基于ARM7的多路称重系统软件设计

本科毕业设计（论文）题目基于ARM7的多路称重系统软件设计院系电子信息工程学院学科专业电气工程及其自动化学生徐继民学号090415119指导老师陈超波2013年06月本科毕业设计（论文）题目基于ARM7的多路称重系统软件设计院系电子信息工程学院学科专业电气工程及其自动化学生徐继民学号090415119指导老师陈超波2013年06月I基于ARM7的多路称重系统软件设计摘要公路车辆多路称重系统的设计对于保护公路的正常使用有着重要的经济意义和社会价值。随着公路运输工业生产和商业贸易的不断发展，产生了对公路车辆进行多路称重越来越严格的要求，多路称重是路政部门加强正常运输、强制超载超限、提高管理工作效率，实现路政系统管理现代化、科学化的一项关键技术。车辆多路称重系统可以识别超载车辆并给予相应的处罚，能够有效的控制高速公路上车辆的超载现象。本文以ARM处理器高性能、低功耗、低成本和资源丰富的优势，开发出了一种基于ARM7的车辆多路称重系统。主要是利用LPC2210作为系统MCU，再加上像电路模块、显示模块、RS232通信模块等一些必要的外围电路模块组成一个用于测量汽车重量并显示的系统。本论文首先介绍了多路称重系统研究背景意义及国内外研究现状，接着论述了系统方案的整体设计，再次阐述系统软件的设计及算法，最后对系统软件进行了调试。关键词多路称重系统；数据采集；ARMIISOFTWAREDESIGNOFMULTIWEIGHINGSYSTEMBASEDONARM7ABSTRACTMULTIPLEWEIGHINGROADVEHICLESDESIGNEDFORTHEPROTECTIONOFTHESYSTEMFORNORMALROADUSEHASIMPORTANTECONOMICSIGNIFICANCEANDSOCIALVALUEWITHROADTRANSPORTOFINDUSTRIALPRODUCTIONANDCOMMERCECONTINUESTOEVOLVE,RESULTINGINMULTIPLEVEHICLESONTHEROADWEIGHINGMORESTRINGENTREQUIREMENTS,MULTICHANNELLOADISNORMALTRANSPORTSECTORTOSTRENGTHENHIGHWAYS,FORCEDOVERLOAD,IMPROVEMANAGEMENTEFFICIENCYACHIEVEHIGHWAYSSYSTEMMANAGEMENTMODERNIZATION,SCIENTIFICAKEYTECHNOLOGYVEHICLEWEIGHINGSYSTEMCANRECOGNIZEMULTIPLEOVERLOADEDVEHICLESANDAPPROPRIATEPUNISHMENT,CANEFFECTIVELYCONTROLTHEOVERLOADINGOFVEHICLESONTHEHIGHWAYINTHISPAPER,ARMPROCESSORPERFORMANCE,LOWPOWER,LOWCOSTANDADVANTAGEOFRICHRESOURCES,DEVELOPEDAMULTICHANNELARM7BASEDVEHICLEWEIGHINGSYSTEMASTHESYSTEMISTHEUSELPC2210MCU,TOGETHERWITHTHEPHANTOMCIRCUITMODULE,DISPLAYMODULE,RS232COMMUNICATIONMODULENECESSARYTOFORMAPERIPHERALCIRCUITMODULEFORMEASURINGTHEWEIGHTOFTHECARANDDISPLAYSYSTEMTHISPAPERFIRSTINTRODUCESTHERESEARCHBACKGROUNDMULTIPLEMEANINGSANDWEIGHINGSYSTEMSRESEARCHSTATUS,ANDTHENDISCUSSESTHESYSTEMSOVERALLDESIGNSCHEME,ONCEAGAINEXPLAINTHESYSTEMSOFTWAREDESIGNANDALGORITHM,ANDFINALLYTHESYSTEMSOFTWAREDEBUGGINGKEYWORDMULTIPLEWEIGHINGSYSTEMDATACOLLECTIONARMI目录中文摘要I英文摘要II1绪论111多路称重系统研究背景、目的及意义1111多路称重系统研究背景1112多路称重系统研究的目的及意义212国内外车辆多路称重系统的研究现状2121车辆多路称重系统国内研究现状2122车辆多路称重系统国外研究现状313研究的主要内容414小结42多路称重系统方案521多路称重系统的设计原则522多路称重系统的原理523多路称重系统的整体结构6231系统组成6232系统功能和性能指标624多路称重系统的整体设计7241汽车称重台7242车辆分离器7243轮轴识别器8244电磁地感线圈825ARM主系统设计8251ARM处理器简介8252ARM7TDMIS处理器9II253LPC2210主要特性10254存储器模组11255看门狗及电源电压监视模块11256LCD液晶显示模块12256A/D数据采集模块1226小结133多路称重系统软件设计1431多路称重系统软件方案14311系统软件功能模块14312系统软件方案1532数据采集程序设计1633轮轴识别任务1734数据处理17341数字滤波17342量纲转换1835通讯程序模块1836显示程序设计1937按键模块2038车辆称重算法21381多路称重信号的特点21382多路称重算法设计2139小结224系统软件调试2341调试原理2342调试过程2343小结265结论与展望2751结论27III52展望27致谢29参考文献30毕业设计（论文）知识产权声明30毕业设计（论文）独创性声明32附录33附录A软件程序33附录B外文翻译741绪论11绪论公路系统是由“车、路、运”三个因素构成的，而车、路与运的发展是相互依存、相互制约的，它们之间只有协调发展才能取得最佳的社会、经济效益。近几年来，伴随着交通运输业的迅猛发展，汽车超限超载运输现象越来越严重、超限超载造成了路面、桥梁等设施的破坏，从而恶化了道路服务水平和行车安全状况。为了有效治理超限超载，对多路车辆的重量进行计量就显得十分迫切和必要。另外交通检查、计重收费和不停车收费系统的发展与应用，这些都需要对行驶的车辆进行准确的称重计量。11多路称重系统研究背景、目的及意义111多路称重系统研究背景随着经济的发展和科技的进步，公路运输市场内部竞争日益激烈，使之超限超载现象日益严重。从而造成交通安全隐患以及严重破坏了公路桥梁等严重现象日益增多。主要表现在（1）严重的损坏了公路基础设施。超限超载车辆的荷载远远超过了公路和桥梁的设计承受荷载，致使路面损坏、桥梁断裂，正常使用年限大大缩短，只能提前进行大修。全国公路每年因车辆超限超载造成的损失超过300亿元，给国家财产造成了巨额损失。（2）汽车尾气超标严重污染环境。由于超限超载车辆燃油系统负荷过大，尤其是燃油净化系统不能正常运转，燃烧不完全，尾气严重超标，致使车辆行驶过程中浓烟滚滚，有的甚至只见黑烟不见车，对公路两旁环境造成了严重污染。（3）对车辆本身造成巨大的损失。超限超载运输对车辆的损坏十分厉害，据一位从事超限超载运输的车主介绍，由于超负荷运行，汽车每两个月要换10个轮胎，一个轮胎1700元左右，如果不超限超载、不出意外，轮胎每一年才换一次。（4）诱发了大量的交通安全事故。据统计，70的道路安全事故是由于车辆超限超载引发的，50的群死群伤性重大特大道路交通事故与超限超载有直接关系，车辆超限超载运输给人民生命财产造成了巨大损失。因为车辆超载后其平稳性、操作性、制动性等安全系数都会大幅下降，而交通事故率会大幅西安工业大学毕业设计（论文）2上升。（5）导致了公路运输市场的恶性竞争。