1引言
微机控制自动称重系统是为改进天津市驻军某后勤部仓库在钢材购入和销售过程中的人工作业方式而设计的。本设计中在装运吊车上安装以电阻应变片拉力传感器及其转换电路，作为重物的检测；用MCS-51系列微型单片机控制，完成对重量数据的采集、处理、显示和打印，达到对作业过程的直观监测和自动管理。系统主要技术指标范围如下：
最大载重量:P™x<10t
累计载重量:XPm„<60t
测量精度：1/1000
工作环境：一10C〜+50C
显示打印内容：称量序号N0（2位）;称量单重W（4位）；称量总重2W（5位）。
2总设计方案及基本原理
微机控制自动称重及数据处理系统，由6部分组成。其总方案如图1所示。在吊车上装以电阻应变片拉力传感器及其转换电路，作为重量的检测。吊车吊起钢材后，重量的检测电路输出正比于钢材重量的模拟电压量。通过A/D转换器将模拟量转换为数字量。再经过数据传输电路（光电隔离器），由单片机将数据采集，据程序设定进行相应运算、处理、显示和打印。整个作业过程由微机按键盘的设定进行控制，完成各种功能操作。
3硬件设计
根据系统总体设计方案，系统主要硬件结构考虑如下：
3.1单片机及I/O接口
考虑系统的程序空间和数据的运行空间较宽，选用片内EPROM8751单片机控制系统为核心。用其EPROM作系统程序的存储。另外配用CMOS6116静态RAM芯片作为系统数据的存储。由8751的已口作为扩展高8位地址总线A15-A8,分别作为6116高3位地址和6116及I/O接口8255,A/D转换0809芯片的选通控制。P。口分别作为低8位地址总线A7〜A。和数据总线D7-D0,由74LS373地址锁存允许ALE使能控制，进行数据存储和数据传送。其8位准双向I/O口P,分别接CMOSCC14543、CMOSCC4514芯片，以驱动七段夜晶显示器的字段和6位数字显示器的位选控制。
系统的输入输出接口选用8255A可编程并行接口芯片，其B口为数据输出，用于数据的打印输岀。C口为控制信息,分别用作打印机选通/关闭ADC0809,选通和系统作业中的按键控制。
3.2重量检测电路
考虑检测的灵敏度、精度、稳定性等技术指标，釆用电阻应变片拉力传感器及其转换电路作为重量的检测电路。电阻应变片拉力传感器基本结构是用4片特性相同的电阻应变片，对称地粘贴在弹性物体（等截面实心轴）上,将其接成全桥四臂工作方式，由直流稳压电源供电，构成重量检测电路。
3.3A/D转换及数据处理
A/D转换是计算机在过程控制中进行数据处理的主要接口。本系统选用ADC0809芯片，将重量检测输岀的模拟电压量转换为数字量。同时考虑与外设进行通讯时，需电平转换且为进一步提高抗干扰能力，选用光电隔离器作为数据传输电路。A/D转换是由可编程I/O接口芯片8255A控制，向其START端输入一启动脉冲，开始转换。数据经转换后由EOC发出结束信号使单片机P,口向CPU发出中断请求，待CPU发出选通信号时，数据经光电隔离器送入单片机P。口待处理。
3.4显示驱动
为能直接观测仓库进岀料时称量的作业情况，选用LCD（液晶显示器）显示称量的序号、重量等。其显示驱动部分选用交流CMOSCC14543芯片。系统检测数据经8751单片机处理后通过P"〜R.3口送到驱动电路。另外采用4位锁存4线一16线译码器CC4514作为地址译码器，由8751单片机P14~P]7向CC4514送入显示的位信号,经译码后控制其位显。当其数据锁存信号输入LE=0时,液晶显示器显示对应数据。
4软件设计
微机控制自动称重和数据处理系统的软件设计包括系统作业过程控制的主程序设计和用于单片机与称重系统间数据通讯以及实现各种重量数据的采集、处理、显示、记录等部分子程序的设计。特别是考虑到实际测量中尽量避免一些工艺及设备精度等带来的影响，进一步保证称量的精度，在软件控制中设置了3个数据处理环节：
（1）    多次采样排队取中值
考虑材料被吊起称重时的摆动，使传感器受力不稳定而影响测量精度,每吊一钩材料设计采样5次,按由大到小顺序排列，取其中值作为最后测量数据。
（2）    减零点
考虑实际测量中传感器受温度影响产生的零点漂移和蠕变经及称重时的皮重,每测同一类材料前，首先测零点W°将结果暂存,然后每测一钩钢材用其结果减W。得被测材料重量真值。
（3）    非线性修正
考虑电阻应变片传感器作为重量检测，虽较其他传感器精度高、测量量程大，但其传感器本身存在一定的非线性偏差（如2图示），一般不能保证理想的输入输出线性关系，因此影响测量精度。为解决此问题，根据其非线性变化规律计算出一定载荷范围的修正值，制成表存放在固定的区域中，在测得重量“真值”后找其对应的修正值进行修正，以进一步保证测量精度。

图2非线性編差示童图

5结束语
本设计来源于生产实际，在整个系统操作过程中，既有直观的显示，方便的键盘控制，又可进行数量的打印记录。系统中由计算机对检测环节固有的非线性和数据的离散性等进行处理，同时采用光电耦合电路进行数据的传输，有力地提高了系统的抗干扰能力，提高了测量精度。在软件编辑方面通用性较强，对响应数据稍作修改,可应用于较大范围的称量。

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