1简述
伴随着电子信息技术和电子信息技术的迅速发展趋势,传统式的脚踏式称重仪表正逐渐被根据嵌入式系统的电子器件称重仪表所替代。电子器件称重仪表具备特性靠谱、容积精巧、便于安裝应用等特性,被普遍地用以各种各样计量检定、定量分析称重设备中[1]。现阶段称重仪表关键的发展趋向是选用模块化设计，根据硬件配置或手机软件的乐高积木式组成来完成不一样的作用要求。比如客户明确提出的规定后，只需在仪表机箱里采用不一样的线路板组成或变更编码存储处理芯片。文中设计方案的仪表盘中模拟量输入收集与模块关键承担重量传感器数据收集和逻辑性控制，在其中A/D变换处理芯片采用英国CirrusLogic企业的CS5532ASZ；仪表盘显示器选用高像素和亮度高、使用期长的真空泵荧光显示器，且采用VFD专用型操纵／驱动器处理芯片CS16312，该处理芯片集成化了VFD显示信息操纵、功能键操纵、LED显示信息操纵等作用。VFD显示信息控制模块并选用独立的微控制器，促使显示器实用性很强；Ethernet插口控制模块选用通用性串口通信转以太网接口机器设备ZNE-10T，将仪表盘RS232网络升级到Internet互联网。开关电源采用英国输出功率集成化企业的TOP224Yic设计片式集成化电路，具备经济效益高、性能参数高、可完成多通道輸出等优势。仪表盘中每个控制模块相对性单独，控制模块中间通信选用规范的RS232接口，便捷依据要求组成，比如仪表盘运用场地沒有以太网接口接通道，由于应用规范的RS232接口，仪表盘传输数据则能够挑选近距直接与电子计算机的COM口联接或是长距离另加RS232转RS485的控制模块联接到别的的控制板上。另外，规范的插口也促使便捷将仪表盘控制模块用具备相近作用的商品取代，如客户准备应用触摸显示屏显示信息实际操作，只需将含有RS232接口触摸显示屏替代目前的VFD显示信息控制模块就可以。
2系统设计方案
仪表盘分成五个一部分模拟量输入收集与操纵、VFD(真空泵荧光显示器)显示信息、Ethernet插口、IO拓展插口及开关电源，总体架构如图所示1所显示。

2.1开关电源
真空泵荧光显示器（VACUUMFLUORESCENTDISPLAY）是以真空泵整流管发展趋势而成的显示器件，由发送电子器件的负极（直热式，通称钨丝）、加快操纵电子流的栅极、玻璃基板上印上电极和夜光粉的阳极氧化及栅网和玻盖组成。在钨丝两边再加上要求的钨丝工作电压，使负极溫度做到6000C上下而放射性热电子，再将阳极氧化再加上正工作电压，因栅极的功效而放射性热电子加快，可能相互之间冲击性而激起夜光粉，而使夜光粉发亮[4]。
依据上边描述，再融合收集模块、Ethernet插口控制模块供电系统，将全部仪表盘必须的供电系统状况归纳以下表：

根据上述规定，本仪表盘采用英国输出功率集成化企业TOPSwitch系列产品片式电源变压器处理芯片，该系列产品处理芯片具备集成化PWM控制板和MOSFET输出功率开关管、适用极宽的输入交流电流和頻率范畴、外围电路简易，成本费便宜，处理芯片自身功能损耗低，开关电源的整体高效率达到80％等特性[2]。
模拟量输入收集与控制器和VFD显示信息板都必须+9V工作电压供电系统，且收集板上A/D变换规定模拟量输入参照工作电压规定较严苛，为了更好地不互相影响，分为双路供电系统。依据二块板输出功率规定，设计方案一路10V/0.4a工作电压历经LM340T5变换给模拟量输入收集与控制器供电系统，VFD显示信息板则选用12V/0.2A经LM340T5变换供电系统。I/O板必须的+24V工作电压则立即设计方案一路24V/0.2A。
依据VFD显示信息供电系统规定，最先设计方案一路-37V/0.2A工作电压历经LM317转换成-30V，做为CS16312EN的参照工作电压，再应用4.7V稳压极管将工作电压拉涨成-25V收到钨丝一端，而钨丝中间3.3V/145mA压力差则是在-25V工作电压的基本上反串表演上工作电压为3.3V的不共地工作电压，那样就可得到 钨丝另一端-21.7V工作电压。历经试验检测认证，该VFD供电系统计划方案行得通。
依据规定，电路关键一部分电源变压器设计方案如图2所显示。