以竞相压价承揽货源，以超限超载来获取利润，超得越多，赚得越多，形成了“压价超限超载运力过剩再超限超载”的恶性循环。同时造成车辆“大吨小标”泛滥。为迎合车辆超限超载运输的需求，一些汽车生产厂商竞相生产“大吨小标”车，一些汽车改装厂和修理厂也纷纷非法改装车辆，影响了汽车工业的健康发展。对于这种严重超限超载现象给公路交警们排查工作量带来极大的挑战，以往公路交警们凭经验上路抽查超限超载车辆工作，杜绝不了车辆超限超载现象。一种能通过自动计算出超载的重量并打印或存储的车辆超载检测系统得于应用，使查验超限超载更加合理、科学，为交警执法提供合法依据。因此对多路称重系统进行进一步研究具有十分重要的理论意义和现实意义。112多路称重系统研究的目的及意义本课题旨在开发一种基于ARM7的车辆多路称重系统，该系统集多路称重、车辆信息录入、打印罚单于一体。在满足精度要求的基础上尽量减少生产成本。采用本系统进行车辆多路称重具有如下意义（1）功耗更低。本系统采用低功耗基于ARM7内核的ARM7TDMIS处理器。（2）良好的上位机通讯接口。系统集成了基于RS232的串行通讯接口，可以将系统中的称重数据传送至上位机数据库。（3）具有良好的人机接口。采用标准键盘和LCD液晶屏作为输入输出设备，实现了图形化操作界面。用户可以根据LCD提示来进行查询数据、设置参数等操作。（4）成本低廉。本系统在设计之初尽量选用性价比较高的元件，在保证功能稳定实现的前提下，大大降低了生产成本。本系统是基于ARM7的多路称重系统，便携性使其有更高的实用价值和更广阔的市场前景。12国内外车辆多路称重系统的研究现状121车辆多路称重系统国内研究现状我国从上世纪八十年代开始研究多路称重系统，随着这些年经济的不断发展和科研实力的不断增强，光纤传感技术的快速发展，利用光纤进行传感器方面的检测技术研究也取得一定的进展，在公路自动化交通调查、称重收费、轴西安工业大学毕业设计（论文）3载检测、限重执法等领域发挥越来越重要的作用。虽然国内的多路称重系统研究有了飞速的进步，但与国外相比，国内的技术还是不够成熟，很多方面的技术还需要很大的改进。低成本、高精度、快车速的多路称重系统是国内研究技术的主要发展方向。在我国，从八十年代开始引进国外的多路称重系统，同时也开始了对多路称重系统的研究。国内研究较早的是太原理工大学与山西省电子研究所开发出的轴重式计量汽车衡，山西电子所于1985年引进了加拿大公司汽车衡，与太原理工大学在此汽车衡的基础上做了很多技术上的改进，能够方便地应用于公路自动化交通调查、轴载检测、限重执法等领域。太原理工大学最早在山西省安装多路汽车衡，同时也是全国最早使用多路汽车衡的单位。最近几年来，国内工业界对汽车衡多路称重的需求有了很大的增长，许多生产厂家和公司都相继推出了自己的多路汽车衡产品。山西万立科技有限公司最早在山西省安装多路称重设备并一直致力于研发高精度的多路汽车衡，包括安装在公路超限检测的路段上和用于计重收费的高速公路段，在取得明显效果的基础上，2008年该公司又对称重设备进行了改造和完善，包括称重仪表的改进和不停车超限检测系统的应用，大大提高了车辆通行速度，减小了车辆在高速路口的拥堵现象。122车辆多路称重系统国外研究现状国外许多国家的道路运输也普遍存在超载现象，为了避免超载车辆对公路造成的一系列危害，欧共体成员和美国、日本等在20世纪50年代开始就对车辆多路称重系统进行研究，经过半个多世纪的研究取得了一系列的研究成果。现阶段美国、德国、日本等发达国家为了大规模推广多路称重系统，把低成本的多路称重系统作为主要研究方向，大批科研人员正在致力研究出低成本高精度的多路称重系统。