工业称重仪表设计

摘要

改革开放30年来，我国工农业取得举足轻重地发展，各行业生产的产品随着市场的不断壮大，产品批量也逐步扩大；工业称重仪表种类很多，且应用领域广泛，对国民经济的发展有着巨大的影响；称重仪表属计量领域，计量同其它高科技一样，是国家之间竞争的重点之一。本文工业称重仪表主要应用于定量包装称重领域，是将机械、电气、电子、计算机、自动控制结合在一起的计量设备。称重仪表性能的好坏直接影响到生产企业的经济效益。本文设计的称重仪表实现了高称重精度和高称重速度，满足了工业生产的需要。 本文设计的称重仪表主要应用于饲料类产品的定量包装。根据总体设计方案，文章给出了工业称重仪表控制器的软硬件设计，包括CPU选型、外围单元电路设计、开关电源的设计和软件设计的整体框架及系统程序的设计。该称重仪表属智能动态仪表，能控制整个称重系统自动工作，减少了许多人力成本。 本文的主要工作： 1.论述了工业称重仪表的现状及发展趋势，提出了课题的背景及意义，以及本人的主要研究内容。 2.分析研究了工业称重仪表设计总体方案，包括称重系统的原理和称重显示控制器软硬框架。 3.由PCF8563时钟芯片通过I2C实现实时时钟。 4.分析研究了开关电源的整个硬件系统设计整个过程，电源产生先基本的多路输出，其中一路为反馈确保电压稳定，各路输出通过电路转换得到更为精确的电压，为工业称重仪表的主控板、设定显示板安全和稳定地供电。 5.由CS5532芯片通过SPI总线协议实现数据采集，包括软硬件设计。 6.分析研究了工业称重仪表的人机界面的设计，具体有显示窗、按键和指示灯。 最后对全文的工作作了总结，并指出了以后可以进一步探索的方向。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章 绪 论

1.1称重仪表现状及发展趋势

1.2课题研究的意义

1.3本人的主要工作及研究的内容

第二章工业称重仪表设计总体方案

2.1定量包装称重系统原理

2.2称重显示控制器硬件设计

2.2.1称重显示控制器硬件结构

2.2.2硬件抗干扰措施

2.3工业称重仪表软件架构

2.3.1称重控制器的参数设定

2.3.2整体软件流程

2.3.3软件抗干扰措施

2.4本章小结

第三章基于I2C总线的实时时钟

3.1 PCF8563时钟芯片介绍

3.1.1 PCF8563各引脚功能

3.1.2 PCF8563的内部结构

3.1.3 PCF8563的其它功能

3.2 I2C总线原理

3.2.1 I2C总线概述

3.2.2I2C总线起始与终止

3.2.3 I2C总线数据传送

3.3实时时钟功能实现

3.3.1实时时钟礤件电路设计

3.3.2实时时钟软件设计

第四章开关电源设计

4.1工业称重仪表电压需求分析

4.2开关电源综述

4.2.1开关电源发展

4.2.2开关电源的工作方式

4.2.3开关电源的工作模式

4.2.4开关电源基本框架

4.3工业称重仪表开关电源设计

4.3.1使用PI Expert 6.5专家系统设计出参考方案

4.3.2设计的开关电源最终方案

4.4变压器的设计

4.4.1变压器相关参数的计算

4.4.2变压器的绕制

4.5电源板中各部分设计的分析

4.5.1输入整流、限流保护电路的设计

4.5.2 TOPSwitch-GX芯选择及参数设定

4.5.3钳位电路设计

4.5.4反馈电路的设计

4.5.5开关电源抗干扰

4.5.6开关电源实验数据分析

4.6本章小结

第五章基于SPI总线应用于CS5532数据采集

5.1 SPI串行总线

5.1.1SPI串行总线的组成

5.1.2 SPI串行总线的工作原理

5.2 CS5532芯片介绍

5.2.1 CS5532引脚功能

5.2.2 CS5532供电方式

5.2.3 CS5532内部寄存器

5.3实现数据采集功能

5.3.1称重传感器工作原理

5.3.2采集模块硬件电路设计

5.3.3采集模块软件设计

第六章人机界面设计

6.1键盘设计

6.2 LED数码管显示

6.3本设计中人机界面硬件设计

6.4本设计人机界面软件实现

第七章结束语

参考文献

致谢

攻读学位期间发表的学术论文