本课题以CAN总线为例，规划了根据CAN总线的称重设备，可把从称重传感器并重的数据直接发送到CAN现场总线上，替代传统的称重外表，使称重设备在整个工业现场完成隐形化和智能化。本课题针对中精确度等级的称重设备，规划了具有总线功用的通讯结构。试验用的外表是一台规范负荷测量仪。试验用传感器的检定分度数契合3级秤的要求，经过对其进行静态称重试验，并重数据，做计量研讨剖析。用规范负荷测量仪的示值与总线通讯数据进行比较，经过对试验数据的并重剖析，判别设备作业是否契合要求，一起测验通讯数据是否精确牢靠。
一、称重设备的硬件规划
称重设备硬件结构如图1所示，首要由单片机、外部存储器、电源电路、看门狗电路、CAN总线接口电路和传感器并重电路组成。
图1
1.单片机
本课题选用宏晶科技的STC12C5A60S2作为中央处理器。它处理速度快、功耗低、抗干扰才能强，集成了内部复位电路，2路PWM，8路高速10位A/D转化、大容量Flash、大容量SRAM、守时/计数器以及片内R/C振荡器和外部晶体振荡电路等模块，功用安稳强壮。
2.外部存储单元
外部存储单元包括外部非易失性存储器(E2PROM)和数据存储器(RAM)。非易失性存储器选用Atmel公司的存储芯片AT24C02，首要应用于需求掉电保存历史记录;数据存储器选取英特尔公司出产的6264RAM芯片，相当于PC机中的内存条，首要用来寄存程序中心变量和参数。
3.看门狗电路
看门狗芯片选取MAX706。可以在上电或断电时发生复位信号，也可以避免程序锁死。为了坚持体系的共同性，该规划不考虑单片机内部的看门狗，而共同选用看门狗芯片进行监控。
4.LED指示单元
红绿双色LED组成了设备状况指示灯，参照CAN协议规范，指示灯的色彩及业绩的意义如表1所示。
表1
5.传感器信号并重电路
称重传感器信号并重电路选用电子秤常用的高精度的A/D转化芯片HX711。它内部包括稳压电源和时钟振荡电路，可以削减一些外围电路的规划，节省了元器件和布线空间。
6.体系电源
电路板上一切电子元器件都选用5V电压供电，因而选用TI公司出产的开关电源芯片LM2575-5.0将现场总线上的24V电压转化为5V的规范电压提供给电路板上的一切电子%&&&&&%。
7.现场总线接口电路
包括总线操控器芯片SJA1000、光耦和总线接纳发送芯片PCA82C250。
选用恩智浦半导体的操控器芯片SJA1000来完成CAN总线中物理层与数据链路层的杂乱网络协议，经过编写SJA1000的驱动程序，把应用层建立在SJA1000的根底之上。
CAN总线收发器PCA82C250可以在最大1Mbps的通讯速率下进行作业。该芯片可以把操控器数据信号与总线的差分信号进行彼此转化，完成传输和接纳总线数据功用。
二、称重设备的软件规划
1.软件架构规划
软件程序选用前后台结构，包括主程序和中止程序，其间中止程序为外部中止程序。从开端进入称重状况后进行初始化和参数装备，然后判别是否上线，如是则运转应用程序，循环并重分量并往总线发送数据;如不然进行错误诊断，排除故障后持续判别是否上线。
2.称重传感器数据并重的程序规划
串口通讯线由管脚DOUT和TPD_SCK组成，当管脚DOUT输出的数据等于高电平时，一共未输出并重数据，端口PD_SCK应为低电平。当管脚DOUT由高电平转化成低电平后，端口PD_SCK会输入25或许27个时钟脉冲。从第一个时钟脉冲的上升沿开端读数，直到第24个脉冲被读完，将读出输出24位数据的MSB。
3.CAN现场总线接口程序规划
CAN现场总线接口程序规划包括CAN操控器SJA1000的初始化、CAN方针类的规划和应用层协议的规划。本课题规划的称重设备是具有CAN现场总线通讯才能的从站设备。
在设备上电和硬件复位后，为了装备CAN通讯参数，需求先对CAN操控器SJA1000进行上电初始化。初始化首要进行关中止，然后复位，之后设置接纳代码寄存器和屏蔽寄存器，再设置波特率和地址，最终设置输出操控寄存器。完成后开中止，翻开操作形式，完毕。
三、试验规划与成果
1.试验渠道的建立
该试验的测验渠道如图2所示。传感器并重的数据一起发送给规范负荷测量仪与CAN总线。
图2
2.试验成果和剖析
USB转CAN接口模块通道挑选Channel0，网络波特率挑选250kbps，设备MAC ID滤波规模为000～7FF。上位机选用德国SYSTEC公司的USB转CAN接口模块，它能支撑多达64个设备一起衔接到上位机，网络剖析软件为PCANView。压力传感器运用的是一只S型传感器，它的精确度等级为C2级，最大量程为200kg，检定分度值e=0.1kg。规范负荷测量仪的精确度为0.005%FS。传感器和规范负荷测量仪经查验是合格的，根据JJG539-1997《数字指示秤检定规程》进行相关测验点的挑选。
以称重砝码为1.7kg时举例，此地址包括8个字节，在PCANView上显现时从左到右为低字节到高字节摆放显现。可设定左边第一位为小数点后第一位第二位是个位数，第三位是十位数，第四位是百位数，以此类推，单位为kg。程序运转后，在PCANView中显现读数为1.7kg。一起调查规范负荷测量仪的示值，得到的测量值与CAN总线上传输的值是共同的。
本试验证明在CAN总线上传输的称重数据是实时完好和有用的。经过本试验，开发的称重设备可以衔接到CAN总线上并能精确传输具有CAN接口的称重设备并重信号而且通讯正常，完成了预订的方针。
