基于 51 单片机的地磅设计研究

地磅主要包括数字式和模拟式两种。其中，模拟式主要在早期的地磅当中进行应用。而目前较为常用的是数字式地磅。电信号由称重传感器测量，放大器对其进行放大处理后，利用 ADC 转换为数字信号，然后由数字设备进行处理。这种方式对于传输和处理称重数据较为便利，在企业信息化管理系统中，也更容易进行应用。在地磅技术的发展当中，数字式地磅是一个主要的发展方向。基于此，对基于 51 单片机的地磅的设计进行了研究，以期推动该技术的进一步发展。

一、引言

随着社会经济的不断发展，在交通领域当中，运输车辆不断增加，频繁出现的汽车超载问题给道路带来了更大的压力，也加剧了对桥梁及道路的破坏，更容易出现行车安全事故。因此，在道路运输领域当中，通过对汽车衡的大力研究和广泛应用，对汽车的载重情况进行有效控制，能够极大地缓解道路桥梁的压力。基于 51 单片机的地磅的出现，在实际应用中能够体现出很大的优势，因而要对其设计进行细致的研究。

二、控制模块的设计

在控制模块的设计中，时钟芯片具有重要的意义。因此，选用代用 I2C 总线接口的串行时钟芯片，包含的静态 RAM 由256×8bit，同时具有十分全面系统的计时功能，并且只需要利用两根线连接单片机，就能够实现通信。在键盘设计中，只需要 16 个按键，可采用带有串口的键盘控制芯片，最多能够扫描 64 键的键盘。在设计 MCU 和 PC 机通信的过程中，采用的是 RS－232C 的标准、MAX232 芯片，并且利用查询方式，通过软件编程设置建立 RS232 通信程序。在单片机控制设计中，采用了具有低功耗、高速、强抗干扰的单片机控制核心，能够简化电路设计、减少外围芯片数量，在程序调试过程中较为便利。单片机与外围器件是采用串行接口进行连接的，从而采用了相应的控制软件，以更好地实现单片机控制功能。

三、承重模块的设计

在称重模块的设计中，将电阻应变片粘贴在称重传感器弹性体上，同时连接电阻应变片，形成惠斯登电桥。在选择应用称重传感器的过程中，根据地磅的支撑点数、秤体结构、应用场合等确定称重传感器的数量。同时，所选传感器的量程，需要以电子衡器最大称量为基础进行选择，并且综合秤体自重、动载因素、最大偏载、传感器个数等综合考虑决定。在设计 ADC 的过程中，如果桥路供桥电压是 10 伏，称重传感器在 20 吨的荷载状态下，会由 20 毫伏的电压输出。因此，称重传感器所测得的信号比较微小，需要在放大器进行放大处理之后，通过模数转换变为数字信号，单片机才能够对信号进行识别。基于此，可采用具有编程增益放大功能的 AD 转换器来进行设计。

四、IC 卡读卡器的设计

IC 卡也就是集成电路卡，主要包括两种不同的方式，分别为非接触式和接触式。其中，非接触式 IC卡也叫作电子标签、射频卡和无限卡，包含了感应天线、IC 芯片等部分。在一个标准的 OVC 卡芯片当中进行封装，天线、芯片等都不会外露。在工作中，非接触双向通信是通过无线射频方式实现的，从而完成数据交换和目的识别。不同的 IC 卡读卡器能够提供不同的识别距离，较短的距离在几十厘米，较长的识别距离能够达到几米。采用不同的读写方式，能够对上千字节的信息进行输入，因而其在实际应用中的保密性十分良好。在货架识别、物料跟踪运载工具等方面，该技术都能够得到良好的应用。对于非接触数据的交换、采集，以及数据内容的频繁改变，都能够很好的适应。

五、计量管理系统的设计

在冶金、化工、电厂、港口、水泥、煤矿等企业当中，每天都需要进行大量的地磅计量。而现有的地磅虽然在工作效率、流程规范、数据准确等方面表现较为良好，但是却没能与计算机网络、智能卡、视频、红外等辅助手段进行有效的融合。在基于 51 单片机地磅的计量管理系统当中，主要包括了计算机、视频监控、道闸、远程 FRID 车牌识别、信号灯、智能卡、网络红外、管理软件等辅助系统，因而能够更好地发挥作用。在综合计量系统的操作当中，首先登陆界面，然后对汽车衡通信参数进行设置，录入各项基础数据，在应用中能够实现对历史记录的查询。

六、液晶显示模块的设计

在基于 51 单片机的地磅液晶显示模块的设计当中，采用了 OCM4×8C 的液晶显示模块，它是一种128×64 点阵的液晶显示模块，具有 4 为/8 位并行、2 线/3 线串行多种接口方式，能够直接连接到CPU。同时，内置的 16×16 点汉字 8192 个、32×128 点阵显示 RAM、以及 16×8 点 ASCI字符集128 个。在该液晶显示模块当中，能够对 ASCII 码、自造图形、点阵图形、汉字等在同屏进行显示。同时，还具有画面移位、反白显示、睡眠模式/唤醒、光标显示等功能。在该液晶显示模块当中，包含了两种接口方式，如果 PSB 引脚与高电平连接，则采用并口方式连接，否则使用串口方式连接。

七、结论

在当前社会中，随着经济的不断发展，我国交通运输事业得到了极大的进步，交通运输量也不断增加，因而对道路、桥梁等基础市政设施造成了很大的压力。而时常发生的超载情况，更是给道路桥梁带来了很大的破坏。基于此，应对汽车的载重量进行良好的控制。可采用汽车衡的方式进行控制，基于 51 单片机的地磅，在实际引用中体现出了十分良好的效果。通过对其各部分的设计，促使地磅更好地发挥作用。