基于stc12c5a60s2单片机的自动称重控制设计

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1、基于STC12C5A60S2单片机的自动称重控制设计摘要：使用压力传感器采集信号、单片机集成的ADC转换器进行A/D转换、光电耦合器件减小干扰、电机的点动控制减小误差，基于单片机设计了一个自动称重电路。实践证明，这个电路完全可以满足普通称重包装要求。Abstract:BasedontheSTC12C5A60S2microcontroller,aautomaticweighinginstrumentisdesignedwhichanaloguesignalsarecollectedbyapressuresensor,analoguesignalsareconverte

2、dintodigitalsignalsbythemicrocontroller’sintegratedA/Dconverter，interferenceisreducedbyusingopticalcoupler,weighingdeviationisreducedbytheintermittentrunningofthemotor.Practicinghasshownthatthiscircuitcanmeettherequirementofthegeneralweighingandpacking.关键词：单片机；压力传感器；A/D转换；程序Keywords：mi

3、crocontroller；pressuresensor；A/Dconverter；program分类号：TM921文献标识码：A文章编号：1006-4311(2016)04-0119-020引百传统的自动磅控制电路是使用模拟电子元件完成的。随着近年工业技术的发展，包含有自动称重控制设备的数字监测系统的技术也开始成熟。例如，文献［1］提供的饲料生产监控管理系统，使用了A/D转换技术、显示技术及电机的PID控制技术、自由落料的误差控制技术等；文献［2］给出了称重系统的设计原理；文献［3］给出了使用PLC设计称重系统的原理。但是这些文献只给出硬件的逻辑结构，没有给出具体

4、的硬件电路，并且自动包装设备成品对于初期创业的小微企业来说费用较高。本文采用STC12C5A60S2单片机，设计了一个简单的称重包装电路，给出关键硬件电路图及软件设计思路，成本较低。1硬件电路设计整个电路采用+5V单电源设计，与单片机控制电路共用接地。单片机内部集成A/D转换电路对电源的电压的稳定性要求较高，设计电源电路时注意。1.1信号采集采用余姚市火云衡器配件制造厂制造的型号为CZA-A的称重压力传感器，其内部电路为桥式结构，引线有四根，红、白线为电压输入，绿、黑线为信号输出。输出灵敏度2.00.2mV/V,采用5V激励。满载荷10kg的传感器，满载荷时输出lO

5、lmV。实际应用时建议最大载荷小于满载荷。由于传感器输出信号的电压幅度较小，所以需要放大电路。因为在编程时，可以对包装重量进行调整，所以采用简单的放大电路。图1中的放大电路采用电压串联负反馈放大。采用OPA333运算放大器，它的基本输入电流在70pA左右，电压开环放大增益为130dB,输出端短路电流±5mA。放大器输入端有滤波电路。其放大倍数为：可调整的值以确定放大倍数，使输入到单片机的信号电压满载时近+5V。称重电路中没有包含去除包装皮重的电路，这可在软件设计中加以考虑。单片机ADCO引脚在软件中设为“仅为输入（高阻）工作模式”。1.2电机控制电路电机控制电路如图

6、2所示。光电耦合器分为线性和非线性的两种。线性的适用于A/D转换及开关电源，非线性的适用于开关信息的传输。电机控制电路是开关控制，所以选用非线性光电耦合器6N137（高速光耦，晶体管输出）就可以。6N317的2、3引脚之间接有一个发光二极管，其正向电压降为1.2〜1.7V，典型值是1.4V，正向电流6.3〜15mA。P2.0不能直接连接在6N317间的输入端。6N317的5、8引脚之间需要接一个高频特性良好的0.luF电容，如瓷介质或钽电容，安装时尽量接近于5、8引脚，其作用是为了减小对电源的冲击。6N317的6引脚集电极开路输出，最大允许13mA的灌电流。因其不满

7、足功率继电器的负载要求，输出需要进行功率放大。小型功率继电器的型号是HF-3FD，其触点转换电流可达10A,所以限制了电机的功率。如果电机的功率比较大，建议采用ULN2008替换9013,它是专门用来驱动继电器的芯片，同时选用触点转换电流更大的继电器。2软件设计使用电机进行加料。刚开始时电机连续运转加料，当超过包装重量的二分之一时，开始间断加料。利用定时器0控制电机的点动时间。定时与A/D转换均禁止中断，用查询方式确定是否达到定时时间、A/D转换是否完成。一次包装程序设计思想如图3所示，其中“G”表示当前称重值，“G0”表示包装重量。对单片机来说，A/D转换在初