專利名稱：一種稱重顯示控制器的制作方法
技術(shù)領域：
本實用新型涉及一種稱重裝置，尤其是涉及一種主要用于顆粒狀物體的定量包裝 系統(tǒng)的稱重顯示控制器。
背景技術(shù)：
隨著微電子技術(shù)和計算機技術(shù)的快速發(fā)展，傳統(tǒng)的機械式稱重儀表正逐步被基于 嵌入式技術(shù)的電子稱重儀表所取代。電子稱重儀表具有性能可靠、體積小巧、易于安裝使用 等特點，廣泛地用于各種計量、定量稱重系統(tǒng)中。電子稱重儀表在精度、速度性能上的提高 擴大了電子稱重儀表的應用領域。為此已有一些報道，中國專利CN200993597Y提供一種稱 重控制器，采用高精度運算放大電路，其通用設計型將流量秤、定量包裝秤、配料秤等稱重 功能聚集于一體。中國專利CN201094080Y提供一種數(shù)字稱重顯示控制器儀表，其設置有一 以單片機為核心的控制系統(tǒng)，以及連接在系統(tǒng)到控制系統(tǒng)的輸入設備和顯示設備。另一方面，目前國內(nèi)企業(yè)生產(chǎn)的定量稱重包裝設備的速度和精度還是難于完全滿 足工業(yè)生產(chǎn)的要求。而且一般采用的稱重儀表還沒有實現(xiàn)模塊化設計，能夠通過硬件或軟 件的積木式組合實現(xiàn)不同的功能需求。同時，如何有效地將多個稱重儀表連接組成網(wǎng)絡也 是當前稱重儀表需要解決的問題。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的在于針對現(xiàn)有的稱重顯示控制器存在的問題，提供一種稱重精 度高、軟硬件模塊化設計、人機界面友好、工作穩(wěn)定可靠的稱重顯示控制器。本實用新型設有主控板、網(wǎng)絡通訊板、顯示板、I/O擴展板和電源板。主控板用于 采集重量信號并控制系統(tǒng)運行，網(wǎng)絡通訊板用于稱重控制顯示器與遠程設備之間的數(shù)據(jù)傳 輸，網(wǎng)絡通訊板與主控板連接，顯示板用于顯示設備運行狀態(tài)及設置設備參數(shù)，顯示板的輸 入端與主控板的顯示信號輸出端連接，I/O擴展板與主控板的I/O擴展接口連接，實現(xiàn)增加 I/O端口數(shù)量。電源板的電壓輸出端分別與主控板和顯示板連接，提供主控板和顯示板所需 要的供電電源。主控板可設有微處理器、輸入輸出模塊和帶E2PR0M的電源監(jiān)控模塊，電源監(jiān)控模 塊通信端與微處理器的I/O端口連接，電源監(jiān)控模塊的低電平復位端與微處理器的復位輸 入端口連接，輸入輸出模塊輸入端外接按鈕開關，輸入輸出模塊輸出端外接24V電磁閥線 圈端，輸入輸出模塊擴展端外接I/O擴展板，輸入輸出模塊通信端與微處理器I/O端口連接。主控板還可設有模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊，模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊外接壓力傳感器，模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊通 信端與微處理器的SPI通信端口連接。在主控板的微處理器異步串行端口可連接網(wǎng)絡通訊板，網(wǎng)絡通訊模塊外接GPRS 無線通訊模塊或以太網(wǎng)通訊模塊，網(wǎng)絡通訊模塊通信端口與微處理器的異步串行端口連接。[0009]所述顯示板可采用數(shù)碼管顯示器，液晶顯示器或真空熒光顯示器等。從稱重顯示控制器產(chǎn)生之時，總線通訊就在其中起著重要的作用，它是稱重顯示 控制器接入各種網(wǎng)絡的基礎。