專利名稱：液晶顯示多功能智能電子秤控制器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種測(cè)力與稱重控制的智能化多功能自動(dòng)控制裝置。
稱重技術(shù)是計(jì)量領(lǐng)域中一個(gè)必不可少的重要分支，而代表最新科技發(fā)展水平的電子秤已改變和克服了老式機(jī)械杠桿秤、盤(pán)式秤的結(jié)構(gòu)復(fù)雜、準(zhǔn)確度低、處理速度慢的缺點(diǎn)，但由于秤重控制器的成本及功能的限制，還一直制約了電子秤在多種領(lǐng)域的進(jìn)一步普及應(yīng)用。隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人民生活水平的提高，人體健康秤的需求量與日俱增，特別是該產(chǎn)品的出口市場(chǎng)很大，目前現(xiàn)有的健康秤，對(duì)不同國(guó)家不同生括方式的人們，已不能適應(yīng)其愈來(lái)愈高的要求。主要問(wèn)題有①目前電子秤控制器所選用的主控芯片(單片微處理器簡(jiǎn)稱MCD)，其結(jié)構(gòu)特性已經(jīng)限制了電子秤性能的進(jìn)一步提高，有的MCD不能直接驅(qū)動(dòng)LCD液晶顯示器，有的MCD只能用8位定時(shí)器工作方式，在數(shù)據(jù)采樣時(shí)，由于定時(shí)中斷的多次反復(fù)進(jìn)行，影響測(cè)量的精度。因此廠家在產(chǎn)品開(kāi)發(fā)時(shí)，一直在尋找較理想的性能價(jià)格比高的MCD，用作電子秤控制器的核心部件；②現(xiàn)有人體健康秤沒(méi)有“自動(dòng)上秤”功能；③現(xiàn)有人體健康秤沒(méi)有體重、身高的記憶和體重指數(shù)的分析等智能化功能；④現(xiàn)有電子秤控制器功能單一，不利于形成系列產(chǎn)品，這就增加了開(kāi)發(fā)和掩膜的費(fèi)用，使產(chǎn)品價(jià)格居高不下。
本實(shí)用新型的目的是研制出一種款式新穎的液晶顯示計(jì)量電子秤控制器，它集多種功能于一體，使控制器可構(gòu)成具有不同度量制、不同解析度、不同啟動(dòng)停機(jī)方式、不同用途的多種型號(hào)規(guī)格電子秤，還具有重量、身高記憶和數(shù)據(jù)自動(dòng)分析的智能功能。
為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型采用單片微處理器作主控器件，通過(guò)其接口分別連接數(shù)據(jù)采樣的積分型A/D轉(zhuǎn)換電路、多功能開(kāi)關(guān)電路、EEPROM存取電路、電源保護(hù)電路、液晶(LCD)顯示器、多人記憶控制鍵盤(pán)及聲響裝置，構(gòu)成電子秤控制裝置。由帶電阻應(yīng)變片的壓力傳感器將重量信號(hào)傳給電子秤控制器的積分型A/D轉(zhuǎn)換電路，變?yōu)閿?shù)字量后在LCD上顯示重量值；用EEPROM來(lái)對(duì)傳感器的非線性誤差作校正、對(duì)重量和身高作記憶并自動(dòng)分析、在“自動(dòng)上秤”中作零點(diǎn)記憶。
由于采用NEC公司新型單片微處理器作主控器件，功能多，成本低，操作簡(jiǎn)便，性能穩(wěn)定，可供國(guó)內(nèi)外許多衡器廠用于老產(chǎn)品的更新?lián)Q代。選用本控制裝置配合廠家多種秤臺(tái)和外觀設(shè)計(jì)，就能生產(chǎn)出幾十種不同型號(hào)的電子秤產(chǎn)品，節(jié)約大量開(kāi)發(fā)成本和芯片掩膜費(fèi)用。


圖1為液晶顯示多功能智能電子秤控制器電路方框圖。
