一種多路定量稱重控制儀表電路及其控制方法與流程

本發明涉及一種稱重控制儀表，更具體地說，尤其涉及一種多路定量稱重控制儀表電路；本發明還涉及該控制儀表電路的控制方法。

背景技術：

目前，市場上單路/雙路稱重控制儀表控制速度與精度都很好，并且已經非常普及。但是在一些包裝任務重、時間比較緊迫的情況下，需要多臺儀表與多臺機器同時工作才能完成。這時，每臺儀表的參數不統一，組網復雜，存在穩定性差、操作繁瑣、系統集成度低等缺點，尤其是在廠房空間有限時更是難以實現多臺機器的存放，并且運營成本較高。因此，亟待發明一種能夠同時控制多臺儀表的控制裝置。

技術實現要素：

本發明的目的在于提供一種多路定量稱重控制儀表電路，該稱重控制儀表電路能夠提高稱重控制儀表的集成度、穩定性和系統一致性，同時降低了系統組成的成本。

本發明的另一目的在于提供一種多路定量稱重控制儀表電路的控制方法，利用該控制方法能夠實現傳統的稱重控制儀表的功能。

本發明采用的前一技術方案如下：

一種多路定量稱重控制儀表電路，其中，包括多路輸出隔離型DC/DC變換模塊、ARM嵌入式系統、多路AD采樣模塊、8路數字隔離輸入模塊、20路數字隔離輸出模塊、RS232/RS485通信模塊，所述的ARM嵌入式系統分別連接多路輸出隔離型DC/DC變換模塊、多路AD采樣模塊、8路數字隔離輸入模塊、20路數字隔離輸出模塊和RS232/RS485通信模塊，所述的多路輸出隔離型DC/DC變換模塊還連接多路AD采樣模塊和RS232/RS485通信模塊，所述多路AD采樣模塊的信號輸入端連接多個外部稱重傳感器的信號輸出端。

本發明采用的后一技術方案如下：

一種多路定量稱重控制儀表電路的控制方法，包括以下控制步驟：

(1)所述的多路輸出隔離型DC/DC變換模塊轉換輸入電壓到各個模塊，所述ARM嵌入式系統的ARM處理器得電復位；

(2)所述的ARM處理器初始化芯片端口，然后從掉電存儲器模塊讀取保存的參數后配置多路AD采樣模塊，再配置ARM處理器的外中斷偵測ADC轉換完成；

(3)將所述ARM處理器的ADC數據讀取中斷置于最高優先級，將所述ARM處理器的串口接收中斷位于次優先級，等待接收ADC數據或者串口數據；

(4)當所述的ARM處理器接收到ADC中斷時，所述的ARM處理器按順序讀取完多路AD采樣模塊中6片CS5532的AD數據，將8路數字隔離輸入模塊和20路數字隔離輸出模塊數據更新；ARM處理器對重量信號分析判斷傳感器是否處于穩定狀態，當外部稱重傳感器稱重重量等于皮重重量并且穩定時改變為開始出料輸出標志位，當外部稱重傳感器稱重重量大于等于設定重量時改變為停止出料輸出標志位，中斷返回；

(5)當所述的ARM處理器接收到串口數據中斷時，所述的RS232/RS485通信模塊將RS232或RS485總線上的電平轉換成ARM處理器接收的電平，所述的ARM處理器根據接收的電平變換接收數據，通過RS232/RS485通信模塊(8)轉換到對應電平到對應數據線上，中斷返回；

(6)掃描所述的矩陣鍵盤模塊，更新LCD顯示模塊，跳轉至步驟(3)。

與現有技術相比，本發明具有的有益效果為：

1.本發明的一種多路定量稱重控制儀表電路，包括多路輸出隔離型DC/DC變換模塊、ARM嵌入式系統、多路AD采樣模塊、8路數字隔離輸入模塊、20路數字隔離輸出模塊、RS232/RS485通信模塊，所述的ARM嵌入式系統分別連接多路輸出隔離型DC/DC變換模塊、多路AD采樣模塊、8路數字隔離輸入模塊、20路數字隔離輸出模塊和RS232/RS485通信模塊，多路輸出隔離型DC/DC變換模塊還連接多路AD采樣模塊和RS232/RS485通信模塊，多路AD采樣模塊的信號輸入端連接多個外部稱重傳感器的信號輸出端。通過模塊化程序設計實現相當于1個稱重控制儀表代替市面上使用6個稱重控制儀表實現的功能，該稱重控制儀表電路能夠提高稱重控制儀表的集成度、穩定性和系統一致性，同時降低了系統組成的成本。

