所謂動(dòng)態(tài)稱(chēng)重是指通過(guò)分析和測(cè)量車(chē)胎運(yùn)動(dòng)中的力，來(lái)計(jì)算該運(yùn)動(dòng)車(chē)輛的總重量、軸重、輪重和部分重量數(shù)據(jù)的過(guò)程。動(dòng)態(tài)稱(chēng)重系統(tǒng)按經(jīng)過(guò)車(chē)輛行駛的速度劃分，可分為低速動(dòng)態(tài)稱(chēng)重系統(tǒng)與高速動(dòng)態(tài)稱(chēng)重系統(tǒng)。因?yàn)槲覈?guó)高速公路的限速最高是120，所以高速動(dòng)態(tài)稱(chēng)重系統(tǒng)在理論上可對(duì)5到120之間時(shí)速通過(guò)稱(chēng)量裝置的車(chē)輛進(jìn)行動(dòng)態(tài)稱(chēng)重。而低速動(dòng)態(tài)稱(chēng)重系統(tǒng)則一定要限制通過(guò)車(chē)輛的行駛速度，要想有較高的測(cè)量精度，理論要求車(chē)輛在5km/h以下時(shí)速勻速通過(guò)。在我國(guó)，車(chē)輛動(dòng)態(tài)稱(chēng)重一般都使用低速動(dòng)態(tài)稱(chēng)重來(lái)完成，在很多收費(fèi)站和車(chē)輛檢測(cè)站都有應(yīng)用，國(guó)家也出臺(tái)了相關(guān)的測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)。

與傳統(tǒng)意義上的靜態(tài)稱(chēng)重相比，動(dòng)態(tài)稱(chēng)重可以在車(chē)輛緩慢運(yùn)動(dòng)情況下直接進(jìn)行稱(chēng)重，這樣動(dòng)態(tài)稱(chēng)重的高效率、測(cè)量時(shí)間短、能流暢交通等主要特點(diǎn)就凸顯出來(lái)了。動(dòng)態(tài)稱(chēng)重的問(wèn)世，不但使車(chē)輛的管理上有了很大的促進(jìn)作用，而且還對(duì)我國(guó)的公路管理和維護(hù)起到了至關(guān)重要的作用。

設(shè)計(jì)總體結(jié)構(gòu)是以51單片機(jī)為處理器的系統(tǒng)，如圖3.1所示。

本設(shè)計(jì)要求能判斷出車(chē)輛是否超載，如果車(chē)輛超載，本系統(tǒng)能夠提供該車(chē)輛的超載信息并發(fā)出警報(bào)。本設(shè)計(jì)采用STC89C52單片機(jī)作為系統(tǒng)的處理核心，利用橋式稱(chēng)重傳感器采集到車(chē)輛重量并轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)，然后通過(guò)放大電路將電壓信號(hào)進(jìn)行放大處理后，傳送到A/D轉(zhuǎn)換器中轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，再經(jīng)過(guò)單片機(jī)處理、傳輸?shù)浇涌陔娐罚�最后送到上位機(jī)，該數(shù)據(jù)可以與上位機(jī)里用鍵盤(pán)事先輸入設(shè)定的總重量作比較并判斷出該車(chē)輛是否超載，如果超載，則可通過(guò)顯示器、蜂鳴器作顯示超載信息并報(bào)警，當(dāng)然，鍵盤(pán)的作用除了輸入設(shè)定值還可以解除和開(kāi)啟警報(bào)。

動(dòng)態(tài)稱(chēng)重系統(tǒng)主要由車(chē)輛重量（含超載、偏載檢測(cè)）檢測(cè)子系統(tǒng)、貨車(chē)長(zhǎng)、寬、高三維尺寸超限檢測(cè)子系統(tǒng)、自動(dòng)觸發(fā)攝像拍照子系統(tǒng)、車(chē)輛類(lèi)型自動(dòng)判別子系統(tǒng)、系統(tǒng)配置及系統(tǒng)維護(hù)子系統(tǒng)、行駛車(chē)輛速度測(cè)量子系統(tǒng)、數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)、報(bào)表處理子系統(tǒng)和單據(jù)輸出打印子系統(tǒng)這幾部分組成。該系統(tǒng)組成完善，部件考慮周全，能很好的完成稱(chēng)重任務(wù)。

