李月华

（太原理工大学，山西 太原 030024）

动态称重仪表是一组用以测量动态轮胎力和车辆通过时间，并提供计算轮重、轴重、总重等数据的仪器，一般由传感器终端与数据处理显示单元两个部分组成。

随着经济的发展和社会的需要，在交通调查、超限治理和计重收费工作中，动态称重系统得到了越来越多的应用。而对于动态称重仪表的生产企业来说，由于受到利益化的驱使，最小化产品的成本是商家的目的之一。因此对低成本称重仪表的研究也引起人们越来越多的重视，文章所研究的低成本称重仪表是基于51系列单片机，具有低元件成本、低设计与低维护成本的优点，现就其数据显示单元的设计详述如下。

数据处理显示单元的设计见图1，主要是由RS485通信接口电路、键盘电路、8位数码管电路、电源电路等组成，下面对部分组件进行介绍。

图1 数据处理显示单元框图

1 RS485通信接口

RS-485具有远距离、多节点（32个）以及传输线成本低的特性，因此我们选用其作为通讯接口，用于与传感器终端通信，接收来自传感器终端的ADC转换数据。

2 显示电路

在显示仪表中，一般会用LED数码显示器来显示各种数字或者符号，同时它又兼备显示清晰、亮度高、使用电压低、寿命长的特点，因此被广泛使用。且与其他显示器（如LCD）相比，具有工作电压低、多色、寿命长、发光控制简单的特点，所以我们选用LED显示器来完成显示。其设计原理如下：

由74HC595组成8位动态数码管显示电路。数码管为4联共阳数码管，就是将4个数码管封装在一起，输出引脚为4个数码管段引脚并联后引出的8个段引脚和4个数码管公共端引出的位引脚。在称重状态下，8位数码管中5位显示称重值，3位显示车型码，另外在校准状态，还用于输入校准值。

3 键盘电路

键盘是我们常用的人机接口。其输入功能相对简单，而且输入操作也不频繁，同时一般应用也尽可能要减少键的个数，因此我们会通过软件来安排特定的输入法，使有限的键盘完成尽可能多的输入功能。文章中所采取的键盘电路设计见图2。对于任何机械式按键，在断开和闭合时均会因碰撞的弹跳而造成机械抖动，这就导致在电气上产生时断时续的信号，使得电子逻辑电路出现不必要的错误。针对此种现象，本设计采用了软件消抖的方法。其工作原理：在软件检测到第一次按键按下时，需执行一个20 ms的软件延时程序，其后去检测该键电平是否仍在闭合状态，若是，则会确认此键为按下，故消除抖动带来的影响。

图2 键盘原理图

其中，按键KEYA0是功能选择键，KEYA1是数字加键，KETA2是数字减键，KEYA3是车辆选择键，KEYA4是备用按键。

4 数据处理显示单元的电源

本系统电路原始供电是由日常交流电提供，因此需要将交流电源转换成直流电源。通常这种转换由交流电压转换、整流、滤波、稳压几部分来完成。其设计见图3。

图3 供电电路图

5 数据处理与显示单元主要元器件成本

接下来，我们对称重仪表成本进行了分析，表1为数据处理与显示单元主要元件价格表。

6 总结

由上可知，数据处理显示单元部分的主要元件价格低于60元，本设计既满足了称重仪的技术要求，同时也进一步降低了动态称重仪表的设计成本。

表1 数据处理与显示单元主要元件价格表