現代電子技術的飛速發展，極大地推動了物料包裝技術水平的提高，尤其是電子稱重控製器為散裝物料的精準包裝提供了技術基礎。

一、係統的組成與特點

電子稱重控製器主要由壓力傳感器、信號放大、A/D轉換、LCD、鍵盤、單片機、遠程數據傳輸模塊、打印輸出接口等組成。本稱重控製器采用51係列單片機89C52，它具有8K FLASH程序存儲器，可以滿足電子稱重控製器基本功能的需要。

電源模塊采用開關電源，將市電轉換為12V和5V的直流電，作為傳感器及電子稱重控製器電源。

稱重傳感器采用懸臂式稱重傳感器MBB係列，額定負載輸出為3mV/V。稱重傳感器在稱重灌裝電子稱重設備上的應用一般可采用1隻，或2～3隻並聯的方式使用；秤鬥或夾袋裝置，通過吊掛裝置直接掛在懸臂式稱重傳感器上，傳感器將重量信號轉換為微弱的毫伏電壓信號傳送給電子稱重控製器。基本工作流程為：

傳感器→OP放大→A/D轉換→單片機→顯示屏

二、A/D轉換

電子稱重控製器的A/D轉換部分采用雙積分A/D轉換。 雙積分A/D轉換器（見圖1 A/D轉換原理圖）的工作過程分為采樣和比較兩個階段。   

轉換前，邏輯控製電路使S3閉合計數器全部清零、積分電容C1放電至零，S3斷開。采樣脈衝到來時，轉換開始，模擬開關S1閉合使輸入信號Vin加到反相積分器輸入端，以固定時間T1內向電容器充電，使積分器U2A輸出端電壓從0開始增加（極性與Vin相反），同時啟動計數器對時鍾脈衝從零開始計數。當到達預定時間T1時，計數器的計數值表示為N1，采樣階段結束。此時計數器發出溢出脈衝使計數器清零，根據Vin的極性，電子開關S2將與Vin極性相反的基準電壓Vref加到反相積分器輸入端，積分器對Vref以固定速率反向積分，其輸出端電壓向零電平方向斜變，與此同時計數器重新開始計數，進入比較階段。當U2A輸出端電壓下降到零，過零比較器U2B輸出端發出關門信號，關閉計數門停止計數，此時計數器值為N2，對應時間間隔為T2。至此一次轉換過程結束。

計數器記錄的脈衝數N2表示了被測電壓Uin在T1時間內的平均值，從而實現了A/D轉換。雙積分A/D轉換器在T1時間內采的是輸入電壓的平均值，因此具有很強的抗工頻幹擾的能力。在轉換過程中，正向、反向兩次積分所采用的是同一積分器。因此，在兩次積分期間（一般在幾十到數百毫秒之間），R、C和脈衝源等元器件參數的變化對轉換精度的影響均可忽略。

三、稱重顯示

電子稱重控製器的顯示部分沒有使用以前的LED數碼管顯示，而是采用了帶有字符對比度調節功能的128*64的點陣液晶顯示，工作電壓為5V。可以顯示8×4行16×16點陣的漢字，也可完成圖形顯示。出於成本及夠用即可的原則考慮，漢字顯示部分沒用采用自帶漢字庫的點陣液晶，而是自製了100多個16*16的漢字點陣字模，每個漢字點陣為32字節；數字及字符顯示包括了0～9的數字和52個大小寫的英文字母，同時自製了多種圖形符號，使用戶在去皮、稱重、標定等操作的過程中，更加簡單、直觀、方便。構成了全中文人機交互圖形界麵。采用89C52的P0口與點陣液晶的並口數據線進行數據通訊；P1口控製液晶的片選，時鍾脈衝，芯片使能、讀寫等操作。

四、遠程數據傳輸

為滿足定量灌裝電子稱重設備使用廠家對每日產品打包數量等參數的統計，本控製器設計預留了可與廠家監控中心遠程通訊的功能模塊。

為了使電子稱重控製器的數據能夠簡單、可靠傳輸，遠程傳輸功能模塊采用了RS485方式。單片機89C52的P3.0和P3.1分別為串行通訊UART的RXD和TXD，但是由於RS232方式傳輸距離短，不適合定量灌裝電子稱重設備要求的遠距離傳輸應用；故在遠距離傳輸中，該控製器利用UART的RXD和TXD進行了RS485的轉換 。 實 現了 遠 距 離傳輸。

485芯片采用了SP485。該芯片為半雙工收發器，數據傳輸速率高達5Mbps。SP485芯片性能完全符合RS-485的差分信號傳輸原理。差分傳輸的信號對外部幹擾能夠起到很強的抗幹擾能力；差分信號是一對大小相等而極性相反的對稱信號，差分信號在PCB（印製線路板）上要被安排成“密近平行線”；用電纜連接兩台設備時則采用並行排線或雙絞線。在差分信號傳輸過程中會遇到外部幹擾信號，但是，由於兩根差分信號線始終在一起，因此幹擾信號一般都會同時作用在兩根信號線上，形成疊加在兩根信號線上大小相等相位也相同的共模信號（共模信號是作用於差分信號線上的一對大小相等極性也相同的信號，共模信號往往來自於外部幹擾）。差分信號在接收端是靠差分放大器來檢測的。差分放大器隻對兩路輸入信號之間的差值起放大作用，而對兩路輸入信號共同對地的電位不起作用，即差分放大器隻對差分信號（有用信號）敏感，而對共模信號（幹擾信號）形成抑製。這樣，差分傳輸的信號就具備了很強的抗幹擾能力，因此特別適用於中遠距離通信或高速通信。這也是本電子稱重控製器采用RS485方式進行遠程數據通訊的原因。

五、打印輸出

一些定量灌裝電子稱重設備使用廠家需要定期對生產班次、打包袋數等參數進行打印輸出報表；本電子稱重控製器預留了打印輸出接口；當需要打印時，可直接將微型打印機的數據線插接至電子稱重控製器的9針RS232接口上，通過選擇液晶菜單中的打印菜單，按下確認鍵，即可打印輸出所需的數據。

電子稱重控製器的軟件采用C語言編程，可方便的進行修改，移植，可最大限度的滿足不同客戶對設備功能的不同要求。

小結

本設計實現了定量灌裝電子稱重控製器的傳感器信號采集、A/D轉換、點陣液晶顯示、遠程數據傳輸、打印輸出等功能。與機械結構配合形成了定量灌裝電子稱重設備，可對顆粒物料、粉狀物料進行按預設重量自動稱重，自動打包。

參考文獻：

[1] 用單片機資源實現快速高精度數模轉換 杜開出 電子技術應用 1995（9）：18—21.

[2] MCS-51，96係列單片機原理及應用孫涵芳 北京航空航天大學出版社，1995.

[3] 電子秤技術施漢謙，宋文敏 中國計量出版社，1991.9.

[4] 定量秤 中國計量出版社 顧水根1994.5.

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