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根据SmaURTOS51的汽车动态称重仪的设计构思

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浏览:- 发布日期:2020-04-17 10:06:50【

动态性小车秤重是小车以一定的速率历经一定总宽的秤重橱柜台面,由秤重橱柜台面测到小车每一个轴的净重,随后累积得到小车总重。该秤重全过程是一个强即时全过程,必须单片机设计立即收集小车每一个轴的数据信息并迅速测算其净重。假如单片机设计速率太慢或是编程设计不科学,便会给仪表盘产生可靠性和可信性的难题。当今许多多功能仪表的手机软件选用前/后台系统设计方案,全部程序运行是一个無限的循环系统,后台运行循环系统启用相对的涵数进行相对的实际操作,终断系统服务解决多线程恶性事件。这类传统式的编程设计构思拥有显著的不够。全部程序运行是一个有机化学的总体,促使即时程序运行的设计方案和拓展艰难,時间规定严苛的恶性事件难以实现便捷合理的解决,对恶性事件的串行解决促使資源无法得到非常好的运用。在多功能仪表中移殖嵌入式操作系统能不错的处理之上难题,并使开发软件工作中越来越标准、非常容易检测,保持模块化设计程序编写和减少开发进度。自然RTOS自身必须占有一定的資源,伴随着半导体技术的发展趋势,元器件的特性持续升高、成本费持续降低,促使RTOS所耗费的成本费已不关键。汽车动态称重仪便是移殖了嵌入式操作系统,在具体运用中提高了系统软件可靠性和可信性。

称重打印机

2系统整体方案

汽车动态称重仪关键由数据收集控制模块、数据处理方法控制模块、显示信息控制模块、数据通信控制模块、外界存储芯片和外界看门狗1构成,如图所示1图示。数据收集控制模块承担将秤重传感器检验到的净重数据信号变大、滤波器,转化成模拟信号传输给CPU;CPU承担与每个外接设备的通信和净重数据信号的剖析和解决,并将解决完的净重数据信号发给显示信息控制模块和通信控制模块;显示信息控制模块承担净重数据信号的显示信息:通信控制模块承担将净重数据信号发送至上位机软件;外界存储芯片储放仪表盘的主要参数:功能键用于设定和改动仪表盘主要参数;外界看门狗1用于提升仪表盘的抗干扰性,提高仪表盘的可靠性。

3硬件配置电路原理

3.1数据收集控制模块

因为称重仪表必须高精密,选用外接A/D转化器,采用CS5532。该元器件是英国CirrusLogic企业发布的一种具备极低噪声的多路型仿真模拟/数字转换器,因为其选用电荷平衡技术性和极低噪音的程序控制器增益值斩波平稳精确测量放大仪,內部集成化了变大和滤波器作用,可获得达到24位像素的輸出結果,且具备高动态范围和灵便的开关电源配备选择项等优势,促使该元器件特别适合于动态性秤重。其标准工作电压由专业的标准工作电压元器件AD780出示。电源电路如图2图示。

3.2微控制器和外界存储芯片

微控制器是系统软件的关键,其特性的优劣立即决策了称重设备的精确性、可靠性和可信性。根据汽车动态称重仪对精密度和实用性的规定,采用PHILIPS企业的P89C668单片机设计。它具备下列特性:

①片内含有8KBRAM,64KBFlash存储芯片,该存储芯片既可并行处理程序编写也可串行程序编写(ISP),在具体的成形商品中可根据ISP升級可执行程序;②该元器件在六个时钟周期内实行一条命令,是传统式的80C51的2倍;在每一个机器周期,六个时钟周期下速率达到20MHz(等于40MHz特性);③该元器件有4个八位I/O端口号,三个16位计时器/恶性事件电子计数器,多终断源,4个甄选级,可嵌套循环终断构造,一个加强型UART和片内震荡器及时序电路;这种資源为系统软件的硬件开发出示充足的I/O端口号,为手机软件繁杂作用的保持和将来程序流程的拓展,出示了充足的程序流程储存空间,为净重数据信息的取样、滤波器和秤重优化算法的保持,出示了充足的数据信息储存空间,可选用ISP作用保持商品的软件更新。

外界存储芯片选用ATMEL企业的AT24C512元器件,有着64KB存储量、I2C插口的电可擦除非是易失EEPROM存储芯片,为设定和校正主要参数出示储存空间。3.3显示信息和通信控制模块

