基于fir算法的汽车动态称重系统的理论研究_毕业设计论文(编辑修改稿)

基于fir算法的汽车动态称重系统的理论研究_毕业设计论文(编辑修改稿)内容摘要：

PCB 板上的 10 针插座连接的。 表 33 中列出了 Byte Blaster 在两种不同模式下的各引脚名称。 放大滤波电路设计 放大电路的设计 长春理工大学本科毕业设计 9 4 233*21 23321R RRRVVoR RRRVV  )23(12312431)23(4 RRVoRVRRVRRVRRR  1)23(42)41(3)23(1 VRRRVRRRRRVoR  当 R1=R2 R3=R4 时候，上式将变为 1)13(32)31(3)31(1 VRRRVRRRRRVoR  )21(*13 VVRRVo  令 R1=3KΩ， R3=100KΩ，则此放大电路的放大倍数为： 倍。 图 25 第一级差动放大电路 图 26 第二级放大电路 长春理工大学本科毕业设计 10 图 27 整体放大电路 131 VRR VoRVi  ViRVRRVo 1 13  令 VR1=50KΩ， R3=10KΩ， R1=1KΩ，根据此公式可以计算出第二级电路放大倍数为 10～ 60 倍。 同样道理，第三级电路的放大倍数为 1～ 20 倍，所以总的放大倍数为333～ 39960 倍。 滤波电路的设计 利用运放作为有限增益可控源的二阶低通滤波器，其传递函数为： 【 10】 21211232422111121211*343)(2CCRRSCRRRCRCRSCCRRRRRSH  与二阶低通滤波器标准式 202200)/()(    SQS HSH 相比较，得： 3 430 R RRH  2121 10 CCRR 122 113412 2111 22  CR CRRRCR CRCR CRQ 2374618U 42O P 07R11KR31KR21K滤波电路2374618U 41O P 07R11KR310KR21KR4100KR 403KR 413K2374618U 40O P 07R3100KV R 510K+ 12 12 V1234J 40C O N 4+ 12 V电路V R 420KV R 350K长春理工大学本科毕业设计 11 图 28 有限增益低通滤波器 对该电路来讲，有 R R C C H0 五个参数可选择，但只有上述三个关系式，因而在元件选择上有一定的自由度；一种方法是令 R1=R2=R， C1=C2=C，则有 RC10  3 430 RRRH  031 HQ  故当 0 ， Q 已知时候，有：01RC ， QH 130  ，当 R3=∞、 R4=0 时候有： H0=1， )(1 0 0 010* 110 HZKURC  图 29 二阶滤波电路 A/D 采集电路设计 模拟信号经过放大隔离后要进行 A/D 转换变成数字量，计算机才能处理。 ADC的最主要性能指标就是分辨率和转换时间，这两条取决于测试设备的精度要求和信号变化速率。 由于称重台范围是 0～ 3000 公斤，而要求误差为 1 公斤以下，所以满足：1/2121/30001/211 2374618U1O P 07R2 R1R4R3C2 C1ViV0长春理工大学本科毕业设计 12 图 210 AD1674 的工作时序 由图可见 212， AD1674 的工作状态由 CE、 CS 、 R/C 、 12/8 、 0A 五个控制信号决定，当 CE=1， CS =0 同时满足时，才能处于工作状态。 当 AD1674 处于工作状态时，R/C =0 时启动 A/D 转换；当 R/C =1 时进行数据读出。 12/8 和 0A 端用来控制转换字长和数据格式。 0A =0 时启动转换，则按完整的 12 位 A/D 转换方式工作，如果按 0A =1启动转换，则按 8 位 A/D 转换方式工作。 当 AD1674 处于数据读出工作状态（ R/C =1）时， 0A 和 12/8 成为输出数据格式控制端。 12/8 =1，对应 12 位并行输出； 12/8 =0，则对应 8 位双字节输出。 其中 0A =0 时输出高 8 位， 0A =1 时输出低 4 位，并以 4 个 0 补足尾随的低 4 位。 必须指出 12/8 端与 TTL 电平不兼容，故只能用硬布线接至 +5V 或0V 上。 另外 0A 在数据输出期间不能变化。 表 21 为 AD1674 逻辑控制真值表。 表 21 AD1674 逻辑控制真值表 CE CS R/C 12/8 0A 工作状态 0 禁止 1 禁止 1 0 0 0 启动 12 位转换 1 0 0 1 启动 8 位转换 1 0 1 接 1 脚（ +5V） 12 位并行输出 1 0 1 接 15 脚（ 0V） 0 高 8 位并行输出 1 0 1 接 15 脚（ 0V） 1 低 4 位加尾随 4 个 0 长春理工大学本科毕业设计 13 根据以上分析得到 AD1674 与 FPGA 的接口电路如图 313 所示。 