基于單片機(jī)基礎(chǔ)的多功能地磅設(shè)計(jì)

本文在對(duì)以單片機(jī)基礎(chǔ)的多摘功能地磅設(shè)計(jì)分析研究過(guò)程中，要以單片機(jī)作為研究核心，通過(guò)對(duì)多功能地磅測(cè)重及測(cè)溫等電路設(shè)計(jì)，對(duì)地磅結(jié)構(gòu)進(jìn)行料及，有效提高電子秤抗干擾性能，提高測(cè)量精確度。

人們生活水平在不斷提高過(guò)程中，人們消費(fèi)能力也在不斷加強(qiáng)，物品稱量作為人們?cè)谙M(fèi)過(guò)程中經(jīng)常涉及到的活動(dòng)，這就需要不斷提高電子稱量系統(tǒng)智能化及精確化水平，所以設(shè)計(jì)出一種能夠滿足人們實(shí)際要求的地磅，具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。為了能夠?yàn)槿藗兲峁└泳_稱量信息，研究人員設(shè)計(jì)出了一種以單片機(jī)基礎(chǔ)的多功能地磅，該類別地磅能夠同時(shí)對(duì) 10 多種商品進(jìn)行銷(xiāo)售單價(jià)儲(chǔ)存，在稱量之后還能夠顯著產(chǎn)品重量及價(jià)格，甚至還能夠顯著稱量時(shí)間及溫度，顧客查看消費(fèi)清單更加便捷，同時(shí)收銀員也能夠了解購(gòu)物清單明細(xì)。

1 .單片機(jī)基礎(chǔ)的多功能地磅總體設(shè)計(jì)思路

下位機(jī)在對(duì)稱量傳感器所傳輸?shù)臄?shù)值進(jìn)行處理之后，需要將有關(guān)數(shù)值傳輸?shù)綔囟葌鞲衅魃厦孢M(jìn)行再次處理，最后將稱量傳感器與溫度傳感器所傳輸?shù)臄?shù)據(jù)轉(zhuǎn)換到主控器上面，利用顯示界面將完成顧客對(duì)于產(chǎn)品有關(guān)信息的要求。觸摸屏控制芯片在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中，主要是將不同按鍵所具有的信息轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷盒盘?hào)，然后上位機(jī)對(duì)信號(hào)進(jìn)行處理，上位機(jī)在處理完畢之后需要將數(shù)值傳輸?shù)街骺仄鲀?nèi)，利用打印機(jī)將客戶消費(fèi)清單及產(chǎn)品基本信息打印，了解客戶消費(fèi)全部金額。與此同時(shí)，上位機(jī)在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中，還可以與 pc 機(jī)通訊，在過(guò)載狀態(tài)下進(jìn)行報(bào)警。

2 單片機(jī)基礎(chǔ)多功能地磅電路設(shè)計(jì)

2.1 壓力信號(hào)采集電路

壓力信號(hào)采集電路主要由三部分構(gòu)成，分別為稱重傳感器、高增益儀表放大器、轉(zhuǎn)換器。稱重傳感器在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中所傳輸?shù)男盘?hào)十分微弱，所以信號(hào)不能夠直接利用 AD 轉(zhuǎn)換，AD 轉(zhuǎn)換之前需要對(duì)稱重傳感器所傳輸?shù)男盘?hào)進(jìn)行放大。AD 轉(zhuǎn)換器正常情況下，一共具有 24 位模數(shù)，完成芯片轉(zhuǎn)換，應(yīng)用最為新型轉(zhuǎn)換技術(shù)，信號(hào)在輸出過(guò)程中噪聲數(shù)值較高，具有良好抗干擾性能，提高芯片增益。

稱重傳感器所輸出的信號(hào)與壓力信號(hào)之間呈現(xiàn)正比例關(guān)聯(lián)，放大器需要將傳感器輸出的信號(hào)放大一倍，其次將噪聲數(shù)值輸入到儀表放大器內(nèi)。轉(zhuǎn)換器在數(shù)據(jù)輸出過(guò)程中，采取三總線接口形式，單片機(jī)應(yīng)用十分便捷。

2.2 觸摸屏控制電路

觸摸屏所應(yīng)用的芯片為專用控制接口類別芯片，屬于同步串行接口轉(zhuǎn)換器，正常運(yùn)行狀態(tài)下功率大約為 750uw，在靜止?fàn)顟B(tài)下功率大約為 0.5uw。所以，觸摸屏芯片具有兩種特性，分別為高速率及低功耗，在小型手持設(shè)備內(nèi)廣泛應(yīng)用。

為了能夠有效提高觸摸屏位置信號(hào)傳輸精確性，觸摸屏芯片內(nèi)部基準(zhǔn)電壓主要由基準(zhǔn)源所提供。觸摸屏芯片主要由兩種電路，分別為觸摸中斷輸出信號(hào)電路與總線接口輸入電路，所以能夠直接與單片機(jī)相連接。觸摸電壓信號(hào)在轉(zhuǎn)換過(guò)程中，最高數(shù)值超過(guò) 4000 位。

