微机核子皮带秤硬软件设计

    论述了核子皮带秤(简称核子秤)监测系统的软件设计原理和单片微型计算机8031与系统主要外围芯片(8253. 8255, 8279)的设计。

    为丰富传统非自动和自动计量秤重仪器(如电子秤)，开拓新的计量仪表，我们设计了多功能微机核子秤.该秤除采用Y射线吸收和散射原理研制的电离室传感器、弱电流放大转换电路和磁感应式速度传感器外，还着重研制了包括微处理器的计量监测器.

    核子秤微处理器采用MCS- 51系列单片计算机[1]，考虑到外部需要扩展较大空间的ROM程序存储器和足够的数据存储器RAM，机芯选用8031.配备其它外围芯片，核子秤具有检测、调零、零点自动跟踪、非线性修正、数字滤波以及监测显示并打印累计重量、瞬时流量、瞬时速度三种参量，记录过载时间并给出声光超载报警以及清除报警等功能。本文着重介绍单片微型计算机与三片中、大规模集成电路芯片的接口及核子秤软件设计原理.硬件设计原理

    1硬件设计

    微机核子皮带秤硬件电路原理如图1.单片机采用MCS- 51系列中的8031型，外接EPROM 27128为其外部程序存储器，RAM 6264为其外部数据存储器，8D触发器74LS373作地址锁存器用;SGZ07为报警集成电路;LM339电压比较器和CD4093或非门电路构成外部RAM数据存储器的掉电保护电路;利用NE555组成宽度一定的脉冲输出电路驱动外部机械计数器，与显示量值(如核子秤中累计重量)同步积累;4N28是光电隔离器，对前向通道的输人信号有抗干扰作用.

    由于核子秤同电子秤一样主要用于累计物料的重量，因此它也具有清零、自动累计、数据保存、过载报警指示等功能.核子秤是以Y射线与物质相互作用为基本原理，而电子秤是以力学原理为基础^[2]，因此两者又有些不同的地方，如零点调节及跟踪方法、灵敏度及射线传感器信号的检测等。作为智能计量仪表，核子秤的软件也有自己的特点.

    MCS- 51单片机最大特点是面向控制，但在功能上，它同其它微处理器一样是普适的.我们在研制核子秤过程中采用了尽可能简单的硬件电路，充分发挥微型计算机的软件优势，特别是在单片机进行较大量的模块化程序计算方面做了许多有益的尝试，已投人现场使用的核子秤运行状况证实了这一点.

    1.1   CPU 8031与8253的接口电路设计

    信号采样是微机核子秤的重要环节。对模拟信号一般用A/ D方式采样，而脉冲信号常用计数器方式采样.在核子秤中还考虑长时间测量有利于抑制统计误差和硬件上一定程度克服运输物料的形状差异.两种方式一般都要求有1.00瓜以上的点测量精度.因此研制的核子秤采用计数器方式.