在稱重顯示控制器發(fā)展的過程，許多不同的通訊方式被采用， 例如早期的有RS422/485總線方式，目前常用的有CAN、ModBus、Prof iBus等現(xiàn)場總線通訊 方式、最近出現(xiàn)的Ethernet/IPJrofiNet等工業(yè)以太網(wǎng)通訊方式。在背景技術(shù)部分所引用 的中國專利CN200993597Y采用的是RS232通訊方式，其缺點是通訊距離有限、傳輸速率低、 抗噪聲干擾弱等。與現(xiàn)有的稱重顯示控制器采用的通訊方式相比，本實用新型所采用的網(wǎng)絡通訊方 式具有以下優(yōu)點1)模塊化設計本實用新型的網(wǎng)絡通訊模塊采用模塊化設計，可以根據(jù)需求選擇 有線的以太網(wǎng)通訊方式、或者選擇無線的GPRS網(wǎng)絡通訊方式，也可以不選用網(wǎng)絡通訊。這 種模塊化設計增加了產(chǎn)品的市場適應性，對不同的需求方式采用不同的組合方式。2)接入網(wǎng)絡方便，價格合理采用無線GPRS網(wǎng)絡通訊方式無需任何布線，直接接 入網(wǎng)絡即可使用，以太網(wǎng)通訊方式也只需接入已有的網(wǎng)絡即好。現(xiàn)有的各種現(xiàn)場總線通訊 方式都需要額外的布線，增加了工程建設成本，采用工業(yè)以太網(wǎng)通訊方式雖然不需要額外 布線，但目前大部分工廠還是無法承擔價格昂貴的工業(yè)以太網(wǎng)設備。3)傳輸速率高GPRS可提供高達115kbit/s的傳輸速率，以太網(wǎng)更是可以提供 10Mbit/sU00Mbit/s的傳輸速率。同時通訊方式基于IP協(xié)議，可提供強大的Internet接 入能力。4)顯示設備是稱重顯示控制器一個重要的部分，現(xiàn)有的稱重顯示器控制器使用的 顯示設備主要有數(shù)碼管和液晶顯示屏。在背景技術(shù)部分所引用的中國專利CN201094080Y 采用的顯示設備是液晶顯示屏，其缺點是亮度低、可視距離較短。與數(shù)碼管和液晶顯示屏相 比，本實用新型使用真空熒光顯示屏(Vacuum Fluorescent Display-VFD)，具有更廣闊的 視角及實現(xiàn)效果，由于在真空中驅(qū)動，因此具有較高的可靠性及較強的環(huán)境適應性。

圖1為本實用新型實施例的結(jié)構(gòu)框圖。圖2為本實用新型實施例電源板的電路原理圖。圖3為本實用新型實施例主控板的微處理器電路原理框圖。圖4為本實用新型實施例主控板的輸入輸出電路原理圖。圖5為本實用新型實施例主控板的AD采集及網(wǎng)絡通訊板電路原理圖。圖6為本實用新型實施例顯示板的電路原理圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖和實例對本實用新型詳細說明。參見圖1，本實用新型實施例設有主控板1、1/0擴展板2、網(wǎng)絡通訊板3、顯示板4 和電源板5，1/0擴展板2輸入端外接輸入設備，1/0擴展板2輸出端外接輸出設備，1/0擴 展板2通信端連接到主控板1/0擴展接口。網(wǎng)絡通訊板3通信端連接到主控板的異步串行 接口 1。顯示板4通信端連接到主控板的異步串行接口 2。[0024]主控板1用于處理采集到的壓力傳感器數(shù)據(jù)，實現(xiàn)對外圍輸入輸出設備的控制， 同時將處理好的信息傳送給顯示板4顯示，并可以通過網(wǎng)絡通訊板3與遠程設備系統(tǒng)進行 通訊。對于有更多I/O數(shù)量要求的場所，可以使用I/O擴展板2增加I/O端口數(shù)量。參見圖2，外接220V電源經(jīng)過接口 J1 一路經(jīng)過保險絲FU1、濾波器LCM1、整流橋 BR1、單片開關電源芯片TP1后連接到高頻變壓器TR1初級端，經(jīng)高頻變壓器TR1后產(chǎn)生5路 電壓24V/0. 3AU2V/0. 5AU2V/0. 