知應用程序下監視著重傳工作，在等待確認的過程期間，數據必須緩存在ＲＡＭ裏。ｕＩＰ利用應用程序可以快速重新生成數據的特點，在等待數據確認的過程中，ＲＡＭ中不必緩存數據，而是等確認不成功信號到達時由應用程序重新快速生成數據。例如，一個ＨＴＴＰ服務器服務的大部分是ＲＯＭ裏的靜態和半靜態頁，不需要在ＲＡＭ裏緩存靜態內容，所以，如果一個包丟失了，ＨＴＴＰ服務器可以容易地從ＲＯＭ裏重生數據，使數據簡單地從原先的位置讀回來。

３皮帶秤控製係統的硬件設計

皮帶秤儀表的微控製器選用美國ＡＤＩ公司的模擬微控製器ＡＤｕＣ８４５，它內部集成有兩個獨立的２４位Σ－ΔＡＤＣ、８路模擬量輸入通道（ＭＱＦＰ封裝）、單周期８０５１兼容內核、６２ｋｂ片內程序存儲器、４ｋｂ片內Ｆｌａｓｈ／ＥＥ數據存儲器、２ｋｂ片內ＸＲＡＭ、１２位電壓輸出型ＤＡＣ、雙１６位Σ－ΔＤＡＣ／ＰＷＭ、片內溫度傳感器。以太網控製器選用美國ＭｉｃｒｏｃｈｉｐＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ公司的ＥＮＣ２８Ｊ６０２８引腳獨立以太網控製器。目前市場上大部分以太網控製器采用的封裝均超過８０引腳，而符合ＩＥＥＥ８０２．３協議的ＥＮＣ２８Ｊ６０隻有２８引腳，就能既提供相應的功能，又可以大大簡化相關設計，並減少占板空間。此外，ＥＮＣ２８Ｊ６０以太網控製器采用業界標準的ＳＰＩＴＭ串行接口，隻需４條連線即可與主控單片機連接。

ＥＮＣ２８Ｊ６０的硬件設計需要注意複位電路、時鍾振蕩器、振蕩器啟動定時器、時鍾輸出引腳、變壓器、終端和其他外部器件、輸入／輸出電平等幾個方麵。ＥＮＣ２８Ｊ６０是一個工作電壓為３．３Ｖ的器件，它被設計為易於集成到５Ｖ的係統中。ＳＰＩ的ＣＳ，ＳＣＫ和ＳＩ輸入以及ＲＥＳＥＴ引腳都可以承受５Ｖ的電壓。另一方麵，主控製器ＡＤｕＣ８４５是運行在５Ｖ電壓下，當ＳＰＩ和中斷輸入由ＥＮＣ２８Ｊ６０上的３．３ＶＣＭＯＳ輸出驅動時，它很可能不符合規範要求，此時需要一個單向電平轉換器。可以使用一個廉價的７４ＡＣＴ１２５（四三態緩衝器），便於係統集成，並與其他器件共享ＳＰＩ總線。硬件電路設計見圖１。

４單片機通信係統的軟件設計

在使用ＥＮＣ２８Ｊ６０發送和接收數據包前，必須對器件進行初始化設置。通常初始化任務會在複位後立即完成，並且不再需要更改。初始化包網絡層鏈路層ＩＰ，ＩＣＭＰ中的Ｐｉｎｇ響應協議ＡＲＰ應答協議括接收緩衝器的初始化、發送緩衝器的初始化、接收過濾器的初始化、ＭＡＣ初始化設置和ＰＨＹ初始化設置。符合ＩＥＥＥ８０２．３標準的以太網幀的長度一般介於６４字節與１５１８字節之間。它們由５個或６個不同的字段組成，分別是：目標ＭＡＣ地址、源ＭＡＣ地址、類型／長度字段、數據有效負載、可選的填充字段和循環冗餘校驗（ＣＲＣ）字段。另外，當通過以太網介質發送數據包時，一個７字節的前導字段和一個字節的幀起始定界符將被附加到以太網數據包的開頭。因此，在雙絞線上的傳輸格式如下：ＥＮＣ２８Ｊ６０內的ＭＡＣ在發送時會自動生成前導符和幀起始定界符。此外，ＭＡＣ可根據配置生成填充（如果需要）和ＣＲＣ字段。主控製器必須生成所有其他幀字段，並將它們寫入緩衝存儲器，以待發送。ＥＮＣ２８Ｊ６０還要求在待發送的數據包前添加一個包控製字節。

6，結束語

在電子皮帶秤二次儀表中添加了以太網接口，可實現電子皮帶秤的運行情況，其具有傳輸速度快、使用方便等優點，有著廣泛的應用前景。

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