基於SmaURTOS51的汽車動態多頭秤設計概念
作者：Smartweigh多頭配重器
1 引言 動態台車稱重是指台車以一定的速度通過具有一定總寬度的稱重台。透過稱重台測量台車各軸的淨重，然後累加台車的總重。整個稱重過程是一個高度即時的過程，單晶片設計必須立即收集台車各軸的數據資訊並快速測量其淨重。如果單晶片設計速度過慢或程式設計不科學，都會導致儀錶板的可靠性和可信度出現問題。
目前許多多功能儀器的手機軟體採用前後台系統設計方案，所有程式運作都是無限循環系統。後台運行循環系統使相關執行緒能夠執行相關的實際操作，並終止系統服務以解決多執行緒惡意事件。這種傳統的程式設計理念有明顯的缺陷。整個程序運行就像一團有機化學反應，難以設計和擴展實時程序運行，也難以在嚴格的時間限制下，對惡意事件做出便捷合理的解決方案。
在多功能儀器中移植嵌入式作業系統可以很好地解決上述問題，使軟體開發工作更加規範化、易於檢測，實現模組化設計的編程，並縮短開發週期。當然，即時作業系統（RTOS）本身也需要佔用一定的資源。隨著半導體技術的發展，元件的效能不斷提升，成本持續下降，使得RTOS的成本不再是關鍵因素。汽車動態多頭秤正是嵌入式作業系統移植的典型案例，提高了系統軟體在該特定應用中的可靠性和可信度。
2 系統總體方案 汽車動態多頭稱重系統主要由資料擷取控制模組、資料處理方法控制模組、顯示資訊控制模組、資料通訊控制模組、外部儲存晶片和外部看門狗1組成，如圖1所示。資料擷取控制模組負責放大和濾波稱重感測器偵測到的淨重資料訊號，將其轉換為類比訊號並發送至CPU；CPU負責與各外部設備通信，並對淨重資料訊號進行分析和處理，解決相關問題。處理後的淨重資料訊號傳送至顯示資訊控制模組和通訊控制模組；顯示資訊控制模組負責顯示淨重資料訊號的資訊；通訊控制模組負責將淨重資料訊號傳送至上位機軟體；外部儲存晶片用於儲存儀錶板的主要參數；功能鍵用於設定及變更儀表板的主要參數；外部看門狗1用於提高儀表板的抗干擾能力和可靠性。 3 硬體配置電路原理 3.1 資料擷取控制模組 由於多頭稱重台必須具有高精度，因此選擇外部 A/D 轉換器，並使用 CS5532。
該元件是英國CirrusLogic公司推出的一款超低雜訊多通道類比數位轉換器。它採用電荷平衡技術和超低雜訊程式控制器增益值斬波器，以及穩定、精確的量測放大器，內部整合放大和濾波功能，可實現24位元像素輸出。此外，它還具有高動態範圍和靈活的開關電源選項等優點，使其特別適用於動態稱重應用。其標準工作電壓由專業標準工作電壓元件AD780產生。電源電路如圖2所示。
3.2 微控制器與外部記憶體晶片 微控制器是系統軟體的關鍵，其特性的優缺點直接決定了稱重設備的精確度。
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