100kg电子称调试过程详细说明doc.docx
- 文档编号:11422591
- 上传时间:2023-03-01
- 格式:DOCX
- 页数:13
- 大小:496.52KB
100kg电子称调试过程详细说明doc.docx
《100kg电子称调试过程详细说明doc.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《100kg电子称调试过程详细说明doc.docx(13页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
100kg电子称调试过程详细说明doc
电子称调试过程总结
在电子称程序的调试过程屮主耍设计两人部分内容:
硕件和软件。
苴中硬件部分包拆压力传感器、AD、主控单片机;软件是指代码编写部分。
卜面我就先从锁件的三个方面逐一的阐述调试遇到的问题、注意爭项及具体内容。
1压力传感器
它更准确的说是电阻应变式压力传感器,它主耍由弹性体、电阻应变片电缆线等组成,内部线路采用惠更斯电桥,当弹性体承受载荷产生变形时,电阻应变片(转换元件)受到拉伸或用缩臧变片变形后,它的阻值将发牛变化(增人或减小),从而使电桥失去平衡,产生相应的差动信号,供后续电路测屋和处理。
真体受力变化过程如图1演示:
luIurrj/^Ali31力M仲
RiKi
图1应变式力传感器的受力工作原理
它的特点是:
楙度高、易加工、结构简单紧凑、抗偏敦能力强、固何频率高。
实际外形如图2:
因此,在调试要注意三点:
一是采用惠更斯电桥的传感器仃四根线连接外电路.怎样正确的判定电源正、负极输入,信号1、2输出端口。
二是注意体重测量时的技术参数。
三是称重传感器的固定。
针对第一点,首先我们根据图2导线颜色依次记为黑、门、红、绿;然后用力用表两两测杲四根外接导线电阻阻值,举例说明一卜。
我对图2屮的传感器测最结杲如卜•表:
黑白
八八
黑绿
门纟1
白绿
红绿
307Q
261Q
348Q
394Q
307Q
2610
设定如图3所示
图3采用惠更斯电桥的传感器的外接电路线布局
由两两线何的电阻值和电桥电路可知,黑红、红绿Z间的总电阻值相等,黑白、白绿之间的总电阻值也相等,而白红Z间的总电阻值帕人IL不等值仅小「•它的黑绿线间的总电阻。
所以先假设线路如图3所示,设定Ri、R2、R3、R4,可以列出以下六个公式:
R血绿=尽〃(&+迅+RJ=261
%=RJI(R\+尽+&)=261
R白嫌=尺3〃(尽+&+凡)=307尺黑白=尺4〃(尺1+尺2+尺3)=307心白=(R[+尺3)〃(&+&)=394
R酚=(尺+&)〃(尺3+&)=348
因此可以得出Ri=R2 同时要注意的是为保证粘度,一般不要随意调整传感器的导线线长度。 针对第一.点,耍认克分析体匝测吊的族项盂炉泌: 的技术参数。 例如体旋测吊时的激励电斥5VDC〜12VDC,这个就是我刚开始测杲时忽略的何题,我只考虑到传感器和AD要使用同一模拟供电电源,乂由J: AD也应该使用和MCU芯片相同的数字供电电源,l(UMCU芯片的数字供电电源为3.3Vo所以我就只选择了3.3V的供电电源,从而导致传感器在此电压I、•无法丁作。 最后这个问题在MCU芯片屮进行了解决,在后文会提到解决方案。 这电解释一卜传感器和AD要使用同一模拟供电电源,AD和MCU芯片相同的数字供电电源。 HX711芯片内的稳压电路町同时向A/D转换器和外部传感器提供模拟电源。 隐压电源的供电电压(VSUP)町与数字电源QDVDD)相同。 稳玉电源的输出电压值(VA7DD)由外部分床电阻Rl、R2和芯片的输出参考电床VBG决定(图4),VA7DD=VBG(Rl+R2yR2o应选择该输出电压比稳压电源的输入电压(VSUP)低至少1OOmV。 图4HX711内部方框图 针对第三点,平行梁式称匝传感器使用时耍按悬臂梁方式安装,具体安装方式见图5: <1—UJt*引岀*代 图5双孔悬臂梁传感器安装方式 可从图中看到,平行梁式称重传感器使用时: 传感器的端支撑起,另•端必须悬空,同时应牢牢固定传感器的位置。 不然测吊时,会孑致测试数据不准确且不稳定,不能作为标定的基准。 2.AD 我们使用的AD电路是HX711,一款专为高糯度电子秤而设计的24位A/D转换器芯片.该芯片集成了包括稳压电源、片内时钟振荡器等英它同类熨芯片所需耍的外用电路,貝冇集成度高、响应速度快、抗十■扰性强等优点。 降低了电子秤的密机成本,提高了整机的性能和川4性。 芯片内提供的稳爪电源叮以自接向外部传感器和芯片内的A/D转换器提供电源,系统板上无需另外的模拟电源。 同时该芯片输入选择开关町任点选取通道A或通道B,与其内部的低噪声町编程放人器相连。 通道A的町编程増益为128或64,对应的满额度差分输入信号幅值分别为±20mV或±40mV。 