（1）              動(dòng)態(tài)檢測(cè)出通過(guò)車(chē)輛的軸數(shù)、軸重、軸距、輪數(shù)、車(chē)速等；

（2）              能自動(dòng)檢測(cè)出車(chē)輛的高、寬、長(zhǎng)等外圍尺寸是否超出最大標(biāo)準(zhǔn)，并能給出超出部位的具體位置和具體數(shù)據(jù)；

（3）              拍攝機(jī)器在車(chē)輛經(jīng)過(guò)時(shí)能自行對(duì)要被檢測(cè)的車(chē)輛進(jìn)行拍照，該機(jī)器能對(duì)車(chē)牌號(hào)碼、車(chē)輛種類(lèi)進(jìn)行識(shí)別，最終作為圖像證據(jù)；

（4）              可以將不合格車(chē)輛的處理記錄、超限情況進(jìn)行打印，根據(jù)車(chē)輛超限的程度來(lái)計(jì)算罰款數(shù)額并打印收據(jù)或罰款單；

（5）              檢測(cè)到的數(shù)據(jù)全部存入數(shù)據(jù)庫(kù)中，并對(duì)被監(jiān)測(cè)到的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、統(tǒng)計(jì)。便于匯總上報(bào)、日常管理和進(jìn)行查詢(xún)。

本設(shè)計(jì)采用的是INTEL公司研究開(kāi)發(fā)生產(chǎn)的STC89C52單片機(jī)，其內(nèi)部置有256字節(jié)的內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器、8位中央處理單元、8K片內(nèi)程序存儲(chǔ)器、3個(gè)16位定時(shí)/計(jì)數(shù)器、32個(gè)雙向I/O口和一個(gè)片內(nèi)時(shí)鐘振蕩電路，全雙工串行通信口， 5個(gè)兩級(jí)中斷結(jié)構(gòu)。89C52的引腳圖如圖4.1所示。

本設(shè)計(jì)使用的是單片機(jī)的最小系統(tǒng)，其中電路包括下載口電路、復(fù)位電路和晶振電路。復(fù)位電路中，電阻在下接地，電容在上接高電平，中間為RST。復(fù)位電路工作原理是：通電時(shí)，由于電流很大，從而相當(dāng)于電容被短路，這樣RST引腳上處于高電平，這時(shí)的單片機(jī)為禁止工作狀態(tài)。如果要使單片機(jī)正常工作，就要使RST端電壓慢慢下降并到一定程度，也就是RST端為低電平，這就需要通過(guò)電源對(duì)電容進(jìn)行充電。

復(fù)位電路復(fù)位的方式有手動(dòng)復(fù)位、上電復(fù)位兩種。所謂上電復(fù)位，就是通電瞬間，由于電流很大，從而相當(dāng)于電容被短路，這樣RST引腳上處于高電平，自動(dòng)復(fù)位；相反，通過(guò)對(duì)改變電容電流，當(dāng)電流很小的時(shí)候，我們就可以把電容當(dāng)做開(kāi)路狀態(tài)，RST端就處于低電平，程序就能正常的運(yùn)行。而手動(dòng)復(fù)位要在上電復(fù)位的基礎(chǔ)上，按下復(fù)位按鍵，使VCC直接與RST相連，電容處于放電狀態(tài)，以高電平形成復(fù)位；松開(kāi)復(fù)位按鍵，RST仍舊是高電平，這時(shí)充電電流作用于電阻上，VCC給電容進(jìn)行充電，還是復(fù)位狀態(tài)，充電結(jié)束后，RST為低電平，能夠正常工作。

