2．稱重儀表硬件構(gòu)成

       該型稱重顯示控制器由顯示控制模塊和傳感器數(shù)據(jù)采集模塊組成，模塊之間由CAN總線連接。傳感器數(shù)據(jù)采集模塊不斷地采集傳感器模擬電壓信號，通過內(nèi)部放火、A／D轉(zhuǎn)換變成數(shù)字信號，并將數(shù)字信號經(jīng)過通信子模塊傳到CAN總線上去，供CAN總線上的對應(yīng)的顯示控制模塊接收處理，完成稱重顯示控制器主要功能，滿足攪拌站稱量系統(tǒng)的需要。

　　2.1 基于CAN接口的傳感器數(shù)據(jù)采集模塊原理

　　信號采集處理部分采用TI公司的MSC1210，MSC1210集成一個增強(qiáng)型的8051內(nèi)核、具有可編程增益(1-128倍)放大器、8路24位高∑-△摸數(shù)轉(zhuǎn)換器(A／D)，可以容易地實現(xiàn)單片式低噪聲高數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。同時還具有溫度傳感器、32K FLASH、1.2KB的SRAM、32位累加器，可串行或并行編程，達(dá)10萬次擦除／寫操作，工作電壓2.7--5.25 V，溫度范圍-40--+85℃。

　　通信子模塊由PHILIPS公司的獨立CAN總線控制器SJA1000、高速光隔離收發(fā)器6N137和CAN收發(fā)器A82C250組成。

　　電源部分主要由TVS、LM2956和DC-DC模塊設(shè)計而成。LM2956是一款性能優(yōu)越的低壓差穩(wěn)壓器，可以使系統(tǒng)的以較低的功耗工作，具有輸入電壓反接保護(hù)，使系統(tǒng)在不同的工作環(huán)境下更安全可靠，輸出電壓作為供電電源同時也作為AD轉(zhuǎn)換的基準(zhǔn)電壓，無需穩(wěn)定的基準(zhǔn)電壓源即可實現(xiàn)的測量，降低了對供電電源和基準(zhǔn)電壓源的要求，簡化了電路，同時也有效的降低了成本。DC-DC模塊給6N137右邊模擬電路供電，采用不同的電源供電，光耦6N137兩邊電路才完全隔離，提高了模塊的穩(wěn)定性。電路中各器件的電源輸入端接有去耦電容，增強(qiáng)系統(tǒng)的抗干擾能力。

　　2.2 顯示控制模塊原理

　　顯示控制模塊由信息處理子模塊、通信子模塊、顯示子模塊、鍵盤電路和電源電路組成。如6圖所示。

　　顯示控制模塊通過CAN總線接收傳感器數(shù)據(jù)采集模塊發(fā)送的信息，轉(zhuǎn)換成重量值，經(jīng)過主程序的處理，顯示重量并發(fā)送相應(yīng)的控制信息。

　　信號處理部分采用Cygnal公司的C8051F040單片機(jī)，它是集成在一塊芯片上的混合信號系統(tǒng)級單片機(jī)，25MIPS高速流水線式CIP-51控制器內(nèi)核，JTAG調(diào)試接口，64KB的可編程FLASH存儲器，RAM可存儲4352(4096+256)字節(jié)，64個I／O端口管腳，同時有一個CAN2.0B集成控制器，可在工業(yè)溫度范圍-45-+85℃內(nèi)采用2.7伏到3.6V的工作電壓。

　　顯示電路采用HD7279驅(qū)動LED。該芯片具有串行接口，可以同時驅(qū)動8位共陰極和連接64鍵的鍵盤矩陣，單片即可以完成數(shù)碼顯示和鍵盤接口的全部功能，而且該芯片自帶RC振蕩電路，無需外接時鐘，與單片機(jī)的接口電路簡單，只需四條I／O線。

　　通信部分選用高速光隔離收發(fā)器6N137和CAN控制收發(fā)器A82C250

　　電源設(shè)計與數(shù)據(jù)采集模塊相似。

　　3．軟件體系

　　軟件由數(shù)據(jù)采集程序和顯示控制程序兩部分組成，分別安裝在傳感器數(shù)據(jù)采集模塊和顯示控制模塊內(nèi)。

　　(1)數(shù)據(jù)采集程序包括A／D轉(zhuǎn)換中斷子程序、數(shù)據(jù)處理子程序、發(fā)送數(shù)據(jù)子程序和接收處理子程序；數(shù)據(jù)采集程序流。

       (2)顯示控制程序包括初始化子程序，開機(jī)自動置零子程序、菜單子程序、零點跟蹤子程序、自動配料子程序、手動配料子程序和通信子程序，各程序互相配合實現(xiàn)攪拌站控制的主要功能。

　　(3)CAN通訊協(xié)議說明

　　系統(tǒng)CANBUS網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如下：

　　 其中，PC為上位監(jiān)控機(jī)、C1…C32為顯示控制模塊、S1…S32為傳感器數(shù)據(jù)采集模塊、MC為手持監(jiān)控器(可選)。

　　下面以顯示控制器節(jié)點CYY(YY：控制器節(jié)點編號1＜＝Y(jié)Y＜＝32)為例說明CANBUS的ID分配，PC(MC)和傳感器數(shù)據(jù)采集模塊節(jié)點SYY的ID分配原理和CYY是一樣的，通過ID的互相匹配，就可以實現(xiàn)各個節(jié)點之間的相互通迅，傳輸不同的數(shù)據(jù)和命令。

       ● 0x00(廣播ID)：用于接收系統(tǒng)同步控制和緊急控制命令；

       ● 0xYY：接收數(shù)據(jù)幀，用于PC參數(shù)設(shè)置、配方設(shè)置、參數(shù)查詢；

       ● 0xYY+0x20：接收數(shù)據(jù)幀，接收SYY反饋的傳感器信息；

       ● 0xYY+0x40：發(fā)送數(shù)據(jù)幀，向PC發(fā)送參數(shù)、配方數(shù)據(jù)；

       ● 0xYY+0x60：發(fā)送數(shù)據(jù)幀，向PC發(fā)送系統(tǒng)狀態(tài)、任務(wù)進(jìn)程數(shù)據(jù)；

       ● 0x100+0xYY<<4(即0xYY左移4位再加0x100)：發(fā)送數(shù)據(jù)幀，用于向SYY傳送傳感器參數(shù)。

　　4．結(jié)束語