基于AT89S51的垃圾稱重計(jì)費(fèi)控制系統(tǒng)

　　控制系統(tǒng)常用的顯示器件有LED顯示器和LCD顯示器，其中LCD除了可以顯示數(shù)字之外還可以顯示字符，因此本設(shè)計(jì)選用目前非常通用的LCD1602顯示模塊進(jìn)行稱重結(jié)果的顯示。

　　顯示控制程序?qū)崿F(xiàn)用戶信息的顯示，包括姓名、門牌號(hào)碼和卡內(nèi)余額。當(dāng)用戶按下箱體選擇按鈕，垃圾重量計(jì)費(fèi)裝置打開(kāi)相應(yīng)的投入門，用戶投放垃圾完畢后，根據(jù)投放垃圾的種類和重量，卡內(nèi)余額可以增加或扣減并進(jìn)行顯示。

4 存儲(chǔ)模塊和通信模塊的設(shè)計(jì)

　　AT24C08是ATMEL公司的EEPROM存儲(chǔ)器，它的接線極為簡(jiǎn)單，只需要2根信號(hào)線;其存儲(chǔ)容量為1 KB， 1個(gè)存儲(chǔ)模塊可以儲(chǔ)存幾百個(gè)用戶的信息，與單片機(jī)的接口電路如圖4所示。

　　對(duì)每個(gè)住戶的垃圾投放情況進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，需要將系統(tǒng)內(nèi)存儲(chǔ)的住戶垃圾投放信息讀出。單片機(jī)的串行通信接口可以擴(kuò)展為USB接口、RS232接口和GPRS接口等。本系統(tǒng)內(nèi)AT89S51的串行接口只有1個(gè)，考慮到系統(tǒng)的方便性，在本設(shè)計(jì)中采用USB口擴(kuò)展。

　　5 投入門控制模塊的設(shè)計(jì)

　　ZYT系列永磁直流電動(dòng)機(jī)采用鐵氧體永久磁鐵激磁系封閉自冷式。作為小功率直流電動(dòng)機(jī)，可在各種裝置中用作驅(qū)動(dòng)元件。本系統(tǒng)中采用ZYT系列永磁直流電動(dòng)機(jī)控制垃圾箱投入門的打開(kāi)和關(guān)閉。

　　L298N芯片是步進(jìn)電機(jī)和直流電機(jī)的驅(qū)動(dòng)芯片，很容易實(shí)現(xiàn)電機(jī)的正反轉(zhuǎn)，本設(shè)計(jì)中選擇Multiwatt15封裝，易于實(shí)驗(yàn)室焊接。L298N芯片的引角圖如圖5所示。該芯片可接收標(biāo)準(zhǔn)TTL邏輯電平信號(hào)VSS， VSS可接4.5 V～7 V電壓； 4腳VS接電源電壓， VS電壓范圍VIH為2.5 V～46 V。輸出電流可達(dá)2.5 A，可驅(qū)動(dòng)電感性負(fù)載；1腳和15腳下發(fā)射極分別單獨(dú)引出以便接入電流采樣電阻，形成電流傳感信號(hào)。L298可驅(qū)動(dòng)2個(gè)電動(dòng)機(jī)，OUT1和OUT2以及OUT3和OUT4之間可分別接電動(dòng)機(jī)。輸入信號(hào)端IN1接高電平、IN2接低電平，電機(jī)1正轉(zhuǎn)；反之，電機(jī)1反轉(zhuǎn)。輸入信號(hào)端IN3接高電平、IN4接低電平，電機(jī)2正轉(zhuǎn)；反之，電機(jī)2反轉(zhuǎn)。因?yàn)椴恍枰{(diào)速，調(diào)速端A、B可以直接接+5 V。本裝置中，有3個(gè)投入門需要控制，因此需要2片L298N，占用單片機(jī)6個(gè)I/O口。另外L298N對(duì)每個(gè)電動(dòng)機(jī)都有使能控制端EnA和EnB，3個(gè)投入門需要3根單片機(jī)I/O口線，如果它們?yōu)榈碗娖?，則電機(jī)不會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng)。

　　考慮到一片AT89S51的I/O口有限，且本系統(tǒng)需要的I/O口線較多，所以選用1片AT89C2051來(lái)控制投入門電動(dòng)機(jī)動(dòng)作的正反轉(zhuǎn)。AT89C2051可以接收選擇投入門的按鍵的信號(hào)；它是24引腳的CPU芯片，體積小，節(jié)省空間。投入門是否動(dòng)作由系統(tǒng)中的主CPU AT89S51的一根口線和這片AT89C2051一根I/O口線相連作為信號(hào)線來(lái)決定。如果用戶卡余額不足，則AT89S51的這根I/O口線輸出高電平，與AT89C2051相連的I/O口線也為高電平，禁止所有投入門動(dòng)作，AT89S51的芯片如圖6所示。

　　6 系統(tǒng)軟件的設(shè)計(jì)

　　根據(jù)系統(tǒng)功能要求，AT89S51系統(tǒng)主程序框如圖7所示。AT892051系統(tǒng)程序框圖較為簡(jiǎn)單，主要是根據(jù)用戶選卡內(nèi)余額是否充足，由主AT89S51芯片發(fā)送信號(hào)決定是否開(kāi)門，再根據(jù)用戶選擇的投入門按鍵打開(kāi)相應(yīng)的投入門，等待用戶投放垃圾完畢后再關(guān)閉投入門。

　　利用單片機(jī)來(lái)構(gòu)建垃圾分類計(jì)量設(shè)備的控制系統(tǒng)，其成本低廉、體積小巧、易于安裝，可以大規(guī)模推廣使用。