A/D轉(zhuǎn)換器根據(jù)輸出的信號(hào)格式有并行A/D和串行A/D兩種。ADC0832 是一種具有雙通道 A/D 轉(zhuǎn)換芯片和8 位分辨率。它的優(yōu)點(diǎn)有體積小，兼容性強(qiáng)，性?xún)r(jià)比高，從而深受個(gè)人的歡迎和企業(yè)的認(rèn)可，目前在世界上也已經(jīng)有了較高的使用率。

ADC0832具有能夠進(jìn)行雙通道A/D 轉(zhuǎn)換，分辨率高達(dá)8位；當(dāng)供電電源為5V時(shí)，輸入電壓能穩(wěn)定的保持在0~5V 之間；TTL/CMOS與輸出輸入電平兼容；功耗很低，只有15mW；轉(zhuǎn)換工作時(shí)間只有 32μS，也就是頻率僅有 250KHZ等特點(diǎn)。其引腳功能圖如圖4.6所示，芯片引腳接口說(shuō)明如表4所示。

通常情況下的單片機(jī)和ADC0832的接口的數(shù)據(jù)線(xiàn)應(yīng)為4條，分別是 CS、CLK、DO、DI。由于A(yíng)DC0832的數(shù)據(jù)信號(hào)輸入輸出口與單片機(jī)具有雙向接口通信，輸入輸出口也不同時(shí)使用，所以可以將數(shù)據(jù)信號(hào)輸入輸出口并聯(lián)后當(dāng)一條數(shù)據(jù)線(xiàn)進(jìn)行使用。它們的硬件接口電路與單片機(jī)連接的原理如圖4.7所示。

最后將以上的惠思登電橋、放大器、ADC0832轉(zhuǎn)換器和STC89C52單片機(jī)連接起來(lái)，就組成了系統(tǒng)的采集模塊。

本系統(tǒng)要實(shí)現(xiàn)一旦檢測(cè)到車(chē)輛超載超限，就會(huì)立刻鳴笛報(bào)警，通過(guò)操作人員的檢查處理后，解除報(bào)警。本設(shè)計(jì)選用蜂鳴器作為發(fā)聲裝置，蜂鳴器可利用三極管來(lái)進(jìn)行放大驅(qū)動(dòng)。該接口電路如圖4.15所示：

當(dāng)系統(tǒng)上電復(fù)位后，系統(tǒng)開(kāi)始初始化，包括端口等；初始化完畢后，調(diào)用串口輸出提示語(yǔ)，開(kāi)始準(zhǔn)備串口輸出電壓；準(zhǔn)備完畢后，調(diào)用串口輸出電壓值，開(kāi)始從串口輸出電壓值；輸出完畢后，調(diào)用串口輸出換行值；最后開(kāi)始延時(shí)200ms。根據(jù)系統(tǒng)方案，設(shè)計(jì)出本設(shè)計(jì)的主程序流程，可以用框圖表示。

首先要將芯片開(kāi)始使能，即CS使能端置于低電平，然后通過(guò)DI和DO的同一數(shù)據(jù)輸入端口，可實(shí)現(xiàn)通道功能的選擇，再調(diào)用通道初始化程序，初始化完畢后，在8個(gè)時(shí)鐘邊沿獲得正序和反序8位數(shù)據(jù)，最后返回?cái)?shù)據(jù)。根據(jù)此方案，設(shè)計(jì)出本設(shè)計(jì)中A/D轉(zhuǎn)換程序流程，如圖5.2所示。

當(dāng)兩位數(shù)據(jù)都為0時(shí)，CH1作為負(fù)輸入端 IN-，而CH0就作為正輸入端IN+來(lái)進(jìn)行相關(guān)輸入。當(dāng)此兩位數(shù)據(jù)都為1時(shí)，CH1進(jìn)行單通道轉(zhuǎn)換而CHO不轉(zhuǎn)換。當(dāng)兩位數(shù)據(jù)分別為0和1時(shí)，CH1作為正輸入端IN+，CH0作為負(fù)輸入端IN-來(lái)進(jìn)行相關(guān)輸入。當(dāng)兩位數(shù)據(jù)為分別為1和0時(shí)，CH0進(jìn)行單通道轉(zhuǎn)換而CH1不轉(zhuǎn)換。ADC0832的功能項(xiàng)如表7所示。