圖2為液晶顯示多功能智能電子秤控制器電路原理圖。
圖1中，1為單片微處理器(MCD)，作為電子秤控制器的主控器件，其接口分別連接數(shù)據(jù)采樣的積分型A/D轉(zhuǎn)換電路2，多功能開(kāi)關(guān)電路3，EEPROM存取電路4，電源保護(hù)電路5，液晶顯示器6，多人記憶控制鍵盤(pán)7，聲響電路8。積分型A/D轉(zhuǎn)換電路2包括帶電阻應(yīng)變片的壓力傳感器、信號(hào)放大及積分比較電路；電源保護(hù)電路5包括欠壓檢測(cè)和穩(wěn)壓控制；控制鍵盤(pán)7包括四人記憶功能選擇鍵，身高整定鍵、啟?？刂奇I以及零點(diǎn)調(diào)整鍵。
圖2中，集成電路IC1為單片微處理器，型號(hào)為μPD753204，其接口P50～P53與P60～P63、P30組成開(kāi)關(guān)矩陣，設(shè)20個(gè)功能開(kāi)關(guān)；S12～S23字段信號(hào)與COM0～COM3公共信號(hào)，連接專用液晶顯示板，共驅(qū)動(dòng)6只段碼管，用4時(shí)分接線，LCD電源腳BIAS、VLC0～VLC2用1/3偏置模式；IC2為EEPROM，IC1接口P01～P03分別連接IC2的時(shí)鐘腳SK、DI輸入腳、DO輸出腳，IC1接口P22接IC2片選腳CS；IC1接口P23接三極管T5的基極，T5的集電極經(jīng)蜂嗚器BDZZEE接輸入電源VEE，R8同BDZZER并聯(lián)；IC1接口連接的控制鍵都連下拉電阻R10～R13；P13接身高值增鍵INCH，鍵另一端接電源VCC，P30接身高值減鍵DECH，鍵另一端接VCC，P32接LCD檢測(cè)及零點(diǎn)內(nèi)碼調(diào)整鍵TEST，鍵另一端接VCC，IC1的接口，P33接上電復(fù)位啟動(dòng)鍵ON的一端，一路由R15落地，一路經(jīng)二極管DN連三極管T2的基極，當(dāng)ON閉合時(shí)，T2導(dǎo)通，系統(tǒng)供電，ON鍵另一端接入電源VEE，接口P60～P63分別接四人記憶功能選擇鍵A1～A4的一端，一方面經(jīng)R16～R19并聯(lián)落地，另一方面經(jīng)二極管DN連T2的基極，當(dāng)A1～A4任一鍵閉合時(shí)，T2導(dǎo)通，系統(tǒng)供電，A1～A4鍵另一端接輸入電源VEE，IC31腳12接手動(dòng)關(guān)機(jī)鍵OFF；IC1接口P31是電源控制端經(jīng)R21、C3并聯(lián)落地，另經(jīng)R20與晶體管T2的發(fā)射極相連，T2集電極連T1的基極，T1集電極經(jīng)R28接IC1第12腳；當(dāng)T2導(dǎo)通時(shí)，T1基極是低電平，故T1也導(dǎo)通，T1的發(fā)射極所連的輸入電源VEE經(jīng)T1的集電極輸出VCC，VCC電壓的高低受控于與IC31腳12相連的穩(wěn)壓管T6；IC1接口P00是欠壓檢測(cè)端晶體管T3的基極與IC31的輸出腳14相連，當(dāng)電壓太低時(shí)，T3導(dǎo)通，P00接口是低電平，則發(fā)生欠壓指示；IC1接口P21、P10/INT0用于連接積分型A/D轉(zhuǎn)換電路，壓力傳感器PRESS橋路輸出接放大集成電路IC32輸入第9、10腳，再通過(guò)R34、R35至IC33積分電路，最后經(jīng)IC34比較后由腳1輸出至INT0端，接口P21連晶體管T4的基極，T4的集電極接R34、R35的連接點(diǎn)，發(fā)射極接電源VCC；T4控制經(jīng)放大后的信號(hào)電壓給C9進(jìn)行充電或放電，當(dāng)充電時(shí)間相同時(shí)，放電時(shí)間的長(zhǎng)短就取決于重量信號(hào)電壓的大小，當(dāng)放電至一定時(shí)候，IC34腳1的跳變引起INT0端口的外部中斷，測(cè)出放電時(shí)間的長(zhǎng)短，即為重量信號(hào)的數(shù)字量大小。
