基于PIC18F4580的糧食稱(chēng)重系統設計
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2．2 傳感器及AD轉換電路
負荷傳感器作為系統信號采集的最前端，其性能直接決定了稱(chēng)重系統的準確性和穩定性。為了滿(mǎn)足實(shí)際稱(chēng)重時(shí)的精度要求，本系統中選用四線(xiàn)電橋式壓力傳感器，敏感度為1 mV／V，精度等級為0．05、量程為1kg。
AD7799是一款高精度、寬動(dòng)態(tài)范圍、△-∑型3通道24位ADC，該芯片自帶低噪聲、可編程增益的儀表放大器，可以與mV級輸出信號的傳感器無(wú)縫相連，簡(jiǎn)化電路板設計，提高系統可靠性。此外片上可直接實(shí)現內部自校準、系統校準等，可以消除零點(diǎn)誤差、滿(mǎn)量程誤差及溫度漂移的影響，為系統軟件設計提供方便。
AD7799在2．5 V參考電壓，4．17 Hz刷新率，128倍增益時(shí)RMS噪聲小于27 nV，如果采用敏感度為1 mV／V的傳感器，在激勵電壓為5 V時(shí)的滿(mǎn)量程輸出為5 mV，若要達到0．1 g的精度，最小可分辨的電壓為：
因此初步估算可以決定該AD芯片可以滿(mǎn)足本系統中轉換精度的要求。
實(shí)際模數轉換部分的電路設計如圖3所示，PIC18F4580通過(guò)三線(xiàn)SIP接口來(lái)讀寫(xiě)片上寄存器，實(shí)現數據采樣和標定等操作，其中AD7799上的SCK、MOSI、MISO信號分別與單片機上的RC3、RC4、RC5相連。數字和模擬部分的電源引腳都接上合適的去耦電容降低系統噪聲。參考電壓VREF+和VREF-由電源通過(guò)電阻分壓后得到。差分信號輸入端AIN1+及AIN1-通過(guò)無(wú)源低通濾波器后連接在負荷傳感器的差分輸出端。本文引用地址：http://dyxdggzs.com/article/171921.htm
2．3 人機界面及USART電路
LCD顯示采用QC12864B漢字圖形點(diǎn)陣液晶顯示模塊，采用并行連接的方式。液晶工作電壓及背光電源為5 V供電，數據線(xiàn)DB0-DB7與IC181 74580的RA口相連，控制線(xiàn)RS、RW、E與RE口相連。用來(lái)顯示相關(guān)調試結果，加上單片機的部分RB口作為按鍵的輸入組成人機界面。
USART電路采用MAX232進(jìn)行電平轉換以實(shí)現PIC18F4580與上位機之間電壓及驅動(dòng)電流的匹配。在實(shí)際調試中，需要通過(guò)USART接口向上位機發(fā)送數據以調試單片機的實(shí)際工作狀態(tài)以及對AD采樣數據進(jìn)行分析和測試。
3 系統軟件設計
系統軟件設計采用HI-TECH公司針對PIC18系列設計的C語(yǔ)言編譯器進(jìn)行程序設計，該編譯器支持多種數據變量類(lèi)型和數據存儲位置的設定，并能高效的壓縮代碼長(cháng)度。提高系統的運行效率。
3．1 系統主程序設計
單片機系統在上電后主程序首先初始化單片機內部資源，包括各個(gè)IO的輸入輸出狀態(tài)，默認輸出值；SPI接口的采樣點(diǎn)、數據輸出對應的時(shí)鐘沿、總線(xiàn)空閑時(shí)的時(shí)鐘狀態(tài)和工作速度；USART接口的工作速度(波特率)，片上定時(shí)器的定時(shí)長(cháng)度。然后是初始化系統板上資源，包括AD工作狀態(tài)的設定、AD的自標定，并對LCD屏內容清空并顯示初始化界面。初始化完成后根據按鍵輸入產(chǎn)生中斷進(jìn)入采集數據或系統標定，若沒(méi)有中斷則按照定時(shí)器設定的15 Hz來(lái)刷新LCD顯示內容，并清除看門(mén)狗以防止程序跑飛。系統主程序流圖如圖4所示。
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