分析基于pc104主板总线的动态称重测量板的设计-凯发线上官网

在剖析了现有体系疑问的基础上，提出了根据pc104主板总线的、以c8051f060mcu为中心的动态称重丈量接口板的规划，c8051f060具有独立的双通道16 位逐次对比型a/d变换器等功用。经一年多的实践运用证明该规划具有简化了硬、软件规划、增强了体系的作业牢靠性、下降了造价等优势。 

被测目标处于非停止情况，即被称重或测力的物体在运动则形成了动态称重丈量情况，如对公路上行进的轿车或铁道上运转的火车进行实时称量丈量等被称为动态称重。货品轿车超重载荷已是货运范畴一个共知的现实。货品轿车的超重载荷对公路运输安全、公里路面养护情况影响无穷，国家有关部门已专项加以整理，而轿车动态称重丈量体系是管理货品轿车超重载荷的有力的技能兵器之一。

       在轿车动态称重丈量范畴已有一些动态称重仪器在运用中，但它们主要以单片机为中心、选用低精度、低速度、多元件来构成体系，这虽制造本钱较低，但其牢靠性、作业功用和目标等受到了极大的约束[2，3，4]。鉴于工程的实践需要，咱们规划了与便携式pc/104总线计算机相合作的高功用的轿车动态称重丈量接口板，克服了上述缺陷并达到了预期的规划目标。

    与便携式pc/104总线计算机相合作的高功用的轿车动态称重丈量接口板的硬件电路由两有些组成：信号收集有些和与pc/104总线的接口有些。

1 信号收集有些规划

    当时测控仪器中选用的高分辨率a/d变换器多为独立的集成电路芯片，如此构成的高精度测控体系难免在抗干扰、变换精度、电路板体积以及报价等方面存在着很多的、难以处置的实践疑问。运用将高分辨率a/d变换器与mcu（微操控器或称为单片机）集成到一同的集成芯片不失为处置上述疑问的一种好办法。c8051f060是一个由cygnal公司出产的、高速的、数字与模仿电路混合的集成电路mcu芯片，它具有25mips的峰值作业速度、灵敏的外部存储器接口和59条数据i/o接口线及两个片内的、独立通道的16 位逐次对比型a/d变换器等。这两个独立通道的16位逐次对比型a/d变换器具有如下特色：

 16 位分辨率。

±0.75 lsb inl，确保无失码。

可编程的变换速率，最大可达1 msps。

芯片内部集成了模仿输入量的盯梢坚持及采样电路。

可软件设定为两个单端输入的或一个差分输入的a/d变换器。

偏移和增益在必定规模内可调整。

可进行直接存储器存取操作，数据直接存储到ram 中，不需要额定的软件开支。

具有与数据有关的窗口中止发生器。

专用的内部电压基准或可运用外部电压基准源。

    两个独立通道的16 位逐次对比型a/d变换器表达为adcn(n=0是第一个a/d变换通道adc0，n=1是第二个a/d变换通道adc1)。其间，adc0有4种变换发动方法；adc1有5种变换发动方法。能够经过查询adnint位或以中止的方法来断定a/d变换何时变换完毕并加以处置。

amp2的输出经滤波后送到c80c51f060片内的16位a/d变换器通道（adc0）的外部输入引脚ain0（mcu的18脚），数据的采样、坚持和a/d变换等悉数在mcu芯片内部经过软件的操控来完结。

c80c51f060片内的16位a/d变换器（通道0和通道1）的参阅电压取自mcu内部的电压基准电路。mcu内部的电压基准电路由一个1.2v的、温度稳定性好（典型值为15ppm/℃）的、负载调整率优（典型值为0.5ppm/µa）的带隙电压基准发生器和一个两倍增益的输出缓冲扩大器组成。内部基准电压能够经过vref引脚（mcu的4脚）连到器材的外部。将vref引脚与通道0参阅电压端的vref0引脚（mcu的21脚）和通道1参阅电压端的vref1引脚（mcu的6脚）相连，为两个16位adc供给参阅电压。该参阅电压值（典型值是2.43v）决议了adc的模仿量输入规模。