2.3 液晶顯示電路

在電子秤上位機(jī)內(nèi)，對(duì)人際交互界面液晶選擇上，選擇的是日本某生產(chǎn)企業(yè)所生產(chǎn)出來(lái)的液晶屏，液晶屏尺寸為 5.6，但是由于該型號(hào)液晶屏控制難度較高，所以傳統(tǒng) 51 單片機(jī)無(wú)法對(duì)液晶屏進(jìn)行控制。所以，這就需要選擇一個(gè)支持液晶屏所應(yīng)用的控制接口板，單片機(jī)直接對(duì)接口板進(jìn)行有效，提高液晶屏顯示控制質(zhì)量，縮短開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)時(shí)間，降低設(shè)計(jì)人員在控制液晶驅(qū)動(dòng)編程軟件所花費(fèi)的時(shí)間，同時(shí)單片機(jī)處理時(shí)間也能夠大幅度縮短。顧客所應(yīng)用的液晶屏尺寸 64，屬于點(diǎn)陣液晶顯示器，能夠直接將顧客消費(fèi)金額及消費(fèi)產(chǎn)品類別進(jìn)行顯示，保證顧客能夠直接對(duì)產(chǎn)品信息進(jìn)行了解，滿足顧客對(duì)產(chǎn)品信息需求。

2.4 語(yǔ)音播報(bào)電路

為了能夠有效縮短顧客結(jié)賬所花費(fèi)的時(shí)間，單片機(jī)多功能地磅在設(shè)計(jì)過(guò)程中，為電子秤系統(tǒng)設(shè)置了語(yǔ)音報(bào)價(jià)功能。在語(yǔ)音報(bào)價(jià)功能內(nèi)，通過(guò) OTP 型一次編程芯片，對(duì)地磅內(nèi)數(shù)字信息及漢字信息進(jìn)行儲(chǔ)存，同時(shí)將語(yǔ)言進(jìn)行記錄。單片機(jī)在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，采取的是 P2 連接口，提前對(duì)語(yǔ)音芯片語(yǔ)音段落進(jìn)行提前編寫(xiě)。由于語(yǔ)音芯片所傳輸?shù)男盘?hào)較為微弱，在傳輸之后需要經(jīng)過(guò)放大處理，通過(guò)揚(yáng)聲器將產(chǎn)品類別及銷(xiāo)售價(jià)格進(jìn)行語(yǔ)音播報(bào)。

2.5 打印機(jī)控制電路

為了能夠，滿足顧客對(duì)于產(chǎn)品購(gòu)物清單的選擇，多功能地磅就需要具有購(gòu)物明細(xì)清單功能打印功能。多功能地磅打印機(jī)控制電路內(nèi)，采取的為并行接口微型針式打印機(jī)。打印機(jī)在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中，按照顧客需求，對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行掃描。

3 系統(tǒng)抗干擾性及可靠性設(shè)計(jì)

3.1 硬件電路抗干擾性及可靠性設(shè)計(jì)

本文所分析的單片機(jī)多功能地磅芯片信號(hào)為 CS460c，在隊(duì)硬件電路抗干擾性能分析研究過(guò)程中，通過(guò)在 AD 模塊上面安裝屏蔽防護(hù)罩，對(duì)電子秤外部信號(hào)進(jìn)行防止。與此同時(shí)，地磅電路系統(tǒng)電路板具有較高集合性，所以電路板質(zhì)量直接決定了電子秤硬件電路穩(wěn)定性能，電路板質(zhì)量也直接絕對(duì)了元器件結(jié)構(gòu)。

3.2 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)采取的措施

指令冗余化地磅在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中，需要反復(fù)執(zhí)行有關(guān)指令，能夠有效對(duì)電子秤錯(cuò)誤行為進(jìn)行糾正。同時(shí)由于地磅數(shù)據(jù)采集效率較低，需要多次對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，同時(shí)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行濾波處理，按照輸出指令，反復(fù)執(zhí)行指令，提高地磅信號(hào)穩(wěn)定性能。

3.2.2 軟件看門(mén)狗技術(shù)

軟件看門(mén)狗主要就是對(duì)地磅程序運(yùn)行實(shí)際性監(jiān)控，一旦發(fā)現(xiàn)地磅超過(guò)設(shè)定時(shí)間情況，程序需要強(qiáng)迫重新回到入口，保證地磅系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。

4 結(jié)論

現(xiàn)階段，地磅正在快速發(fā)展，降低電子秤成本、提高地磅精確度，已經(jīng)成為電子秤發(fā)展主要趨勢(shì)。地磅這種發(fā)展趨勢(shì)，對(duì)模擬信號(hào)處理器件要求不斷提高，降低信號(hào)處理器件成本，提高信號(hào)處理器件性能。筆者對(duì)單片機(jī)基礎(chǔ)的多功能地磅進(jìn)行設(shè)計(jì)分析，主要目的希望能夠推動(dòng)地磅數(shù)字化發(fā)展。