2.2模拟量输入收集与模块
如图所示3所显示，控制模块关键包括AD转换电源电路和MCU以及他外围电路。
称重仪表的精密度关键在于A/D变换处理芯片的屏幕分辨率。A/D变换处理芯片的挑选对决策仪表盘特性尤为重要，文中仪表盘采用CirrusLogic企业的CS5532ASZ转化器，该处理芯片是高集成度的ΔΣ模数转换器，运用了电荷守恒技术，其屏幕分辨率做到24位。处理芯片內部有一个极低噪音的换流器平稳仪表放大器，较大 增益值达到64倍。该ADC特别适合精确测量称重仪表、过程管理、科学研究和诊疗等主要用途的单/双旋光性小数据信号[3]。
图上重量传感器脉冲信号连接ADIN+、ADIN-，历经有电容器电感器构成的过滤互联网清除高频率影响后送进安全通道1。脉冲信号在CS5532中历经放大、AD转换、过滤，最终模拟信号从SDO輸出到MCU，等候进一步解决。MCU根据SDI线对CS5532开展安全通道挑选、前置放大器增益值、校准方法及其数据信息輸出頻率等设定。SDI和SDO是在时钟信号SCLK的相互配合下开展存取数据，CS是片选数据信号，低电频合理。CS5532与MCU的实际联接如图所示3所显示。AD转换必须一个精准平稳的模拟量输入参照工作电压，本仪表选应用DC-DC元器件ZY0505BD造成防护9V工作电压再选用标准工作电压处理芯片LM236-2.5直到精准平稳的2.9V参照工作电压。
本仪表盘的主控制板采用TI公司MSP430F147，该单片机设计具备超功耗、16位RISC构造、强劲的解决工作能力、系统软件工作中平稳等特性。为使系统软件平稳靠谱运作，应用带I2C串行通信CMOSE2PROM、精细校准控制板和看门狗1计时器的监管处理芯片CAT1161，且仪表盘断电仍需储存的数据储存在CAT1161内置的16KE2PROM中。此外与VFD显示信息控制模块、以太网接口控制模块串行通讯接口采用美信企业的MAX202CSE。控制模块中IO电源电路与IO拓展电路图讲解一样，故在IO拓展控制模块中叙述。

2.3VFD显示信息控制模块
如图4所显示，AT89C52与VFD专用型操纵处理芯片CS16312EN通讯是应用了三根口线。P1.0与CS16312的DIN相接用以数据信息输入。P1.1与DOUT相接用以数据信息輸出。P1.2与CLK相接，造成串行通信时钟信号。P1.3与STB相接，造成数据信息/指令鉴别数据信号。DOUT口是N断面开漏输出，故外接4.7K上拉电阻。CS16312处理芯片内建了OSC，震荡頻率从外接电阻器决策，电阻器典型值为51K。CS16312的7根GRID线分别收到VFD的栅极（grid）G1--G7,13根SEG线与VFD的阳极氧化(anode)P1—P13相接。动态性扫描仪显示信息由CS16312内建硬件配置电源电路全自动进行。GRID线循环系统輸出栅极扫描仪数据信号，SEG线輸出取之內部显示信息RAM区与之相匹配的显示信息数据信号[4]。

脚位KEY1～KEY4和SK1～SK6能够一起组成4×6电脑键盘扫描仪电源电路，在显示信息周期时间的尾端扫描仪数据信息将储存在键值数据信息RAM内，24个功能键应用3个字节数储存。本仪表盘数字键盘和按键一共有20个，因此 设计方案了4×5电脑键盘扫描仪电源电路。CS16312的LED驱动锁存的低4位相匹配于LED0～LED3脚位，每一个脚位的较大 驱动器工作能力为50mA。当其数值0时，LED灯亮；数值1时，LED灯灭。

2.4Ethernet插口控制模块
如图所示5所显示，Ethernet插口控制模块电源电路的关键元器件是ZNE-10T，该元器件是广州致远电子器件有限责任公司开发设计的一款内嵌式计算机设备，它內部集成化了TCP/IP协议栈，客户运用它能够轻轻松松完成内嵌式机器设备的互联网作用[5]。ZNE-10T具备10M以太网接口，较大 115200bps的串口波特率，多种多样工作方式(UDP、TCPServer、TCPClient)，功能损耗低于200mW等特点。ZNE-10T使RS232或RS485网络升级到以太网接口，促使向以太网接口传送数据等同于串口通信传送数据(配备好控制模块的IP地址、子网掩码、网关ip、串口波特率等主要参数)。采用ZNE-10T大大缩短了仪表盘开发进度，且机器设备价钱不高。
如图所示5所显示，J0是带2个LED灯的以太网接口RJ45插口，ZNE-10T机器设备中脚位LED_RXD和LED_TXD是以太网接口数据信息推送接受显示灯輸出口，因此 将两脚位联接在RJ45插口LED灯上用以标示推送接受情况。图上D1是网线水晶头联接一切正常显示灯。ZNE-10T机器设备脚位TXD和RXD是串口通信数据信号接受推送口，应用ZNE-10T时，RXD、TXD立即和MSP430的UTXD1、URXD1相接。留意应用时要将模拟量输入收集与控制器上的跳线帽拔掉，促使UTXD1、URXD1脚位不与MAX202相接，以防串口通讯接到影响。此外RST_H脚位用以ZNE-10T机器设备校准，低电频合理，立即与MSP430的P6.4脚位。
2.5IO拓展控制模块
I/O电源电路采用锁存74HC373，该处理芯片具备三态系统总线驱动器工作能力。由于MSP430F147全部端口号全是双向口线，本仪表盘采用P4端口号做为輸出端口号，P5端口号做为输入端口号。74HC373锁存数据信号LE由P6.1、P6.2、P6.3经3-8译码器74HC138得到 。I/O都选用光耦隔离，提高抗干扰能力。在其中输出电压外接，即输出电压能够依据必须联接，最大抗压为50V。

3结语
本仪表盘特性平稳、设计方案有效、功能齐全、应用灵便,能广泛运用于各种各样秤重当场,考虑不一样客户的必须，应用前景宽阔。其有效的硬件配置模块化设计、方便快捷的Internet互联网接入、美观大方的VFD工业触摸屏设计方案最能体现当今电子器件称重仪表的发展前景。

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