VCC1R E F I N10ls bD B 016D B 117A N G N D9D B 218D B 319D B 420B P L R of12D B 521D B 622D B 72310 V s pn13D B 824D B 92520 V s pn14D B 1026m s b 1127R E F ou t8S T A T U S28CE6CS3+ V s7A 0/ S C4R /C5 V s1112 /82U 60A D 57 4AR 60100R 61100V R 61100KV R 60100 12 V+ 12 VV C C+ 5VD0D1D2D3D4D5D6D7S T A T U SCSA0R /CCE+ 12 12 图 211 A/D 转换电路 图中 AD1674 的数据总线与 FPGA 的 I/O 口直接相连， 12/8 端接 5V，按 12 位并行输出采集数据， 0A 、 CE、 CS 、 R/C 端接到 FPGA 的 I/O 口，来控制 AD 启动和读数据。 转换结束信号也接到 FPGA 的一个 I/O 口，按中 断方式确定其是否转换结束。 显示电路设计 在单片机系统中，通常用 LED 数码显示器来显示各种数字或符号。 由于它具有显示清晰、亮度高、使用电压低、寿命长的特点，因此使用非常广泛。 下面让我们来看电路图 214， 4 片 74LS164 首尾相串，而时钟端则接在一起，这样，当输入 8 个脉冲时，从单片机 RXD 端输出的数据就进入到了第一片 74LS164 中了，而当第二个 8 个脉冲到来后，这个数据就进入了第二片 74LS164，而新的数据则进入了第一片 74LS164，这样，当第四个 8 个脉冲完成后，首次送出的数据被送到了最左面的 74LS164 中，其他数据依次出现在第一、二、三片 74LS164 中。 长春理工大学本科毕业设计 14 B2A1Q713Q612Q511Q410CLK8CLR9Q36Q25Q14Q03U 6074 L S 16 4B2A1Q713Q612Q511Q410CLK8CLR9Q36Q25Q14Q03U 6174 L S 16 4B2A1Q713Q612Q511Q410CLK8CLR9Q36Q25Q14Q03U 6274 L S 16 4B2A1Q713Q612Q511Q410CLK8CLR9Q36Q25Q14Q03U 6374 L S 16 4R 60R 61R 62R 63R 64R 65R 66R 67R 68R 69R 61 0R 61 1R 61 2R 61 3 R 61 5R 61 4R 61 7R 61 6 R 61 8R 61 9R 62 0R 62 1R 62 2R 62 3R 62 4R 62 5R 62 6R 62 7R 62 8R 62 9R 63 0R 63 1V C CR X DT X D V C C4 5 9 7 6 2 1a b c d e f g10dpabfcgdedpINOUT3DPY8C 60LW4 5 9 7 6 2 1a b c d e f g10dpabfcgdedpINOUT3DPY8C 61LW4 5 9 7 6 2 1a b c d e f g10dpabfcgdedpINOUT3DPY8C 62LW4 5 9 7 6 2 1a b c d e f g10dpabfcgdedpINOUT3DPY8C 63LW 图 212 显示电路图 74LS164 的实际连线不同则 LED 的翻译码也不同，实际电路中所使用的译码方式如表 35 所示。 表 22 显示译码表 显示码 LED 翻译码（ 16 进制） 显示码 LED 翻译码（ 16 进制） 0 03 9 09 1 F3 a 11 2 25 b C1 3 0D c 63 4 99 d 85 5 49 e 61 6 41 f 71 7 1F 全灭 FF 8 01 全亮 00 通讯电路设计 在汽车重量测试系统中，要求能够把测试的数据送到上位机，同时接受上位机的控制命令以便计算机联网组成全自动汽车检测线。 这就需要上位微机系统与单片机系统之间进行数据通讯。 在 MCS51 单片机中有一个异步通信串行接口，能方便的构成双机、多机及 PC 机串行通信接口。 MCS51 的串行口主要有二个物理上独立的串行数据缓冲器 SBUF、发送控制器、接收控制器、输入移位寄存器和输出控制门组成。 发送数据缓冲器 SBUF 只能写入不能读出，接收数据缓冲器只能读出，不能写入，二个缓冲器 共用一个地址 99H。 有二个特殊功能寄存器 SCON 和 PCON 可用来控制串行口的工作方式及波特率。 波特率发生器可用定时器 T1 或 T2 构成。 长春理工大学本科毕业设计 15 相互通道接口设计 本系统中要实现单片机与上位 PC 兼容机的数据通信。 在 PC 兼容机系统中，利用异步通信适配器可实现异步串行通信。 该适配器以 INS8250 通信芯片为核心，配以可进行电平转换的发送器和接收器电路及一些控制逻辑电路，将其做成接口卡的形式，其端口地址范围为 3F8H～ 3FFH。 利用此异步通信适配器，可以很方便地完成 PC 兼容机与 MCS51 单片机的数据通信。 PC 兼容机与 MCS51 单片机最简单的连接是零调制三线经济型连接，这是全双工通信所必须的最少数目的线路。 MCS51 单片机输入、输出电平为 TTL 电平，而 PC 兼容机配置的是 RS232 标准串行接口，二者的电气规范不一致，因此要完成 PC 兼容机与单片机的数据通信，必须进行电平转换。 以前大多数单片机系统的 RS232 转换接口都采用 MC1488 和MC1489 构成，它需要 177。 12V 和 177。 5V 电源供电，而且由两片芯片构成一个 RS232 接口，电路相对比较复杂。 本系统采用一种新型的单电源 RS232 发送 /接收器，使电路复杂性大 为降低，这就是 INTERSIL 公司的 ICL232 芯片。