按動(dòng)ON鍵，在通電的瞬間，由R26、C4組成的復(fù)位啟動(dòng)電路，將復(fù)位信號(hào)賦于IC1的RESET端，連接在X1、X2的晶振M開(kāi)始工作，從而進(jìn)行數(shù)據(jù)采樣和重量顯示等多種操作。按動(dòng)A1～A4同樣可產(chǎn)生上述RESET號(hào)，啟動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行四人記憶和體重指數(shù)分析等智能操作。利用前述措施本實(shí)用新型具有如下功能①開(kāi)機(jī)方式開(kāi)關(guān)開(kāi)機(jī)(Kick ON)、腳踏開(kāi)關(guān)(TOP ON)、自動(dòng)開(kāi)機(jī)(AUTO ON)。
②關(guān)機(jī)方式手動(dòng)關(guān)機(jī)和自動(dòng)關(guān)機(jī)，當(dāng)出現(xiàn)欠壓、超載、負(fù)重量、開(kāi)機(jī)歸零后未上秤或秤重時(shí)不下秤等情況，6秒后自動(dòng)關(guān)機(jī)。
③不同度量制單位轉(zhuǎn)換公斤(kg)/磅(Lb)/英石(Stone)相互轉(zhuǎn)換，每種制式的分辨率又分為0.05/0.1/0.2不同檔次。對(duì)于150kg以上量程，又分為全程解析和分段解析(以100kg為分界點(diǎn))。
④多種量程的計(jì)量秤融為一體就以公斤(kg)為例，有180kg、150kg、30kg等規(guī)格，為適應(yīng)不同國(guó)家的習(xí)慣，150kg一檔又分為156kg、150kg、136kg等品種。
⑤零點(diǎn)跟蹤和重量鎖定開(kāi)機(jī)后未秤重之前顯示值應(yīng)歸零，如果零點(diǎn)有小的飄移，系統(tǒng)能自動(dòng)修改零點(diǎn)內(nèi)碼值，使顯示外碼值為零。為提高測(cè)量的正確性，利用控制系統(tǒng)的記憶能力，設(shè)計(jì)了重量鎖定功能，鎖定的形式可分為變化鎖定和閃動(dòng)鎖定。
⑥記憶功能分短時(shí)記憶和長(zhǎng)期記憶，短時(shí)記憶與鎖定功能相互配合，發(fā)揮了控制系統(tǒng)的智能效果，提高測(cè)量精度。特別長(zhǎng)期記憶功能，EEPROM能記憶四個(gè)人的體重和身高，在下次再秤重時(shí)，可顯示出各人體重的增減，并可計(jì)算體重指數(shù)。
⑦EEPROM作非線性補(bǔ)償在全量程范圍內(nèi)，分若干點(diǎn)進(jìn)行重量校正，將每一點(diǎn)的重量偏差值存入EEPROM中，實(shí)際秤重時(shí)進(jìn)行插值計(jì)算，算出正確的重量后再實(shí)時(shí)顯示。
⑧根據(jù)生產(chǎn)工藝的要求，為適應(yīng)不同檔次電子秤條件，開(kāi)始顯示重量值又分為從零顯示和從8kg開(kāi)始顯示兩種方式；控制系統(tǒng)又有負(fù)重量處理和用TEST鍵調(diào)整零點(diǎn)內(nèi)碼的功能。
具體實(shí)施時(shí)，本實(shí)用新型的具體元件選擇是IC1選用μPD753204，IC2選用NM93C46，IC31～I(xiàn)C34選用LM324，M選用4.19MHZ晶振，LCD為專用液晶顯示板，VCC為+5V，VEE為+6V～+9V。
