基于51单片机的称重系统设计.docxVIP

单片机作业 学 院 计算机与控制工程学院 专 业 自动化 132 学 号 30 姓名 王伟 基于 51 单片机的称重系统 一 动态称重 所谓动态称重是指通过分析和测量车胎运动中的力，来计算该运动车辆的总重量、轴 重、轮重和部分重量数据的过程。动态称重系统按经过车辆行驶的速度划分，可分为低速 动态称重系统与高速动态称重系统。因为我国高速公路的限速最高是 120，所以高速动态 称重系统在理论上可对 5 到 120 之间时速通过称量装置的车辆进行动态称重。而低速动态 称重系统则一定要限制通过车辆的行驶速度，要想有较高的测量精度，理论要求车辆在 5km/h 以下时速匀速通过。在我国，车辆动态称重一般都使用低速动态称重来完成，在很 多收费站和车辆检测站都有应用，国家也出台了相关的测量标准。 与传统意义上的静态称重相比，动态称重可以在车辆缓慢运动情况下直接进行称重， 这样动态称重的高效率、测量时间短、能流畅交通等主要特点就凸显出来了。动态称重的 问世，不但使车辆的管理上有了很大的促进作用，而且还对我国的公路管理和维护起到了 至关重要的作用。 二 系统总体结构及其功能 设计总体结构是以 51 单片机为处理器的系统，如图所示。 上位机 键 盘 输 入 A/D 转换器 放大器 ADC0832 OP07 AT89C51 桥式称重传感器 RS232转换器 单片机 WPL110 蜂鸣器 LED显示 图 本设计要求能判断出车辆是否超载，如果车辆超载，本系统能够提供该车辆的超载信 息并发出警报。本设计采用 STC89C52单片机作为系统的处理核心，利用桥式称重传感器 采集到车辆重量并转换成电压信号，然后通过放大电路将电压信号进行放大处理后，传送 A/D 转换器中转换为数字信号， 再经过单片机处理、 传输到接口电路， 最后送到上位机，该数据可以与上位机里用键盘事先输入设定的总重量作比较并判断出该车辆是否超载，如 果超载，则可通过显示器、蜂鸣器作显示超载信息并报警，当然，键盘的作用除了输入设定值还可以解除和开启警报。 三 动态称重系统的组成 动态称重系统主要由车辆重量（含超载、偏载检测）检测子系统、货车长、宽、高三 维尺寸超限检测子系统、自动触发摄像拍照子系统、车辆类型自动判别子系统、系统配置 及系统维护子系统、行驶车辆速度测量子系统、数据统计、报表处理子系统和单据输出打 印子系统这几部分组成。该系统组成完善，部件考虑周全，能很好的完成称重任务。 四 动态称重系统的主要功能 （1） 动态检测出通过车辆的轴数、轴重、轴距、轮数、车速等； （2） 能自动检测出车辆的高、宽、长等外围尺寸是否超出最大标准，并能给出超出 部位的具体位置和具体数据； （3） 拍摄机器在车辆经过时能自行对要被检测的车辆进行拍照， 该机器能对车牌号 码、车辆种类进行识别，最终作为图像证据； （4） 可以将不合格车辆的处理记录、 超限情况进行打印， 根据车辆超限的程度来计 算罚款数额并打印收据或罚款单； （5） 检测到的数据全部存入数据库中，并对被监测到的数据进行分析、统计。便于 汇总上报、日常管理和进行查询。 五 单片机的选用 本设计采用的是 INTEL 公司研究开发生产的 STC89C52单片机，其内部置有 256 字节 的内部数据存储器、 8 位中央处理单元、 8K 片内程序存储器、 3 个 16 位定时 / 计数器、 32 个双向 I/O 口和一个片内时钟振荡电路，全双工串行通信口， 5 个两级中断结构。 89C52 的引脚图如图所示。 图 89C52 引脚图 本设计使用的是单片机的最小系统， 其中电路包括下载口电路、 复位电路和晶振电路。 复位电路中，电阻在下接地，电容在上接高电平，中间为 RST。复位电路工作原理是：通电时，由于电流很大，从而相当于电容被短路，这样 RST引脚上处于高电平，这时的单片 机为禁止工作状态。 如果要使单片机正常工作， 就要使 RST端电压慢慢下降并到一定程度，也就是 RST端为低电平，这就需要通过电源对电容进行充电。 复位电路复位的方式有手动复位、上电复位两种。所谓上电复位，就是通电瞬间，由于电流很大，从而相当于电容被短路，这样 RST引脚上处于高电平，自动复位；相反，通 过对改变电容电流，当电流很小的时候，我们就可以把电容当做开路状态， RST 端就处于低电平，程序就能正常的运行。 而手动复位要在上电复位的基础上， 按下复位按键， 使 VCC 直接与 RST相连，电容处于放电状态，以高电平形成复位；松开复位按键， RST仍旧是高电平，这时充电电流作用于电阻上， VCC给电容进行充电，还是复位状态，充电结束后，RST为低电平，能够正常工作。 A/D 转换器 A/D 转换器根据输出的信号格式有并行 A/D 和串行 A/D 两种。 ADC0832是一种