3AU0V/0. 4A和-37V/0. 3A。其中 12V/0. 5A路經(jīng)過LM317 穩(wěn)壓集成芯片LM1產(chǎn)生-21. 7V電壓連接到電源接口 J2作為顯示板VFD驅(qū)動電壓，12V/0. 3A 路經(jīng)過78L05穩(wěn)壓芯片LM2產(chǎn)生5V電壓連接到電源接口 J3作為顯示板控制芯片及VFD驅(qū) 動芯片的供電電源，10V/0. 4A路經(jīng)過78L05穩(wěn)壓芯片LM3產(chǎn)生5V電壓連接到電源接口 J4 作為主控板芯片的供電電源，-37V/0. 3A路經(jīng)過LM337穩(wěn)壓集成芯片LM4產(chǎn)生-25V電壓連 接到電源接口 J2和J3作為顯示板VFD驅(qū)動電壓。其中10V/0.4A路還經(jīng)電阻R8、R11產(chǎn)生 采樣電壓并與TL1產(chǎn)生的基準電壓比較，產(chǎn)生誤差電壓再通過光耦改變控制端電流，達到 調(diào)節(jié)T0P244Y開關電源芯片TP1的輸出占空比，實現(xiàn)各路輸出電壓穩(wěn)定。參見圖3，外接5V電源經(jīng)過接口 J5連接到ZY1209BD集成電路U2產(chǎn)生隔離5V電 壓，再連接到電阻R17、LM236-2. 5基準電壓芯片D9產(chǎn)生2. 5V作為模數(shù)轉(zhuǎn)換的參考電壓。 外接5V電源連接到RH5RL33AA集成電路U1轉(zhuǎn)換成3. 3V電壓，作為MSP430F149微處理器 U4的供電電源。CAT1161集成電路U2連接到MSP430F149微處理器U4上，JTAG接口 J7連 接到MSP430F149微處理器U4上用于程序的燒寫，接口 J19連接到MSP430F149微處理器U4 的異步串行接口 0用于與顯示板傳送數(shù)據(jù)。參見圖4，外接按鈕開關經(jīng)過輸入接口 J14連接到TLP521光耦VT1-VT8，TLP521 光耦VT1-VT8把連接到74HC373集成電路U9，74HC373集成電路U9再將開關信號傳給 MSP430F149微處理器U4。MSP430F149微處理器U4將控制信號傳輸給74HC373集成電路 Ull，74HC373集成電路U11連接到光耦VT9-VT15，光耦VT9-VT15通過BCP56功率管Q1-Q8 和1N4758A限壓二極管D11-D18連接到電磁閥控制端。輸入擴展接口 J12和輸出擴展接口 J13端外連接到I/O擴展板，通信端連接到MSP430F149微處理器I/O端口。3_8譯碼器集 成電路U10控制端連接到MSP430F149微處理器I/O端口，輸出端連接到74HC373集成電路 U9、U11和I/O擴展接口 J2、J3用于產(chǎn)生選通信號。參見圖5，外接壓力傳感器信號經(jīng)過接口 J10或J11連接到電容C57、C58和電感 L6、L7組成濾波電路，后連接到CS5532ASZ模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片U6，CS5532ASZ模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片U6 將模擬量的重量信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，后傳輸給MSP430F149微處理器。MSP430F149微處 理器異步串行接口 2連接到以太網(wǎng)通訊模塊U7、U8的通信端，以太網(wǎng)通訊模塊U7、U8通過 RJ45接口 RJ1端外連接到以太網(wǎng)網(wǎng)口。網(wǎng)絡通訊方式選用GPRS是，MSP430F149微處理器 異步串行接口 2通過跳線J9連接到MAX232集成電路，MAX232集成電路再通過DB9針接口 J8連接到GPRS模塊。