1958年，美国开始对WIM系统进行研究；1968年，西德的PAT公司开始对平板式车辆多路称重器进行研究；1974年，美国首次在车辆载荷研究中使用WIM系统；同年法国取得了一项压电缆多路车辆称重器的专利，即VIBRACOAX；1984年，美国36个州推广安装WIM系统；1988年，英国研制了一种性能优于VIBRACOAX的新型称重压电传感器VEBETEK5；1991年改型为VEBETEK20；1992年，由欧洲高速公路系统研究实验室联盟FEHRI发起，按照欧盟运输委员会ECTD的程序框架制定了COST323计划，该计划主要内容就是研究对公路行驶车辆进行多路载荷监控的相关问题，其中最重要的一项测试是在瑞士进行为期30个月的WIM系统实际应用测试。1994年，欧盟开始进行WAVEWEIGHINGINMOTIONOFAXLEANDVEHICLESFOREUROPE计划从1997年6月到1998年6月在瑞典寒冷条件下进行产品系统测试，即著名的CETCOLDENVIRONMENTTEST测试，结果表明德国PAT、瑞士KISTLER、美国MIKROS等公司西安工业大学毕业设计（论文）4的产品在测量性能方面处于领先水平2000年工TS年会上展出了一种由美国MSI公司开发的共聚物压电轴传感器，可以同时测量车速、车轴数、轴距并进行车型分类和多路称重。13研究的主要内容主要是利用LPC2210作为系统MCU，再加上像电路模块、显示模块、RS232通信模块等一些必要的外围电路模块组成一个用于测量汽车重量并显示的系统。设计软件算法，编写程序并配合硬件设计人员完成驱动程序的设计和使用说明书的书写。14小结本章主要对汽车称重系统的背景、意义及研究现状做了简要阐述，并对本次设计所要完成的主要内容进行了简单描述。2多路称重系统方案52多路称重系统方案21多路称重系统的设计原则由于汽车的运动是非常复杂的，再加上各种干扰信号的存在，使真实的轴重信号淹没在各种噪声中。如何减少或消除噪声，减弱各种干扰的影响，提高多路测量精度和车辆通行速度是系统设计的主导思想。要建立车辆多路称重系统，就需要一个合理的硬件结构作为系统的基础。系统硬件的选择和设计按以下原则进行（1）精确性原则多路称重的目的是测量汽车重量，所以结果的精确性成为首要的原则。若检测结果与真实值偏差过大，就达不到称重的最初目的，失去了称重的意义。（2）经济性原则任何一项研究能否实现产品化，经济条件都是重要的影响因素。所以在保证各方面性能的前提下，应尽量降低设备成本。（3）可靠性保证在规定的条件下，系统能正常的稳定运行，完成各项预定的功能。22多路称重系统的原理当车辆进入称重区时，首先光幕或地感检测到有车辆驶入，启动A/D采集数据，车辆逐轴通过称台，在重力的作用下，传感器的弹性体在弹性范围内发生与压力成正比的变化，从而使弹性体上的应变片阻值也发生正比的变化，配合检测电桥，得到与荷重力成正比的检测信号，A/D采集传感器的检测信号，通过A/D转换器转换成数字信号，A/D转换器将数字信号送给处理器进行数据算法处理，处理器根据采集到的数据进行分析和运算，然后送数码管部分进行显示，并根据需要和上位机进行通信。上位机既能获取称重数据，又可以建立数据库以便实现对数据存储和管理，例如进行数据查询，判断是否超限超载等。上位机根据仪表传上的数据判断是否超重，将结果发送到LCD大屏进行显示，如果超重，报警器开始报警，司机可以直观看到是否超重和能否通行，同时，系统安有自动抓拍装置，可以抓拍车辆的车牌号码和车辆经过秤台的实时图像。经过秤台的车辆车牌号码和车辆数据显示在超限管理的控制室中，治超员能够清楚看见各个车的重量信息并知道哪个车超重，这些数据同时传到收西安工业大学毕业设计（论文）6费站的显示器上，收费员同样能看到这些信息，这就减去了打印磅单的程序，提高了汽车的通行速度。23多路称重系统的整体结构231系统组成车辆称重系统组成如图21所示。该系统由压力传感器（称重平台）、电磁线圈、LCD液晶屏和ARM主系统（位于电气控制柜内）构成。汽车称重系统由称重平台、称重传感器、电磁线圈和集线盒组成。当有金属物体经过电磁线圈时，线圈立即发出信号，用以判断是否有车辆通过车道，当车辆离开时第二个电磁线圈同样会发出信号用以判断汽车何时完全通过。称重系统通过压力传感器，将汽车重量转换为压力信号传送给主系统用来计算汽车自重。