基于單片機AT89S51的垃圾稱重計費控制系統(tǒng)

3 稱重模塊和顯示模塊的設(shè)計

（1）稱重傳感器的選擇

電子計價秤、平臺稱等場合適合選用鋁合金懸臂梁式傳感器，由彎曲引起的形變，在彎曲面集中的區(qū)域上下兩面粘貼應(yīng)變計，形成全橋的測量電路。圖3為CYT-204系列懸臂梁稱重傳感器，選擇量程為0~0.1 T，精度高，漂移低；選擇輸出0~5 V， 易于和單片機接口； 尺寸為130 mm×32 mm×32 mm，安裝方便［3］。

（2）A/D轉(zhuǎn)換電路和顯示電路的設(shè)計

TLC2543是TI公司的12位串行模數(shù)轉(zhuǎn)換器，使用開關(guān)電容逐次逼近技術(shù)完成A/D轉(zhuǎn)換過程。采用串行輸入結(jié)構(gòu)，能夠節(jié)省單片機I/O資源，且具有接口簡單、價格適中、分辨率較高等特點，在儀器儀表中有較為廣泛的應(yīng)用，因此在本系統(tǒng)中采用TLC2543作A/D轉(zhuǎn)換元件。

控制系統(tǒng)常用的顯示器件有LED顯示器和LCD顯示器，其中LCD除了可以顯示數(shù)字之外還可以顯示字符，因此本設(shè)計選用目前非常通用的LCD1602顯示模塊進行稱重結(jié)果的顯示。

顯示控制程序?qū)崿F(xiàn)用戶信息的顯示，包括姓名、門牌號碼和卡內(nèi)余額。當用戶按下箱體選擇按鈕，垃圾重量計費裝置打開相應(yīng)的投入門，用戶投放垃圾完畢后，根據(jù)投放垃圾的種類和重量，卡內(nèi)余額可以增加或扣減并進行顯示。

4 存儲模塊和通信模塊的設(shè)計

AT24C08是ATMEL公司的EEPROM存儲器，它的接線極為簡單，只需要2根信號線;其存儲容量為1 KB， 1個存儲模塊可以儲存幾百個用戶的信息，與單片機的接口電路如圖4所示。

對每個住戶的垃圾投放情況進行統(tǒng)計，需要將系統(tǒng)內(nèi)存儲的住戶垃圾投放信息讀出。單片機的串行通信接口可以擴展為USB接口、RS232接口和GPRS接口等。本系統(tǒng)內(nèi)AT89S51的串行接口只有1個，考慮到系統(tǒng)的方便性，在本設(shè)計中采用USB口擴展。

5 投入門控制模塊的設(shè)計

ZYT系列永磁直流電動機采用鐵氧體永久磁鐵激磁系封閉自冷式。作為小功率直流電動機，可在各種裝置中用作驅(qū)動元件。本系統(tǒng)中采用ZYT系列永磁直流電動機控制垃圾箱投入門的打開和關(guān)閉。

L298N芯片是步進電機和直流電機的驅(qū)動芯片，很容易實現(xiàn)電機的正反轉(zhuǎn)，本設(shè)計中選擇Multiwatt15封裝，易于實驗室焊接。L298N芯片的引角圖如圖5所示。該芯片可接收標準TTL邏輯電平信號VSS， VSS可接4.5 V～7 V電壓； 4腳VS接電源電壓， VS電壓范圍VIH為2.5 V～46 V。輸出電流可達2.5 A，可驅(qū)動電感性負載；1腳和15腳下發(fā)射極分別單獨引出以便接入電流采樣電阻，形成電流傳感信號。L298可驅(qū)動2個電動機，OUT1和OUT2以及OUT3和OUT4之間可分別接電動機。輸入信號端IN1接高電平、IN2接低電平，電機1正轉(zhuǎn)；反之，電機1反轉(zhuǎn)。輸入信號端IN3接高電平、IN4接低電平，電機2正轉(zhuǎn)；反之，電機2反轉(zhuǎn)。因為不需要調(diào)速，調(diào)速端A、B可以直接接+5 V。本裝置中，有3個投入門需要控制，因此需要2片L298N，占用單片機6個I/O口。另外L298N對每個電動機都有使能控制端EnA和EnB，3個投入門需要3根單片機I/O口線，如果它們?yōu)榈碗娖?，則電機不會轉(zhuǎn)動。

考慮到一片AT89S51的I/O口有限，且本系統(tǒng)需要的I/O口線較多，所以選用1片AT89C2051來控制投入門電動機動作的正反轉(zhuǎn)。AT89C2051可以接收選擇投入門的按鍵的信號；它是24引腳的CPU芯片，體積小，節(jié)省空間。投入門是否動作由系統(tǒng)中的主CPU AT89S51的一根口線和這片AT89C2051一根I/O口線相連作為信號線來決定。如果用戶卡余額不足，則AT89S51的這根I/O口線輸出高電平，與AT89C2051相連的I/O口線也為高電平，禁止所有投入門動作，AT89S51的芯片如圖6所示。