基于SmaU RTOS51的汽車動態稱重儀的設計
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動態汽車稱重是汽車以一定的速度經過一定寬度的稱重臺面，由稱重臺面測出汽車每個軸的重量，然后累加得出汽車總重。該稱重過程是一個強實時過程，需要單片機及時采集汽車每個軸的數據并快速計算其重量。如果單片機速度過慢或者程序設計不合理，就會給儀表帶來穩定性和可靠性的問題。當前很多智能儀表的軟件采用前/后臺系統設計，整個應用程序是一個無限的循環，后臺程序循環調用相應的函數完成相應的操作，中斷服務程序處理異步事件。這種傳統的程序設計思路有著明顯的不足。整個應用程序是一個有機的整體，使得實時應用程序的設計和擴展困難，時間要求苛刻的事件難以達到快捷有效的處理，對事件的串行處理使得資源得不到很好的利用。在智能儀表中移植嵌入式操作系統能較好的解決以上問題，并使軟件開發工作變得規范、容易測試，實現模塊化編程和縮短開發周期。當然RTOS本身需要占用一定的資源，隨著半導體技術的發展，器件的性能不斷上升、成本不斷下降，使得RTOS所消耗的成本不再重要。汽車動態稱重儀就是移植了嵌入式操作系統，在實際應用中增強了系統穩定性和可靠性。
2 系統總體方案
汽車動態稱重儀主要由數據采集模塊、數據處理模塊、顯示模塊、數據通訊模塊、外部存儲器和外部看門狗組成，如圖1所示。數據采集模塊負責將稱重傳感器檢測到的重量信號放大、濾波，轉換成數字信號傳送給CPU；CPU負責與各個外設的通訊和重量信號的分析和處理，并將處理完的重量信號發送給顯示模塊和通訊模塊；顯示模塊負責重量信號的顯示：通訊模塊負責將重量信號發送到上位機；外部存儲器存放儀表的參數：按鍵用來設置和修改儀表參數；外部看門狗用來提高儀表的抗干擾能力，增強儀表的穩定性。
3 硬件電路設計
3．1 數據采集模塊
由于稱重儀表需要高精度，采用外接A／D轉換器，選用CS5532。該器件是美國Cirrus Logic公司推出的一種具有極低噪音的多通道型模擬／數字轉換器，由于其采用電荷平衡技術和極低噪聲的可編程增益斬波穩定測量放大器，內部集成了放大和濾波功能，可得到高達24位分辨率的輸出結果，且具有高動態范圍和靈活的電源配置選項等優點，使得該器件非常適合于動態稱重。其基準電壓由專門的基準電壓器件AD780提供。電路如圖2所示。
3．2 微處理器和外部存儲器
微處理器是系統的核心，其性能的好壞直接決定了稱重系統的準確性、穩定性和可靠性。基于汽車動態稱重儀對精度和實時性的要求，選用PHILIPS公司的P89C668單片機。它具有以下特點：
①片內帶有8 KB RAM，64 KB Flash存儲器，該存儲器既可并行編程也可串行編程(ISP)，在實際的成型產品中可通過ISP升級用戶程序；②該器件在6個時鐘周期內執行一條指令，是傳統的80C51的2倍；在每個機器周期，6個時鐘周期下速度高達20 MHz(相當于40 MHz性能)；③該器件有4個8位I／O端口，3個16位定時器／事件計數器，多中斷源，4個優選級，可嵌套中斷結構，一個增強型UART和片內振蕩器及時序電路；這些資源為系統的硬件設計提供足夠的I／O端口，為軟件復雜功能的實現和未來程序的擴展，提供了足夠的程序存儲空間，為重量數據的采樣、濾波和稱重算法的實現，提供了足夠的數據存儲空間，可采用ISP功能實現產品的軟件升級。
外部存儲器采用ATMEL公司的AT24C512器件，擁有64 KB存儲容量、I2C接口的電可擦除非易失EEPROM存儲器，為設置和校準參數提供存儲空間。
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