汽车衡大屏幕显示及语言自动报数系统

本文介绍了 一个采用电阻应变式传感器，通过8751单片机与显示器及 SR9F26语言芯片等组成的汽车衡大屏幕显示及语言自动报数系统的应用实例。

1.引言

随着电子技术的飞速发展，电子器件也在不断更新换代，我国已宣布到1997年所有 正式交易场所一律取缔杆秤，这意味着沿袭两千多年的杆秤将被电子秤所代替。

目前市场上广泛应用的电子秤大多功能单一，与用户之间透明度差,易引起交易双方的 争端。本文介绍的电子秤是八十年代后期的新技术，它可以与PC机相联，一次性测量载体 的全部重量（由主控室给出车体的标准重量）.也可按传统方式分两次测量（当PC机出故 障给不出车体重量时），可自动记录每次測量结果、时间、自动累加，还可将以上信息打印 输出。测量环节釆用应变式传感器，将重量转换成模拟量，经三次A/D转换后取其平均 值，测量范围为0.0U ~ 301，精度为3%。.CPU采用MCS-51系列的8751，具有速度快、 结构简单、稳定可靠的特点，再加上大屏幕显示和语言自动报数系统，使得功能更加齐 全，使用方便直观。如与各种不同的电阻应变式传感器连接，便可组成各种用途的电子 衡器。

2.系统结构与功能

如图1所示，该系统由SR9F26语言芯片，EPROM2732，显示器，主机通讯接口等组 成.其中SR9F26语言芯片用以完成语言信号的输人、转换、处理、存贮和播放工作； EPROM2732是用来存贮系统的初始化程序、串行数据的接收与发送程序、码制转换程序 及语言数据的录制与播放程序等。显示器用以完成秤量物体的重量以及价格、累计和等的显示工作。主机通讯接口用以实现单片机与主机，主机与PC之间的通讯功能。在 该系统中，主机为以电阻应变式传感器等组成的测量环节，测量数据以asc n码方式输 出给单片机，由于测量数据为不定长数据，所以用asc n码的“等号”表示一组数据发送 完毕。双方串行通讯协议为MCS-51单片机的串行方式1。单片机与显示器之间，单片 机与主机之间均采用串行通讯形式，单片机与显示器之间的串行通讯是通过I/O 口的P1.0 与P1.1实现的。单片机与主机之间的串行通讯是通过接收（Kw)端和发送（7k)端实现的。

3.硬件设计

3.1单片机与语言芯片SR9F26接口

SR9F26语言芯片是目前世界上较先进的语言处理芯片。它不仅有语言A/D、D/A转 换功能，而且有512k位的E2PROM存贮器，1W功率放大器，及8位CPU接口，4种采样频 率选择，最长录放时间为20s，并可分段录放。它与单片'机接口电路如图2所示。

其中A0-A2端表示每段录放音的入口地址，其范围是00H-9FH,共计160个入口。P/R端用于选择录放状态，当P/R = 1时为放音状 态，而P/R=0时为录音状态。EOM端为录放 结束指示端，当某段录放音结束后，EOM送出一 个由髙变低的负跳沿，PD端是复位及启动信 号端。髙电平使录放音开始，CE端为片选 端，当CE为下降沿时把A0-A1及P/R状态 锁存起来。ANI/、/ANO及MIC端均为摸拟信 号输人端。SR9F26语言芯片录人有两种方式，即直接方式和间接方式。在直接方式录入时，外声源直接与ANI相联；在间接方式录入时，从MIC端引入外声源（如话筒）,此时应在ANI与 用间接方式录入的。

在系统中根据需要将SR9F26语言芯片内部存贮器分成20段（定义18段，2段备 用），并在系统运行前已存贮好所需的语言信息，其对'运关系如表1所示。

根据人们的听觉习惯，选择每段的录放音时间为0.5s。这样假设当测量结果为 -2965.87 kg”B寸，则CPU先向SR9F26语言芯片传送“2”的段首地址08H，井同时将芯片选 通，再将P3.0、P3.2置T，此时SR9F26则从“2”的段首地址08H开始依次调出语言数据并送到扬声器中?延时0.5s后CPU将P3.2置0,然后再传送下一个需要播出的语言?千?的段首地址68H……直致全部播放完???

3.2单片机子系统

如图3所示…它由8751单片机.74LS373地址锁存器.EPROM2732..1489电平转换 器?四位拨码开关及语言接口所组成"373用来解决8751单片机地址总线低八位与数据 总线复位问题? ? EPROM2732用来存放本系统软件程序? ? .1489电平转换器用以实现TTL 电平到RS-232电平转换??对于象电子汽车衡这样大型的电子秤?般情况下?结算与 测量相距都在20m-100m范围内??为了使噪声不影响通讯可靠性?故采用RS-232标准 来消除噪声产生的误差??四位拨码开关41.4 ~ P1.7?是用来匹配主机与单片机通讯的 玻特率的??单片机接收波特率设置为1.2k(工作频率为6MHz)为了与不同的主机发送波 特率相匹配?可拨动四位拨码开关?分别改变接收波特率为1.810 14104,8k和9.6k...

3.3单片机与显示器接口

如图4所示??显示器每一位由74LS164 串行输人/并行输出移位寄存器.ULN2003 驱动器和8段数码管.150mm x 300mm-组成?

完成显示位的静态显示工作? ?由于数码管吸 电流比较大?过大的电流会影响数码管的使 用寿命??过小的电流又会使数码管显示变 暗?所以在这里用ULN2003驱动器解决这一 矛盾? ?

根据测量对象的实际情况?采用七位数 ^图4单片机与显示器接口电路码显示??其中六位数据位位小数点且小数点位急固定的..CPU将串联输人的ASC II码转换成七段码?并按输人数据的先后次序来确定每帧数据所对应的显示位??通过P1.0， 来模拟串行口 ?即每当P1.1发出一位数据？1.0便产生一同步脉冲?当六帧数据 发送完成后.P.L2发出一髙电平使r导通?其阴极数码管根据输人信号点亮各段...

4.软件设计

系统主程序框图如图（5)所示。主程序首先进行系 统初始化，包括栈顶设置，串行通讯波特率设置，串口工作 方式设置，清除工作单元，建立标志位等。准备工作完成后 清屏进人系统t作状态。若有测量工作，则主机将向单片 机发送测量结果，单片机将接收数据存入指定单元。由于测 量数据为不定长数据，因而用asc n码的等号“=”判别测 量数据是否发送完毕。测量数据一旦发送完毕则霈要做显 示与报数工作。由于主机向单片机发送的是asc n码，而 单片机送往显示器的必须是七段码，所以需要做码制转 换。在码制转换中应注意：由于测量数据为不定长，所以在 码制转换前需要首先识别测量数据的位数，以免造成数据 的错位。码制转换完成后，分别调用显示模块与语言控制 输出模块将测量数据显示报数。

5.结束语

汽车衡大屏幕显示及报数系统作为一种衡器目前已在鹤岗煤矿等地得以应用， 收到良好效果。但也存在尚需改进之处。首先，受电阻应变式传感器中A/D转换精度影 响，在小物体测量时，就显得精度不够。其次是成本比较髙，特别是语言芯片全部依赖于 进口，而且开发周期长，每对语言报数内容稍做修改实际都是对语言芯片的再开发。所 以，该系统仍需进一步完善。在信息时代人们已不满足于单一功能的产品，而是要视觉、听 觉、触觉等全方位的感受。这个系统正迎合了人们的要求，因此，该产品具有广阔的应用 前景.