嵌入式ARM主系统位于电气控制柜中，负责收集各传感器信号，采集处理车辆数据并通过串行线将处理后的车辆数据传送至收费亭。图21多路称重系统示意图232系统功能和性能指标（1）系统功能对多路平稳通过的车辆进行计重，使用中最大误差不超过正负4。正确识别轮胎和轴数，并计量单轴，轴组及整车重量。上述数据经处理后传送至收费西安工业大学毕业设计（论文）7计算机（上位机），作为判定是否超限或实施计重收费的依据。具备自动缓存功能，在收费计算机掉电时，自动存入缓存队列并尝试重发，最多可保存六辆车的数据，超过六辆时，前期数据会覆盖。（2）系统性能指标称重精度244S一个或多个输入的突发转换模式可选择由输入跳变或定时器匹配信号触发转换A/D转换器的基本时钟由VPB时钟提供。可编程分频器可将时钟调整至逐步逼近转换所需的45MHZ最大。完全满足精度要求的转换需要11个这样的时钟。由于本课题只需要采集2路模拟信号因此软件设计中只开启器了A/D转换器的通道6和通道7来转换2个压力传感器所采集模拟信号。26小结本章主要对汽车称重系统的整体结构和ARM主系统的各个组成模块进行了简单介绍，后续软件设计的主要作用就是将这些模块通过CPU有机的结合在一起形成一个有整体功能的系统。3多路称重系统软件设计143多路称重系统软件设计31多路称重系统软件方案311系统软件功能模块系统整个软件功能模块如图31所示，包含了数据采集、数据处理、轴轮识别、数据传输和数据显示五大模块。以信号的处理与显示为核心，首先在称重区不断得到重力传感器所采集的电压信号，进行滤波、放大、A/D转换，并将所采集的数据根据上位机系统初始化形式，以串口或者网络的通信方式传输，上位机对所接收的数据进行判断后，予以滤波、运算、存储、显示，并将所得的结论以委托书或发票回馈与车主。多路称重系统软件数据采集数据处理轴轮识别数据传输数据显示串口通信数字滤波LCD显示两路A/D采集上位机显示量纲转换图31系统功能模块图系统软件设计是基于ARM系统开发平台并通过C语言程序设计实现的。它具有一般C语言的特点程序书写简单,便于阅读和维护；可实现模块化、结构化编程；语言表达能力强；可对内存、变量的值进行直接操作,能完成汇编语西安工业大学毕业设计（论文）15言对硬件操作的大部分功能。主程序主要完成可编程芯片的初始化和重量数据采集及按需要调用各模块。312系统软件方案多路称重系统的软件系统主流程图如图32所示，系统上电后进行系统初始化，接通进入工作状态。当无车进入时，应变片式压力传感器没有检测到压力信号，则返回工作状态等待检测信号；当有车辆进入后，应变片式压力传感器检测到车轴压力信号，启动A/D采集，若车轴没有离开，则继续采集，若车轴离开则采集结束，对采集的数据进行简单处理，车辆没有离开则继续返回进行A/D采集，直到车辆离开了则对所有的车轴采集的处理数据进行计算出总重量，并显示在液晶LCD上，然后通过RS232串行接口将数据传给PC机。一个操作系统完成返回初始化进行下一次操作。上电开始初始化检测到车辆进入A/D采集数据处理检测到车辆离开重量计算显示发送到上位机是否否是图32系统主流程图西安工业大学毕业设计（论文）1632数据采集程序设计数据采集就是把称重传感器的模拟信号XT经过采样转换为采样信号XNT,然后再进行量化和编码处理得到离散的数字信号XN,最后把XN送到计算机进行相应的处理。数据采集程序流程图如图33所示。开始启动A/D读A/D转换状态转换结束读取A/D结果保存结果返回是否图33A/D采集流程图本文采用的是两路A/D采集，采集程序对应如下ADCRADCRADC_DATAADC_DATA3300/转换计算ADC_DATAADC_DATA/1024ZHOU_LADC_DATA/保存至ZHOU_LADCRADCRADC_DATAADC_DATA3300ADC_DATAADC_DATA/1024ZHOU_RADC_DATA/保存至ZHOU_R33轮轴识别任务轮轴识别任务在软件系统中起承上启下的作用，一方面，它响应A/D采样任务，另一方面，它要为后续的数据处理和上下位机的数据通讯提供所需信息，为通讯任务服务当仪表检测到收尾信号后，将发送数据通信消息给数据通信任务，让其将刚刚通过的车辆轴重信息发到上位机进行相应的处理。