參見圖6，CS16312EN真空熒光顯示屏驅(qū)動芯片U13輸出端連接到真空熒光顯示屏 VI和按鍵SW1-SW20，CS16312EN真空熒光顯示屏驅(qū)動芯片U13通訊端連接到P89C51RC2單 片機U12的I/O端口。P89C51RC2單片機U12的串行接口通過接口 J18與總控板連接，實現(xiàn) 相互傳送數(shù)據(jù)。電源接口 J16、J17端外連接到電源板，用于獲取VFD的驅(qū)動電壓及板上芯 片的供電電壓。[0030]電源板電路的標號、稱值和元器件名稱參見表1。表 1 主控板電路的標號、稱值和元器件名稱參見表2。表 2
權(quán)利要求一種稱重顯示控制器，其特征在于設有主控板、網(wǎng)絡通訊板、顯示板、I/O擴展板和電源板；主控板用于采集重量信號并控制系統(tǒng)運行，網(wǎng)絡通訊板用于稱重控制顯示器與遠程設備之間的數(shù)據(jù)傳輸，網(wǎng)絡通訊板與主控板連接，顯示板用于顯示設備運行狀態(tài)及設置設備參數(shù)，顯示板的輸入端與主控板的顯示信號輸出端連接，I/O擴展板與主控板的I/O擴展接口連接；電源板的電壓輸出端分別與主控板和顯示板連接。
2.如權(quán)利要求1所述的一種稱重顯示控制器，其特征在于所述主控板設有微處理器、 輸入輸出模塊和帶E2PR0M的電源監(jiān)控模塊，電源監(jiān)控模塊通信端與微處理器的I/O端口連 接，電源監(jiān)控模塊的低電平復位端與微處理器的復位輸入端口連接，輸入輸出模塊輸入端 外接按鈕開關，輸入輸出模塊輸出端外接24V電磁閥線圈端，輸入輸出模塊擴展端外接I/O 擴展板，輸入輸出模塊通信端與微處理器I/O端口連接。
3.如權(quán)利要求1或2所述的一種稱重顯示控制器，其特征在于所述主控板設有模數(shù)轉(zhuǎn) 換模塊，模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊外接壓力傳感器，模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊通信端與微處理器的SPI通信端口 連接。
4.如權(quán)利要求1所述的一種稱重顯示控制器，其特征在于所述主控板的微處理器異步 串行端口連接網(wǎng)絡通訊板，網(wǎng)絡通訊模塊外接GPRS無線通訊模塊或以太網(wǎng)通訊模塊，網(wǎng)絡 通訊模塊通信端口與微處理器的異步串行端口連接。
5.如權(quán)利要求1所述的一種稱重顯示控制器，其特征在于所述顯示板采用數(shù)碼管顯示 器，液晶顯示器或真空熒光顯示器。
專利摘要一種稱重顯示控制器，涉及一種稱重裝置。提供一種稱重精度高、軟硬件模塊化設計、人機界面友好、工作穩(wěn)定可靠的稱重顯示控制器。設有主控板、網(wǎng)絡通訊板、顯示板、I/O擴展板和電源板。主控板用于采集重量信號并控制系統(tǒng)運行，網(wǎng)絡通訊板用于稱重控制顯示器與遠程設備之間的數(shù)據(jù)傳輸，網(wǎng)絡通訊板與主控板連接，顯示板用于顯示設備運行狀態(tài)及設置設備參數(shù)，顯示板的輸入端與主控板的顯示信號輸出端連接，I/O擴展板與主控板的I/O擴展接口連接，實現(xiàn)增加I/O端口數(shù)量。電源板的電壓輸出端分別與主控板和顯示板連接，提供主控板和顯示板所需要的供電電源。
文檔編號G01G23/36GK201607275SQ201020115758
公開日2010年10月13日 申請日期2010年2月11日 優(yōu)先權(quán)日2010年2月11日
發(fā)明者劉暾東, 唐文, 方劍杰, 江灝 申請人:廈門大學