權(quán)利要求1.一種液晶顯示多功能智能電子秤控制器，其特征是控制器由單片微處理器1作主控器件，通過(guò)其接口分別連接數(shù)據(jù)采樣的積分型A/D轉(zhuǎn)換電路2、多功能開(kāi)關(guān)電路3、EEPROM存取電路4、電源保護(hù)電路5、液晶顯示器6、多人記憶控制鍵盤(pán)7及聲響裝置8。
2.一種如權(quán)利要求1所述的液晶顯示多功能智能電子秤控制器，其特征是控制器的電路連接為集成電路IC1，采用型號(hào)為μPD753204的單片微處理器，其接口P50～P53與P60～P63、P30組成開(kāi)關(guān)矩陣，設(shè)20個(gè)功能開(kāi)關(guān)；S12～S23字段信號(hào)與COM0～COM3公共信號(hào)，連接專用液晶顯示板，共驅(qū)動(dòng)6只段碼管，用4時(shí)分接線，LCD電源腳BIAS、VLC0～VLC2用1/3偏置模式；IC2為EEPROM，IC1接口P01～P03分別連接IC2的時(shí)鐘腳SK、DI輸入腳、DO輸出腳，IC1接口P22接IC2片選腳CS；IC1接口P23接三極管T5的基極，T5的集電極經(jīng)蜂嗚器BDZZER接輸入電源VEE，R8同BDZZER并聯(lián)；IC1接口連接的控制鍵都連下拉電阻R10～R13；P13接身高值增鍵INCH，鍵另一端接電源VCC，P30接身高值減鍵DECH，鍵另一端接VCC，P32接LCD檢測(cè)及零點(diǎn)內(nèi)碼調(diào)整鍵TEST，鍵另一端接VCC，IC1的接口，P33接上電復(fù)位啟動(dòng)鍵ON的一端，一路由R15落地，一路經(jīng)二極管DN連三極管T2的基極，當(dāng)ON閉合時(shí)，T2導(dǎo)通，系統(tǒng)供電，ON鍵另一端接入電源VEE，接口P60～P63分別接四人記憶功能選擇鍵A1～A4的一端，一方面經(jīng)R16～R19并聯(lián)落地，另一方面經(jīng)二極管DN連T2的基極，A1～A4鍵另一端接輸入電源VEE，IC31腳12接手動(dòng)關(guān)機(jī)鍵OFF；IC1接口P31是電源控制端經(jīng)R21C3并聯(lián)落地，接R20與晶體管T2的發(fā)射極相連，T2集電極連T1的基極，T1集電極經(jīng)R28接IC1第12腳；IC1接口P00是欠壓檢測(cè)端晶體管T3的基極與IC31的輸出腳14相連，IC1接口P21、P10/INT0用于連接積分型A/D轉(zhuǎn)換電路，壓力傳感器PRESS橋路輸出接放大集成電路IC32輸入第9、10腳，IC32輸出端再通過(guò)R34、R35至IC33積分電路，最后經(jīng)IC34比較后由腳1輸出至INT0端，接口P21連晶體管T4的基極，T4的集電極接R34、R35的連接點(diǎn)，發(fā)射極接電源VCC。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種測(cè)力與稱重控制的智能化多功能自動(dòng)控制裝置,它采用單片微處理器作主控器件,通過(guò)其接口分別連接數(shù)據(jù)采樣的A/D轉(zhuǎn)換電路、多功能開(kāi)關(guān)電路、EEPROM存取電路、電源保護(hù)電路、液晶顯示器、多人記憶控制鍵盤(pán)及聲響裝置。它集多功能于一體,操作簡(jiǎn)單,性能穩(wěn)定,成本降低,選用本電子秤控制器與國(guó)內(nèi)外廠家多種秤臺(tái)和外觀設(shè)計(jì)配合,可生產(chǎn)出幾十種不同型號(hào)的電子秤產(chǎn)品。
文檔編號(hào)G09G3/18GK2383182SQ99236679
公開(kāi)日2000年6月14日 申請(qǐng)日期1999年7月20日 優(yōu)先權(quán)日1999年7月20日
發(fā)明者李炳興 申請(qǐng)人:中山大學(xué)