基于PIC18F4580的糧食稱重系統(tǒng)設計
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2．2 傳感器及AD轉(zhuǎn)換電路
負荷傳感器作為系統(tǒng)信號采集的最前端，其性能直接決定了稱重系統(tǒng)的準確性和穩(wěn)定性。為了滿足實際稱重時的精度要求，本系統(tǒng)中選用四線電橋式壓力傳感器，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縫相連，簡化電路板設計，提高系統(tǒng)可靠性。此外片上可直接實現(xiàn)內(nèi)部自校準、系統(tǒng)校準等，可以消除零點誤差、滿量程誤差及溫度漂移的影響，為系統(tǒng)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時的滿量程輸出為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芯片可以滿足本系統(tǒng)中轉(zhuǎn)換精度的要求。
實際模數(shù)轉(zhuǎn)換部分的電路設計如圖3所示，PIC18F4580通過三線SIP接口來讀寫片上寄存器，實現(xiàn)數(shù)據(jù)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(shù)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(tǒng)噪聲。參考電壓VREF+和VREF-由電源通過電阻分壓后得到。差分信號輸入端AIN1+及AIN1-通過無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://www.ex-cimer.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(shù)據(jù)線DB0-DB7與IC181 74580的RA口相連，控制線RS、RW、E與RE口相連。用來顯示相關調(diào)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進行電平轉(zhuǎn)換以實現(xiàn)PIC18F4580與上位機之間電壓及驅(qū)動電流的匹配。在實際調(diào)試中，需要通過USART接口向上位機發(fā)送數(shù)據(jù)以調(diào)試單片機的實際工作狀態(tài)以及對AD采樣數(shù)據(jù)進行分析和測試。
3 系統(tǒng)軟件設計
系統(tǒng)軟件設計采用HI-TECH公司針對PIC18系列設計的C語言編譯器進行程序設計，該編譯器支持多種數(shù)據(jù)變量類型和數(shù)據(jù)存儲位置的設定，并能高效的壓縮代碼長度。提高系統(tǒng)的運行效率。
3．1 系統(tǒng)主程序設計
單片機系統(tǒng)在上電后主程序首先初始化單片機內(nèi)部資源，包括各個IO的輸入輸出狀態(tài)，默認輸出值；SPI接口的采樣點、數(shù)據(jù)輸出對應的時鐘沿、總線空閑時的時鐘狀態(tài)和工作速度；USART接口的工作速度(波特率)，片上定時器的定時長度。然后是初始化系統(tǒng)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(nèi)容清空并顯示初始化界面。初始化完成后根據(jù)按鍵輸入產(chǎn)生中斷進入采集數(shù)據(jù)或系統(tǒng)標定，若沒有中斷則按照定時器設定的15 Hz來刷新LCD顯示內(nèi)容，并清除看門狗以防止程序跑飛。系統(tǒng)主程序流圖如圖4所示。
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