显示驱动选用SN74HC595,是一款串行键入并行处理輸出的移位寄存器,仅需3根I/O端口号线就可以操纵六个七段数码管和八个发光二极管,巨大节约了单片机设计的資源,电源电路如图所示3图示。

通信控制模块选用MAX232,并采用光防护设计方案,以提升仪表盘的抗干扰性,如图4图示。

3.4功能键和外界看门狗电路

电脑键盘选用典型性的4x4引流矩阵薄膜开关电脑键盘,用于设定仪表盘主要参数。以便提升仪表盘的抗干扰性,提高仪表盘的可靠性,选用外界看门狗1复位电路。采用的元器件是MAX813,电源电路如图所示5图示。

4系统软件开发

4.1SmallRTOS51介绍

SmallRTOS5l是一个专业为5l系列产品单片机设计的内嵌式即时实际操作核心,应用Keilc语言编译器能够立即应用其编码,其特性:①公布源码。要是遵照授权文件,所有人能够完全免费得到源码,有利于客户的二次开发。②可扩展性。客户能够把与CPU相关的控制代码缩小到最少。能够应用ANSIC撰写程序运行,不但简单化了程序编写方式,并且有利于程序流程移殖。⑧可干固性。SmallRTOS51为嵌入式系统设计方案,能够置入到商品中,变成商品的一部分。④占先式运作。SmallRT0S51能够管理方法16个客户每日任务,每一个每日任务能够设定不一样的优先。SmallRTOS5l一直运作优先最大的每日任务。⑤终断管理方法。选用终断管理方式.当有更高級的终断申请办理时,将现阶段已经实行的每日任务脱机。假如优先高些的每日任务被终断唤起,则高优先的每日任务在终断嵌套循环完毕后马上实行。终断嵌套循环叠加层数达到255层。若必须,能够严禁终断的嵌套循环管理方法。⑥RAM要求小。SmallRTOS51为小RAM的控制系统设计,因此对RAM的要求只能好几百字节数,相对的系统进程也少。

4.2系统手机软件保持

依照仪表盘所要保持的作用,将全部系统软件区划为好几个并行处理的每日任务,占先式实际操作核心对每日任务的生产调度是依照每日任务优先权的高矮开展。这儿将系统软件区划为八个每日任务,按其优先从高到低的次序排列。用电脑操作系统出示的每日任务创建涵数OS一TaskCreate来保持。

(1)Task_AD承担接受A/D变换后的数据信息,即数据信号的取样,并分辨是不是为小车轴重数据信息,倘若就储存。根据终断系统服务接受A/D变换后的数据信息,载入进行会发一个信号量AD_Sem,Task_AD每日任务接受到AD_Sem信号量后刚开始分辨是不是储存数据信息。假如每日任务检验到一个轴详细根据称台,就推送相对轴的信息到数据处理方法每日任务。

(2)Task_IdenTIfy承担鉴别小车的轴型和小车是不是彻底根据称台。依据国家规定,不一样轴型的小车限重不一样,因此动态性秤重时,仪表盘要自动检索小车轴型,随后依据该轴型小车的限重分辨其是不是超重。该每日任务还根据扫描仪车子分离设备的数据信号,鉴别车子是不是彻底根据秤重橱柜台面。若鉴别到车子彻底根据称台,就推送End_Sem信号量。

(3)Task_Comm_Rece承担接受来源于上位机软件的指令和答复仪表盘的推送恳求。仪表盘根据上位机软件发过来的不一样指令实行相对的实际操作。

(4)Task_Key承担功能键的扫描仪和鉴别。

(5)Task_Data承担秤重数据信息的解决。当该每日任务接受到来源于Task_AD每日任务推送的轴信息内容后,刚开始解决该轴的数据信息。根据秤重优化算法测算出该轴的净重。并将净重以信息内容的方法发给Task_Display每日任务。

(6)Task_Display承担显示信息净重和主要参数。该每日任务接受到数据处理方法发过来的信息内容,将显示信息该轴的净重,假如仪表盘检验到小车已彻底根据称台,显示信息小车总重。假如Task_Key每日任务扫描仪到主要参数键按住时,转换到主要参数显示信息情况。

(7)Task_End承担小车彻底根据称台后的一系列解决工作中,包含总重累积,轴组净重统计分析

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