ADC0832沒(méi)有工作時(shí)，DO/DI和CLK的電平可高可低，但CS的輸入端口應(yīng)必須顯示高電平，此時(shí)芯片處于禁用狀態(tài)。當(dāng)A/D轉(zhuǎn)換進(jìn)行時(shí)，CS端口必須處于低電平并且一直將低電平保持到轉(zhuǎn)換全部結(jié)束。當(dāng)芯片轉(zhuǎn)換工作開(kāi)始，芯片的CLK端口會(huì)接收到處理器傳送來(lái)的一時(shí)鐘脈沖，DO/DI并聯(lián)端口將使用數(shù)據(jù)輸入信號(hào)的DI端口。

第一個(gè)時(shí)鐘脈沖的下沉出現(xiàn)之前，DI端口一定要是高電平，表示啟始信號(hào)的發(fā)出，在第二、三個(gè)脈沖的下沉出現(xiàn)之前，DI端口要輸入兩位數(shù)據(jù)來(lái)選擇通道。第三個(gè)脈沖出現(xiàn)下沉之后，DI端口就不再起任何作用，此后 DO/DI并聯(lián)端口則是被DO端口占領(lǐng)進(jìn)行讀取轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)。第四個(gè)下沉脈沖出現(xiàn)開(kāi)始，DO端口輸出最高位的轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)DATA7，接下來(lái)每個(gè)脈沖下沉之后DO端口都會(huì)輸出下一位的轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)。直到發(fā)出最低位數(shù)據(jù)DATA0，也就是由第十一個(gè)脈沖發(fā)出的數(shù)據(jù)之后，這樣一個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)輸出就完成了。再?gòu)牡谑�一個(gè)脈沖下沉開(kāi)始從DATD0開(kāi)始輸出下一個(gè)相反數(shù)據(jù)字節(jié)。然后一直到第十九個(gè)脈沖完成數(shù)據(jù)的輸出，這樣一次A/D 轉(zhuǎn)換才結(jié)束。最后，要想將轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)進(jìn)行相關(guān)處理就必須將芯片禁用，也就是將CS端口輸入高電平。

首先設(shè)置顯示模式，設(shè)置第（x,y）個(gè)字符的DDRAM的地址，為15×2顯示，因?yàn)橐壕э@示為15列，所以x位置的范圍是0到15，同理，因?yàn)轱@示2行，所以y位置的范圍是0到1。顯示程序如下：

void Lcd_Pos(uchar yPos,uchar xPos)

{            

              uchar tmp;

              xPos &= 0x0f;                                        //x位置范圍是0~15，因?yàn)轱@示15列

              yPos &= 0x01;                                           //y位置范圍是0~1，因?yàn)轱@示2行

              if(yPos==0)                                            //顯示第一行

              {

                            tmp = xPos;

              }

              else

              {

                            tmp = xPos + 0x40;          //顯示第二行

              }

              tmp |= 0x80;

              Write_com(tmp);

}

軟件主要分成四個(gè)部分：串口配置，ADC0832的初始化，等待接受數(shù)據(jù)和輸出數(shù)據(jù)。程序如下：

void main(void)

{

              InitUART();  //串口初始化

              Lcd_init();

              Write_String("Weight: ", 0, 0);

              Write_String("H=", 1, 0);

              Write_String("L=", 1, 6);            

              Beep = 1;

              while(1)               

              {            

                            Process10ms();            

                               DispVal(Wh, 1, 2);

                            DispVal(Wl, 1, 8);

                               CheckProcess();

                            if (flagget10s == 1)

                            {

                                          flagget10s = 0;            

                                          Get_temp(sum*100);

                                          ET0 = 1;

                                          TR0 = 1;

                                          Disp_Voltage();                //采集電壓并發(fā)送

                            }

              }

}