通道B则为固定的32增益,用于系统参数检测。 我们在使用HX711芯片时选择了通道A的可编程増益128。 (l)Hx711实物: (2)芯片手册。 在使用该芯片的过程中,它的芯片手册成为后期调试程序的主要参考指数。 能充分的理解和运用该芯片手册是调试成功程序的询提条件。 卜脚就我调试屮遇到的问题作一分析。 第一,由HX711芯片手册的主耍电气参数表格中,我们可以看到: 有效位数 Numher-ofBits)⑴ =速率二10Hz 197 Bits 兀噪声位散(Noise- 1r«eBits.)'2 増益=128.建率=40Hz 173 Bits 这个表格说明两点问题: (1)AD输出范国虽然为J4位,其实只仃19位冇效。 但这19位可能不线性。 又因为无噪声位为17位,所以取17位才能保证线性。 因此在代码屮我读取了17位的有效值。 (2)W为AD芯片在放k128倍时.AD转换频率只能达到1OHZ,所以延时时间对应为 lOOniSo 第二,同样参照主耍电气参数表格: 输出总定时间的定义是指从上电、复位、输入通道或增益改变到仃效的稳定输出数据时间。 也就是说芯片只耍求在上电、复位.增益调整时,延迟400ms,AD的值才稳定。 由丁・ 设备提供商的参数仃町能是在特殊条件卜•测績的.所以我们在设置时设延时500ms•这样町以留点有余最,扩人适用性范阳。 3•主控单片机 这里我们使用的取片机是STC12LE5A60S2系列单•片机,它是STC生产的单•时钟/机器周期(1T)的单片机.是高速/低功耗/超强抗于扰的新一代8051单片机.指令代码完全兼容传统8051,但速度快8-12倍。 内部集成MAX810专用复位电路,2路PWM»8路高速10位A/D转换(250K/S,即25力次/秒),针对电机控制,强干扰场合。 STC12LE5A60S2系列巾•片机工作电压为22V-36V,为3V电压单片机。 所以这里要说明的问题是3V电斥单片机怎么能够既与AD电源匹配,乂能使传感器可以正常T•作? 其实就是要在准双向II模式屮向3V单片机引脚施加5V电压,那么就耍加限流电阻或用二极管做输入隔离,或用三极管做输出隔离。 又由丁•仃些外国接的是NPN三极管,没仃加上拉电阻,其实基极串多大电阻,I/OII就应该上拉多大的电阻,或者将该I/O丨1设置为 强推免输出。 这也我们所使用的HX711使用的就是8550NPN三极管•正确的做法是应该上拉电阻或强推免,但是不加也是可以,只不过容易造成I/O损坏。 我们这由于前期做主控板时没有考渥到这个问题,所以没有任何处理。 后期会改善这个问题。 4如图6所示传感器与hx711及主控板连接方法。 供电+红色 *地线 抑: 线接CPU—1OU二B寸计线接CPU」O口垓45V屯源 供电•白色 图6连接方法 5破件这三方面的连接如图7所示: 图7AD与MCU连接图 图屮小板子是HX711.人板子是主控单•片机。 贰中HX711左端端II依次是E+、 E-、A+、A-、B+、B-,与传感器相连,颜色与传感器导线颜色对应,依次红白黑绿。 与E+、E・、A+、A-对应相连;其右端端I1依次为GND、DT、SCK、VCC分别- 一对应接于单片机上的GND、P26、P2.7.5V电源处。 接卜•來讲解软件代码坏节。 我们足运用软件keil4,C语言。 卜•而我先把代码呈现给人家: #include 〃声明初始函数 voiddelayms(charms),〃声明延时两数voidsend_char(char明串丨I函数 voidget_weiglitO,〃声明获取体巫函数longa,weight,//定义变盘类型 charc[6],al,a2,〃同上 chartab[H0123456789';//同I: 〃同上 〃主函数 〃延时500ms 〃初始化函数 //人循环 〃调用get_weight longReadCouiit(void),mainO { delayms(500),mitQ: while(l) {get_weightO, } } voidinitO TMOD=0x20, TH1=0xFD, TL1=0xFD, SCON=0x50, PCON&=Oxef, TRI=1, IE=0x0, 〃定时器1「•作J: 8位自动鱼载模式,用于产生波特率 //波特率9600 //同上 //设定串行口工作方式 //波特率不倍増 //启动定时器1 //禁止任何中断 / voidsend_char(chartxd) / //传送一个字符 SBOT=txd,while(ITI); TI=0, } voiddelayms(charms) 〃将中丨1发送寄存器中的数据一位位从吊11发送出去//等待数据传送 //清除数据传送标,忐 //延时子程序 for(i=0,i<1卫i卄)■〃農个循坏近似等J-1ms} } longReadCount(void) / //AD骡动程序 V longCount, chari, ADSK=0, 〃使能AD(PD_SCK置低) Count=0, 〃清零 while(ADDO), //AD转换未结束则等待,否则开始读取。 