一种基于单片机的自动称重系统 |
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申请号 | CN201510606804.0 | 申请日 | 2015-09-22 | 公开(公告)号 | CN106542129A | 公开(公告)日 | 2017-03-29 |
申请人 | 李福霞; | 发明人 | 李福霞; | ||||
摘要 | 一种基于 单片机 的自动称重系统,主要由电源模 块 、模拟量输入模块、 开关 量输出模块、显示模块、串口通讯模块等部分组成。该自动称重系统结构简单、误差较小、实用性较强,对比现有的自动称重系统,降低了生产成本,提高了工作 稳定性 ,解决了人为因素对产品重量有较大影响的问题,较好地满足了工业需要。 | ||||||
权利要求 | 1.一种基于单片机的自动称重系统,其特征是:所述的基于单片机的自动称重系统主要由电源模块、模拟量输入模块、开关量输出模块、显示模块、串口通讯模块等部分组成。 |
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说明书全文 | 一种基于单片机的自动称重系统技术领域[0001] 本发明涉及一种基于单片机的自动称重系统,适用称重领域。 背景技术[0002] 随着社会的发展和工业技术水平的不断进步,电子秤因其准确可靠的特点在各行业中广为应用。目前,粉末产品的封装主要用电子秤来进行产品的称重。然而现有的中小企业,自动化程度极低,产品的重量受人为因素影响较大,其所包装的产品重量与产品的标准重量误差较大。此外,以往所设计的自动称重系统,成本较高、结构较为复杂,远远超过中小企业的承受能力。针对产品包装重量与标准重量误差较大,受人为因素影响较大的特点,发明一种产品的重量与标准重量误差较小,可靠性较高的自动控制产品重量的控制系统,具有重要意义。 发明内容[0003] 本发明提供一种基于单片机的自动称重系统,结构简单、误差较小、实用性较强,对比现有的自动称重系统,降低了生产成本,提高了工作稳定性,解决了人为因素对产品重量有较大影响的问题,较好地满足了工业需要。 [0004] 本发明所采用的技术方案是:基于单片机的自动称重系统主要由电源模块、模拟量输入模块、开关量输出模块、显示模块、串口通讯模块等部分组成。该控制系统通过将由称重装置及称重传感器测得的包装袋中产品的重量,传送至单片机中,单片机将其与所设定的标准重量进行对比,通过控制电磁阀的开关时间以调节包装袋中产品的重量,从而使产品重量符合标准。显示器部分用来显示当前的重量变化,并可将某一重量设置为标准重量。串口通信可用于单片机与PC机之间的信息交流,也可使得PC机实现对自动控制装置的远程控制。 [0005] 所述自动称重系统中的电源模块是整个系统正常工作的基本保证。系统需要+5V电压作为单片机等芯片的供电电源,由于因此选用LM2576芯片以产生电路所需的稳定的5V电压。220V市电经过变压、整流、滤波、稳压后得到稳定的+5V直流电压,供给电路。其中二极管D2还可避免电流的倒灌,从而很好地保护了电路。 [0006] 所述自动称重系统中的模拟量输入模块由称重传感器构成,称重传感器将非电量的重力转换为可测量的电信号的转换装置,是电子秤的核心部件,它的性能和工作状态决定了电子秤的准确度和稳定性。考虑到经济性,在满足准确度要求下,选用成本相对较低的传感器。 [0007] 称重传感器的连接方式采用六线制接法,六线制接法精度高。图中电阻r为引线电阻。AD转换芯片选用CS5532。其输入端以及参考端为高阻抗,端子电流很小,其压降可以忽略不计。因此可视为A端电压值与正参考电压Vref+相等,B端电压值和负参考电压Vref-相等,故此可认为AD转换器的参考电压和桥电路实际供电电压相等,电压波动对输出电压的影响相互抵消,提高了AD转换精度。 [0008] 所述自动称重系统中开关量输出模块的物料输出执行器为电磁阀,单片机通过控制三极管Q1的通断情况以控制继电器的动作情况从而来控制电磁阀。当单片机输出高电平时,三极管导通,继电器线圈通电,继电器开关闭合,从而使得电磁阀导通;当单片机输出低电平时,三极管截止,继电器线圈断电,继电器开关断开,使得电磁阀截止。当电磁阀打开时,物料通过电磁阀以固定流量流入包装袋中;电磁阀关断时,便结束物料的包装。 [0009] 所述自动称重系统中的显示电路既是输出部分也是输入部分,将当前设定的标准的重量传送至单片机中,单片机将当前传感器所得的输入信号与标准信号进行比较,并将结果传送至显示器中显示出来。