    接于测重传感器电桥输入端的给定电压也源自于mcu内部的基准电压源，由双运算扩大器amp3以及r7、r8、r6和v1等组成参阅电压扩大、稳幅和扩流输出等电路，完结测重传感器电桥输入电压的精细给定。

当二个通道的a/d变换器的发动作业由mcu的timer3的溢出来发动并选用中止方法来取变换成果值时， adc0或adc1的变换成果值在相应通道的中止子程序中读取，根据需要再进行保留或做进一步的处置。在设置中应注意使timer3的守时时刻要大于或等于adc的变换时刻与变换成果值的读取时刻（中止子程序的运转时刻）之和。

2 丈量板接口有些规划

    pc/104是嵌入式pc的机械规范，他遵循了ibm pc开放式总线结构的长处，与ibm pc彻底兼容，它具有嵌入式操控的特殊要求：体积小、高牢靠性、长寿命、编程调试便利，所以在测验范畴根据pc104的智能仪器得到了广泛使用[6]。因为pc/104总线设备具有体积小、高牢靠、长寿命、编程调试便利等特色，适合于制造高密度、小体积的便携式测验仪器或操控设备。pc/104总线体系的开发渠道与现有的其它通用计算机体系彻底相同，故现有的一切开发软件均能够运用，所以，在测控范畴根据pc/104的智能测控体系得到了广泛使用。为了便于体系的开发与运用，本动态称重丈量体系选用了ｐｃ/104总线体系作为体系的规划、开发和运用渠道，丈量板与之合作来完结信号的收集、存储和传输等作业。

    因为mcu与pc/104总线在信号作业频率和接口时序等方面很难共同，因而，mcu与pc/104总线的i/o数据接口应选用异步并行缓冲接口方法，即选用74hc373、74hc374等器材锁存pc/104总线一方数据总线的输出数据及握手信号，mcu一方根据握手信号来进行数据的读取或传送；而mcu一方的输出数据多选用通用并行口，其带有数据坚持功用，因而，可用74hc244、74hc245等总线驱动芯片来进行mcu向pc/104总线的数据阻隔与驱动，如此可完结双方向的异步数据传送功用。

    c8051f060的外部存储器接口接有一个128kb的ram（is62lv1024）芯片用于数据存储， mcu与pc/104总线的数据接口在c8051f060一侧由通用并行接口（p0、p1、p2和p3等）来完结，其通用并行口带有数据坚持功用，因而，选用了8位总线驱动器74hc245来进行mcu指向pc/104总线的电平搬运（c8051f060为3v作业电源，pc/104总线为5v作业电源）与数据驱动、而pc/104的数据总线不具有数据坚持功用，因而，选用了具有三态输出操控功用的8d数据锁存器74hc374来进行pc/104总线指向mcu的数据传送、坚持作业（c8051f060可直接接纳5v信号电平）。因为c8051f060的p2口需双向操作功用，因而，pc/104总线与mcu的数据传送方向由来自pc/104总线的锁存信号来决议和指明。

       mcu与pc/104总线间的数据传送选用主/从方法，pc/104总线体系为主机，mcu为从机。为了确保主从方法的数据传送能顺畅施行， mcu选用中止方法（对应于pc/104总线d3位的mcu的p02引脚已预编程为中止呼应引脚int0并选用边际触发方法）呼应pc/104总线体系的数据传送发动，可随时进行恣意字节值的双向数据传送。pc/104总线体系用c言语操作接口读、写别离选用inportb()函数和outportb()指令，

如今市售的pc/104总线的接口板品种有限且报价较高，跟着pc/104总线体系的很多选用，pc/104总线的接口板规划将成为了体系胜败的瓶颈。提高pc/104总线的接口板的功用并下降其报价，对pc/104总线体系的使用会起到极大的推进效果。
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