轮轴识别任务的功能主要有三个第一，根据A/D采样任务发送的信息进行轮轴上下秤台的判断，并发送消息给数据处理任务；第二，结合地感线圈和光幕，进行车辆的收尾工作；第三，定时对地感线圈、光幕等其他设备进行检测，判断有无车辆驶入，为数据处理任务服务。当检测到轮轴下秤信号后，发消息给数据处理任务，对数据缓存数组进行读取，计算出通过秤台的车辆重量。34数据处理341数字滤波本文采用算术平均值滤波，它主要用于对压力、流量等周期脉动参数的采样值进行平滑加工，但对脉冲性干扰的平滑作用尚不理想。因而它不适用于脉冲性干扰比较严重的场合。采样次数N的选取，取决于系统对于参数平滑度和灵敏度的要求。随着N值的增大，平滑度将提高，灵敏度则降低。通常对流量参数滤波时，N取12次；对压力滤波时N取4次；至于温度，无噪声干扰可不平均。算数平均值滤波是要寻找一个，使该值于各采样值间误差的平方和最小，即312211MININNNSEYIX西安工业大学毕业设计（论文）18由一元函数求极值原理，得1NIYKX（32）式中，第K次N个采样值的算术平均值；YK第I次采样值；XIN采样次数。式（32）是算术平均值法数字滤波公式。由此可见，算术平均值法滤波的实质就是把一个采样周期内的N次采样值相加，然后再把所得的和除以采样次数N，得到该周期的采样值。342量纲转换量纲的物理意义是将一个物理导出量用若干个基本量的乘方之积表示出来的表达式，称为该物理量的量纲式，简称量纲DIMENSION。量纲又称为因次。它是在选定了单位制之后，由基本物理量单位表达的式子。本设计的传感器采集的是信号是压力，单位为PA，而LCD显示的数据是重量，单位是KG，所以这过程需要进行量纲转换。首先是将压力（PA）量纲为电压（MV），其量纲公式为（MV）1032XU33其中，X是压力信号经AD转换后的二进制数。接着，又将电压（MV）量纲为重量（KG），其量纲公式是（KG）103G3435通讯程序模块通讯任务等待仪表或上位机的通知，完成数据的发送和接收。接收由串口中断服务程序和定时器中断服务程序配合，当串口发生接收中断时，由串口中断服务程序将收到的通讯字节放到接收缓冲区并开始接收定时。当接收定时溢出时，说明一帧数据已接收完毕，由定时器中断服务程序通知通讯任务，对接收到的一帧数据进行校验、解包和执行。发送数据由串口中断服务程序配合，当发送数据时，首先由通讯任务将数据打包成帧并放入发送数据缓冲区，然后西安工业大学毕业设计（论文）19发送帧的第一字节，当第一字节发生发送中断后，由串口中断服务程序将剩余的发送数据发出。该模块完成了串行口的初始化、波特率和数据格式的设置，并将采集的数据传给PC机。该模块的流程图如图34所示。开始发送数据发送数据完成返回否是图34数据传输流程图36显示程序设计显示任务定时刷新显示或接收按键任务的显示消息后立即刷新显示。显示信息的来源有两处一是数据处理任务计算完毕后所要显示的重量信息；二是按键任务中所要显示的按键操作相关信息。首先要进行端口初始化，接着进入通电液晶常开字符显示，开始抄描键盘，如果检测有按键则更新显示数据，如果没有检测到按键则返回继续扫描按键。该模块的流程图如图35所示。西安工业大学毕业设计（论文）20开始液晶端口初始化液晶常开字符显示扫描键盘是否按键更新显示数据是否图35显示流程图要在LCD上显示，首先要设置显示界面，由于本课题选用的LCD屏为240128黑白点阵液晶，所显示的字母、汉字及图片等需要通过字模提取软件将需要显示的字母、文字及图片做成点阵数组才能显示在液晶屏上。