选用迪文公司的DMT32240T035_01WN触摸屏作为显示终端,该液晶显示屏分辨率为320×240,工作电压为DC 7V-28V,功率为5VA。与单片机的串口连接,连接方式简单,价格低廉,使用方便。 [0010] 所述自动称重系统中的串口通信电路将电子秤的数据传至计算机,利用其强大的管理和控制功能,使其性价比、安全可靠性、人机交互性、管理自动化均得到极大的提高。通讯接口之间采用RS485通讯方式,因其开放性高、通信距离长,最大传输距离可达3000米,可以实现PC机对仪表的远程控制,非常适合工业自动化控制过程中串行通讯数据流量不大的场合。RS485使用A、B两根线输出差分信号,属于半双工通信,可以发送和接收数据,但是不能在两个方向上同时进行。RS485通讯接口芯片为MAX1487,为了提高通讯接口的抗干扰能力,使用HCPL0501芯片进行光耦隔离。 [0012] 下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。 [0013] 图1是本发明的自动称重系统结构图。 [0014] 图2是本发明的电源模块电路。 [0015] 图3是本发明的模拟量输入模块。 [0016] 图4是本发明的开关量输出模块。 [0017] 图5是本发明的串口通信模块。 [0018] 图中:LM2576为稳压芯片,CS5532为A/D转换芯片,MAX1487为通信芯片,HCPL0501芯片为光耦隔离芯片。 具体实施方式[0019] 下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。 [0020] 如图1,基于单片机的自动称重系统主要由电源模块、模拟量输入模块、开关量输出模块、显示模块、串口通讯模块等部分组成。该控制系统通过将由称重装置及称重传感器测得的包装袋中产品的重量,传送至单片机中,单片机将其与所设定的标准重量进行对比,通过控制电磁阀的开关时间以调节包装袋中产品的重量,从而使产品重量符合标准。显示器部分用来显示当前的重量变化,并可将某一重量设置为标准重量。串口通信可用于单片机与PC机之间的信息交流,也可使得PC机实现对自动控制装置的远程控制。 [0021] 如图2,自动称重系统中的电源模块是整个系统正常工作的基本保证,系统需要+5V电压作为单片机等芯片的供电电源,由于因此选用LM2576芯片以产生电路所需的稳定的5V电压。220V市电经过变压、整流、滤波、稳压后得到稳定的+5V直流电压,供给电路。其中二极管D2还可避免电流的倒灌,从而很好地保护了电路。 [0022] 如图3,自动称重系统中的模拟量输入模块由称重传感器构成,称重传感器将非电量的重力转换为可测量的电信号的转换装置,是电子秤的核心部件,它的性能和工作状态决定了电子秤的准确度和稳定性。考虑到经济性,在满足准确度要求下,选用成本相对较低的传感器。 [0023] 称重传感器的连接方式采用六线制接法,在电缆线较长的情况下,六线制接法精度高,图中电阻r为引线电阻。AD转换芯片选用CS5532。其输入端以及参考端为高阻抗,端子电流很小,其压降可以忽略不计。因此可视为A端电压值与正参考电压Vref+相等,B端电压值和负参考电压Vref-相等,故此可认为AD转换器的参考电压和桥电路实际供电电压相等,电压波动对输出电压的影响相互抵消,提高了AD转换精度。 [0024] 如图4,自动称重系统中开关量输出模块的物料输出执行器为电磁阀,单片机通过控制三极管Q1的通断情况以控制继电器的动作情况从而来控制电磁阀。当单片机输出高电平时,三极管导通,继电器线圈通电,继电器开关闭合,从而使得电磁阀导通;当单片机输出低电平时,三极管截止,继电器线圈断电,继电器开关断开,使得电磁阀截止。当电磁阀打开时,物料通过电磁阀以固定流量流入包装袋中;电磁阀关断时,便结束物料的包装。 [0025] 如图5,自动称重系统中的串口通信电路将电子秤的数据传至计算机,利用其强大的管理和控制功能,使其性价比、安全可靠性、人机交互性、管理自动化均得到极大的提高。通讯接口之间采用RS485通讯方式,因其开放性高、通信距离长,最大传输距离可达3000米,可以实现PC机对仪表的远程控制,非常适合工业自动化控制过程中串行通讯数据流量不大的场合。RS485使用A、B两根线输出差分信号,属于半双工通信,可以发送和接收数据,但是不能在两个方向上同时进行。RS485通讯接口芯片为MAX1487,为了提高通讯接口的抗干扰能力,使用HCPL0501芯片进行光耦隔离。 |