2.本發明的一種多路定量稱重控制儀表電路的控制方法，多路輸出隔離型DC/DC變換模塊轉換輸入電壓到各個模塊，所述ARM嵌入式系統的ARM處理器得電復位；所述的ARM處理器初始化芯片端口，然后從掉電存儲器模塊讀取保存的參數后配置多路AD采樣模塊，再配置ARM處理器的外中斷偵測ADC轉換完成；將所述ARM處理器的ADC數據讀取中斷置于最高優先級，將所述ARM處理器的串口接收中斷位于次優先級，等待接收ADC數據或者串口數據，再根據獲得的ADC數據或者串口數據執行相應的操作，掃描所述的矩陣鍵盤模塊，更新LCD顯示模塊后跳轉等待中斷信號循環。利用該控制方法能夠實現市面上6個稱重控制儀表實現的功能。

附圖說明

圖1是本發明的原理圖；

圖2是本發明多路輸出隔離型DC/DC變換模塊的電路原理圖；

圖3是本發明ARM嵌入式系統的電路原理圖；

圖4是本發明8路數字隔離輸入模塊和RS232/RS485通信模塊的電路原理圖；

圖5是本發明多路AD采樣模塊的電路原理圖；

圖6是本發明單個AD采樣模塊的電路原理圖；

圖7是本發明20路數字隔離輸出模塊的電路原理圖；

圖8是本發明ARM嵌入式系統的連接圖；

圖9是本發明控制儀表電路的控制流程圖。

具體實施方式

下面結合具體實施方式，對本發明的技術方案作進一步的詳細說明，但不構成對本發明的任何限制。

如圖1至8所示，本發明的一種多路定量稱重控制儀表電路，其中，包括多路輸出隔離型DC/DC變換模塊1、ARM嵌入式系統2、多路AD采樣模塊3、8路數字隔離輸入模塊4、20路數字隔離輸出模塊5、RS232/RS485通信模塊8，所述的ARM嵌入式系統2分別連接多路輸出隔離型DC/DC變換模塊1、多路AD采樣模塊3、8路數字隔離輸入模塊4、20路數字隔離輸出模塊5和RS232/RS485通信模塊8，所述的多路輸出隔離型DC/DC變換模塊1還連接多路AD采樣模塊3和RS232/RS485通信模塊8，所述多路AD采樣模塊3的信號輸入端連接多個外部稱重傳感器的信號輸出端。通過模塊化程序設計實現相當于1個本發明的一種多路定量稱重控制儀表電路代替市面上使用6個稱重控制儀表實現的功能，該稱重控制儀表電路能夠提高稱重控制儀表的集成度、穩定性和系統一致性，同時降低了系統組成的成本。

所述多路輸出隔離型DC/DC變換模塊1的輸入端與一輸入電壓連接，所述多路輸出隔離型DC/DC變換模塊1的輸出端分別連接ARM嵌入式系統2、多路AD采樣模塊3和RS232/RS485通信模塊8,所述多路輸出隔離型DC/DC變換模塊1的輸出端還與多個外部稱重傳感器連接。其中，多路輸出隔離型DC/DC變換模塊1的輸入端與24V直流輸入電壓連接，多路輸出隔離型DC/DC變換模塊1同時向ARM嵌入式系統2、多路AD采樣模塊3和RS232/RS485通信模塊8以及多個外部稱重傳感器供電。

所述的ARM嵌入式系統2包括ARM處理器6、矩陣鍵盤模塊7、掉電存儲器模塊9和LCD顯示模塊10，所述的ARM處理器6分別連接矩陣鍵盤模塊7、掉電存儲器模塊9、LCD顯示模塊10。

所述的多路AD采樣模塊3包括6片CS5532模數轉換芯片，每片所述CS5532模數轉換芯片的SCLK引腳并聯連接，每片所述CS5532模數轉換芯片的SDI引腳并聯連接，每片所述CS5532模數轉換芯片的SDO引腳并聯連接，每片所述CS5532模數轉換芯片的OCS2引腳并聯連接且與一4.9152MHz的有源晶體振蕩器連接，每片并聯連接的所述CS5532模數轉換芯片的SCLK引腳、SDI引腳、SDO引腳通過一磁耦合隔離器與ARM處理器6的SPI3的引腳連接，每片所述CS5532模數轉換芯片的CS引腳分別與ARM處理器6的PG10引腳至PG15引腳連接。通過集成6片CS5532模數轉換器實現多個通道同步采樣，各通道的采樣精度與速度與單通道稱重儀表無差別。