起了同步作用 for(r=0」v24,i++) / //24位时钟脉冲从授高位到最低位逐位输出 \ ADSK=1, //PD_SCK置高(发送脉冲) Count=Count«l, 〃卜嗓沿來时变駅Count左移-位,右侧补零 ADSK=0, //PD_SCK置低 if(ADDO)Count-w-,//当数据输出为高电Countftll1 〃获取被测物体匝駅 }ADSK=1,_nop_0; ADSK=0>retuni(Count)>}voidget_weight() 〃第25个脉冲到來〃延长一个机器周期//第25个脉冲结束〃输出Count intcount=0,〃定义count变M: 为整型,初值为0 longsum=0,〃定义sum变量为长整型,初值为0 for(coiint=0,count<6,count++)//for循环,变彊count累加到5时跳出for循环{ a=ReadCount(),〃读取AD输出数据,賦值给a a=a»8,//a右移8位,舍去低八位,a为16位仃效,保证了线性sum+=a,〃将a累加赋值给sum } a=sum/5,//sum求'卜均什i赋值给a //al=a&0xff,//a低8位赋值给al //a2=a»8,//a右移8位后再把此时的a的低八位赋值给a2 //send_char(a2),〃串II输出a2 //send_char(a1),//串II输出a1 //send_char(Oxab),//«HII输tLlAB weight=(long)((float)(a-546)*99), //■RIp: 转换函数,传感器型号不同此曲数要适当修改weight=(weight+50)/l00*100,〃实现I•位四舍五入 c[0]=tab[weight/l00000],〃重鼠值整除得十力位 c[l]=tab[weight%100000/10000],//TE录值帑除得力位 c[2]=tab[weight%10000/1000],〃币;吊値整除得千位 c[3]=tab[weight%1000/100],〃晅彊值整除得百位 c[4]=tab[weight%100/10],〃重彊值整除得十位 c[5]=tab[weight%10];〃乘帚: 值除余得个位 send_char(c[0]),//串II输出从c[0]到c[5],由為位到低位依次输出send_chai*(c[1]), send_chai*(c[2]), send_char(c[3]), send_char(c[4]), send_char(c⑸),send_chai<64),//? |lII输出@标记符号 } /*由J: 称匝传感器线性度参数的不同,而对获得的贞帚数据处理,此处町能会根据不同称重传感器,程序的代码会有所不同*/ 对丁•该程序的确定主耍冇两部分: 调试AD输出结果程序和weight转换函数公式。 调试AD输出结果程序: a=ReadCount0,〃读取AD输出数据a=a»8,//a右移8位,舍去低八位,a为16位仃效,保证了线性 //al=a&0xff,//a低8位赋值给al //a2=a»8,//a右移8位后再把此时的a的低八位赋值给a2 //send_char(a2),〃串II输出a2 //send_char(a1),//: I: II输illa1 //send_char(0xab),〃串II输出AE 通过该代码的加入,能够准确读出AD的初始值,和加上标准重量的AD值,然后就可 以根据它们來计算出k值(k为称區传感器线性度参数)。 然后帯入公式W=AD-无承眞AD值)*标准称重/(标准称重AD值-无承重AD值),就可以紂到weight转换函数公式。 就我们的实验数据为例,人家一起看下这个推亍的过程: 运行调试AD程序,得到初始AD值0222——(546)心加35OOg的币帰时AD值0383 ——(899)io,得出标准称贞/(标准称晅AD值-无承暇AD值)=3500/(899-546)=99。 进而推出weight转换函数公式: weiglit=(long)((float)(a-546)*99), 由电源千扰严匝,所以传感器输出信号•波形不可测。 HX711调试电路見冇同步抑制50HZ和60HZ的电源十•扰,所以调试过程中从AD中测得的数据输出波形DT,时钟输入波形SCK (1)DT波形 (2)SCK波形
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 100 kg 电子称 调试 过程 详细 说明 doc
![提示](https://static.bdocx.com/images/bang_tan.gif)