首先，编辑想要得到的字母、文字及图片，调整到合适的大小，点击生成字模，将会生成一个CHAR类型的数组，本设计采用的是横向取点，高位在前，字模过程如图36和37所示。图36需要生成字模的图片西安工业大学毕业设计（论文）21图37图片字模生成后截图37按键模块按键模块主要实现的功能是显示界面的切换，但在本文调试中，由于没有压力传感器的接入，所以用按键来控制A/D采集，这样就把连续的采集变成了单轴组的采集。但在实际中采集是连续的，不需要按键操作。38车辆称重算法381多路称重信号的特点在车辆刚上秤台时，由于冲击振动使称重信号难以准确反映实际重量，但振动随时间衰减，称重信号趋于载荷的实重。但在实际称量中，汽车衡为短台面，无法获得经衰减后的稳定信号值。汽车衡的几何尺寸受到车辆双联轴间距及轮胎着地长度的限制，一般宽度沿车辆通过的方向小于一米，实际使用的称台沿车通过方向的宽度多为08M。并且，在高速公路收费亭前端驶入段，车速最高可以达到30KM/H，这就决定了实际机中的多路称重信号为短历程信号，可采样的有效时间很短，在30KM/H条件下，波形时间宽度仅为01S。西安工业大学毕业设计（论文）22影响多路称重系统计量精度的主要因素是汽车行驶过程中产生的多路荷载对称重系统的干扰。车辆多路荷载的振动频率在320HZ的低频范围，振幅变化可达静载的10。传统的多路称重信号处理方法十分简单，常见的有简单平均法和最大值测量法。前一种方法是选取称量信号中的平稳区段计算其平均值来近似实际重量，后一种方法是以重量测量过程中的最大值来估计重量的真值。两者实际测试误差在515之间。382多路称重算法设计本课题的设计，我们则采用了最大值测量法。采用精度（本设计选取参考电压为33V，采用精度10位），S0状态表示初始状态无信号进入，由S0过渡到S1检测信号是否大于上限并超过5次，如果超过五次则进入S2并保存数据，若没有经过则继续执行S1检测信号，直到有信号超过上限五次则进入S2保存数据并执行S3；由S2到S3检测信号是否小于下限并超过五次，若没有则返回继续执行S2操作检测信号，若超过了则进入S4保存数据，这是就可以找出最大值，计算出被测物体的重量，以此方法分别计算出各轴重，并算出总重，最终显示在液晶屏上。图38采样波示意图S0S1S2S3S4图39状态转换图伪代码西安工业大学毕业设计（论文）23初始化S0IF采集值上限并超过五次进入S2保存数据并执行S3ELSE继续执行S1检测信号IF采样值0X1FCINFO1,“NTHEDATAAT0X000001FCMUSTBE0X87654321NPLEASEDELETESOMESOURCEBEFORETHISLINE“ENDIFCRPDATAWHILEGUI_LCM_XMAXRETURN0IFYGUI_LCM_YMAXRETURN0/设置缓冲区相应的点/IFCOLOR54ELSEGUI_DISP_BUFYX3/刷新显示/LCD_UPDATEPOINTX,YRETURN1/名称GUI_HLINE功能画水平线。入口参数X0水平线起点所在列的位置Y0水平线起点所在行的位置X1水平线终点所在列的位置COLOR显示颜色对于黑白色LCM，为0时灭，为1时显示出口参数无说明操作失败原因是指定地址超出缓冲区范围。/VOIDGUI_HLINEUINT32X0,UINT32Y0,UINT32X1,UINT8COLORUINT32BAKIFX0X1/对X0、X1大小进行排列，以便画图BAKX1X1X0X0BAKIFX0X1GUI_POINTX0,Y0,COLORRETURNDO/设置相应的点为1/IF0COLORGUI_DISP_BUFY0X03|DCB_HEX_TABX0ELSEGUI_DISP_BUFY0X03/刷新显示一次刷新一字节/IFX0X0WHILEX1X0/对最后一点显示操作/IF0COLORGUI_DISP_BUFY0X03|DCB_HEX_TABX055ELSEGUI_DISP_BUFY0X03LCD_UPDATEPOINTX0,Y0/名称I2C_INIT功能主模式I2C初始化，包括初始化其中断为向量IRQ中断。