基于單片機的垃圾稱(chēng)重計費控制系統

3 稱(chēng)重模塊和顯示模塊的設計

（1）稱(chēng)重傳感器的選擇

電子計價(jià)秤、平臺稱(chēng)等場(chǎng)合適合選用鋁合金懸臂梁式傳感器，由彎曲引起的形變，在彎曲面集中的區域上下兩面粘貼應變計，形成全橋的測量電路。圖3為CYT-204系列懸臂梁稱(chēng)重傳感器，選擇量程為0~0.1 T，精度高，漂移低；選擇輸出0~5 V， 易于和單片機接口； 尺寸為130 mm×32 mm×32 mm，安裝方便［3］。

（2）A/D轉換電路和顯示電路的設計

TLC2543是TI公司的12位串行模數轉換器，使用開(kāi)關(guān)電容逐次逼近技術(shù)完成A/D轉換過(guò)程。采用串行輸入結構，能夠節省單片機I/O資源，且具有接口簡(jiǎn)單、價(jià)格適中、分辨率較高等特點(diǎn)，在儀器儀表中有較為廣泛的應用，因此在本系統中采用TLC2543作A/D轉換元件。

控制系統常用的顯示器件有LED顯示器和LCD顯示器，其中LCD除了可以顯示數字之外還可以顯示字符，因此本設計選用目前非常通用的LCD1602顯示模塊進(jìn)行稱(chēng)重結果的顯示。

顯示控制程序實(shí)現用戶(hù)信息的顯示，包括姓名、門(mén)牌號碼和卡內余額。當用戶(hù)按下箱體選擇按鈕，垃圾重量計費裝置打開(kāi)相應的投入門(mén)，用戶(hù)投放垃圾完畢后，根據投放垃圾的種類(lèi)和重量，卡內余額可以增加或扣減并進(jìn)行顯示。

4 存儲模塊和通信模塊的設計

AT24C08是ATMEL公司的EEPROM存儲器，它的接線(xiàn)極為簡(jiǎn)單，只需要2根信號線(xiàn);其存儲容量為1 KB， 1個(gè)存儲模塊可以?xún)Υ鎺装賯€(gè)用戶(hù)的信息，與單片機的接口電路如圖4所示。

對每個(gè)住戶(hù)的垃圾投放情況進(jìn)行統計，需要將系統內存儲的住戶(hù)垃圾投放信息讀出。單片機的串行通信接口可以擴展為USB接口、RS232接口和GPRS接口等。本系統內AT89S51的串行接口只有1個(gè)，考慮到系統的方便性，在本設計中采用USB口擴展。

5 投入門(mén)控制模塊的設計

ZYT系列永磁直流電動(dòng)機采用鐵氧體永久磁鐵激磁系封閉自冷式。作為小功率直流電動(dòng)機，可在各種裝置中用作驅動(dòng)元件。本系統中采用ZYT系列永磁直流電動(dòng)機控制垃圾箱投入門(mén)的打開(kāi)和關(guān)閉。

L298N芯片是步進(jìn)電機和直流電機的驅動(dòng)芯片，很容易實(shí)現電機的正反轉，本設計中選擇Multiwatt15封裝，易于實(shí)驗室焊接。L298N芯片的引角圖如圖5所示。該芯片可接收標準TTL邏輯電平信號VSS， VSS可接4.5 V～7 V電壓； 4腳VS接電源電壓， VS電壓范圍VIH為2.5 V～46 V。輸出電流可達2.5 A，可驅動(dòng)電感性負載；1腳和15腳下發(fā)射極分別單獨引出以便接入電流采樣電阻，形成電流傳感信號。L298可驅動(dòng)2個(gè)電動(dòng)機，OUT1和OUT2以及OUT3和OUT4之間可分別接電動(dòng)機。輸入信號端IN1接高電平、IN2接低電平，電機1正轉；反之，電機1反轉。輸入信號端IN3接高電平、IN4接低電平，電機2正轉；反之，電機2反轉。因為不需要調速，調速端A、B可以直接接+5 V。本裝置中，有3個(gè)投入門(mén)需要控制，因此需要2片L298N，占用單片機6個(gè)I/O口。另外L298N對每個(gè)電動(dòng)機都有使能控制端EnA和EnB，3個(gè)投入門(mén)需要3根單片機I/O口線(xiàn)，如果它們?yōu)榈碗娖?，則電機不會(huì )轉動(dòng)。

考慮到一片AT89S51的I/O口有限，且本系統需要的I/O口線(xiàn)較多，所以選用1片AT89C2051來(lái)控制投入門(mén)電動(dòng)機動(dòng)作的正反轉。AT89C2051可以接收選擇投入門(mén)的按鍵的信號；它是24引腳的CPU芯片，體積小，節省空間。投入門(mén)是否動(dòng)作由系統中的主CPU AT89S51的一根口線(xiàn)和這片AT89C2051一根I/O口線(xiàn)相連作為信號線(xiàn)來(lái)決定。如果用戶(hù)卡余額不足，則AT89S51的這根I/O口線(xiàn)輸出高電平，與AT89C2051相連的I/O口線(xiàn)也為高電平，禁止所有投入門(mén)動(dòng)作，AT89S51的芯片如圖6所示。