所述的8路數字隔離輸入模塊4包括2片TLP281-4光耦，2片所述TLP281-4光耦的集電極輸出引腳分別與ARM處理器6的PA7引腳、PB0引腳、PB1引腳、PB2引腳、PC4引腳、PC5引腳、PF11引腳、PF12引腳連接。2片所述的TLP281-4光耦把ARM處理器6的信號與外部輸入信號隔離。

所述的20路數字隔離輸出模塊5包括由5片TLP281-4光耦和3片ULN2803達林頓管陣列組成的隔離型外部線圈驅動電路，5片所述TLP281-4光耦的陰極輸入引腳分別與ARM處理器6的PD8引腳、PD9引腳、PD10引腳、PD11引腳、PD12引腳、PD13引腳、PD14引腳、PD15引腳、PE7引腳、PE8引腳、PE9引腳、PE10引腳、PE11引腳、PE12引腳、PE13引腳、PF13引腳、PF14引腳、PF15引腳、PG0引腳、PG1引腳連接。

所述的RS232/RS485通信模塊8包括RS232通信電路和RS485通信電路，所述RS232通信電路通過一磁耦ADuM1402與ARM處理器6的USART1引腳相連，所述RS485通信電路通過一磁耦ADuM1402與ARM處理器6的USART2引腳連接。

所述的ARM處理器6包括STM32F103ZET6芯片；所述的矩陣鍵盤模塊7分別與ARM處理器6的PC10引腳、PC11引腳、的PC12引腳、PD0引腳、PD1引腳、的PD2引腳、PD3引腳、PD4引腳、PD5引腳連接。

所述的掉電存儲器模塊9包括FM25CL64芯片，所述的FM25CL64芯片與ARM處理器6的SPI2引腳連接。

所述的LCD顯示模塊10包括采用ST7290驅動的LCD12864液晶顯示器，所述LCD12864液晶顯示器的SID引腳與ARM處理器6的USART3的TX引腳連接，所述LCD12864液晶顯示器的SCK引腳與ARM處理器6的USART3的CK引腳相連。

如圖9所示，本發明所述的一種多路定量稱重控制儀表電路的控制方法，包括以下控制步驟：

(1)所述的多路輸出隔離型DC/DC變換模塊1轉換輸入電壓到各個模塊，所述ARM嵌入式系統2的ARM處理器6得電復位。

(2)所述的ARM處理器6初始化芯片端口，然后從掉電存儲器模塊9讀取保存的參數后配置多路AD采樣模塊3，再配置ARM處理器6的外中斷偵測ADC轉換完成。

(3)將所述ARM處理器6的ADC數據讀取中斷置于最高優先級，將所述ARM處理器6的串口接收中斷位于次優先級，等待接收ADC數據或者串口數據。

(4)當所述的ARM處理器6接收到ADC中斷時，所述的ARM處理器6按順序讀取完多路AD采樣模塊3中6片CS5532的AD數據，將8路數字隔離輸入模塊4和20路數字隔離輸出模塊5數據更新，保證8路數字隔離輸入模塊4和20路數字隔離輸出模塊5的端口更新時間間隔一致不受其他中斷影響。因為讀取AD數據時沒有條件跳轉語句，所以從中斷到讀取數據完成的時間是固定的。對AD數據進行滑動平均數字濾波，然后進行工程單位轉換，ARM處理器6對重量信號分析判斷傳感器是否處于穩定狀態，為后續稱重流程控制提高控制信號。當外部稱重傳感器稱重重量等于皮重重量并且穩定時改變為開始出料輸出標志位，當外部稱重傳感器稱重重量大于等于設定重量時改變為停止出料輸出標志位，為下一次端口更新做準備，之后中斷返回。

(5)當所述的ARM處理器6接收到串口數據中斷時，所述的RS232/RS485通信模塊8將RS232或RS485總線上的電平轉換成ARM處理器6接收的電平，所述的ARM處理器6根據接收的電平變換接收數據，通過RS232/RS485通信模塊8轉換到對應電平到對應數據線上，之后中斷返回。

(6)掃描所述的矩陣鍵盤模塊7，更新LCD顯示模塊10，跳轉至步驟3。

以上所述僅為本發明的較佳實施例，凡在本發明的精神和原則范圍內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。