入口参数FI2C初始化I2C总线速率，最大值为400K出口参数无/VOIDI2C_INITUINT32FI2CIFFI2C400000FI2C400000PINSEL0PINSEL0/设置I2C控制口有效I2SCLHFPCLK/FI2C1/2/设置I2C时钟为FI2CI2SCLLFPCLK/FI2C/2I2CONCLR0X2CI2CONSET0X40/使能主I2C/设置I2C中断允许/VICINTSELECT0X00000000/设置所有通道为IRQ中断VICVECTCNTL00X29/I2C通道分配到IRQSLOT0，即优先级最高VICVECTADDR0INTIRQ_I2C/设置I2C中断向量地址VICINTENABLE0X0200/使能I2C中断/名称DELAYNS功能长软件延时入口参数DLY延时参数，值越大，延时越久出口参数无/VOIDDELAYNSUINT32DLYUINT32IFORDLY0DLYFORI0I6ADC_DATAADC_DATA3300ADC_DATAADC_DATA/1024ADC_DATAADC_DATA10000ADC_DATAADC_DATA/3300WADC_DATA/10000QADC_DATA/100010BADC_DATA/10010SADC_DATA/1010GADC_DATA10ZHOU_LADC_DATA/保存至ZHOU_LIFW0IFQ0IFB0IFS0LCD_DISPNUM8032,31NSTATUS114,DIGG/显示个位ELSELCD_DISPNUM8024,31NSTATUS114,DIGSLCD_DISPNUM8032,31NSTATUS114,DIGGELSELCD_DISPNUM8016,31NSTATUS114,DIGB59LCD_DISPNUM8024,31NSTATUS114,DIGSLCD_DISPNUM8032,31NSTATUS114,DIGGELSELCD_DISPNUM808,31NSTATUS114,DIGQLCD_DISPNUM8016,31NSTATUS114,DIGBLCD_DISPNUM8024,31NSTATUS114,DIGSLCD_DISPNUM8032,31NSTATUS114,DIGGELSELCD_DISPNUM80,31NSTATUS114,DIGWLCD_DISPNUM808,31NSTATUS114,DIGQLCD_DISPNUM8016,31NSTATUS114,DIGBLCD_DISPNUM8024,31NSTATUS114,DIGSLCD_DISPNUM8032,31NSTATUS114,DIGGADCRADCRADC_DATAADC_DATA3300ADC_DATAADC_DATA/1024ADC_DATAADC_DATA10000ADC_DATAADC_DATA/3300WADC_DATA/10000QADC_DATA/100010BADC_DATA/10010SADC_DATA/1010GADC_DATA10ZHOU_RADC_DATA/保存至ZHOU_RIFW060IFQ0IFB0IFS0LCD_DISPNUM80128,31NSTATUS114,DIGGELSELCD_DISPNUM80120,31NSTATUS114,DIGSLCD_DISPNUM80128,31NSTATUS114,DIGGELSELCD_DISPNUM80112,31NSTATUS114,DIGBLCD_DISPNUM80120,31NSTATUS114,DIGSLCD_DISPNUM80128,31NSTATUS114,DIGGELSELCD_DISPNUM80104,31NSTATUS114,DIGQLCD_DISPNUM80112,31NSTATUS114,DIGBLCD_DISPNUM80120,31NSTATUS