MAX125在动态汽车衡中的应用
max125在动态汽车衡中的应用
为了有效抑制货车超载，研制了一种新型的动态地磅，高速a/d转换芯片 max 125是其中关键组成部分,直接影响整个系统的测量精度。
介绍了 m ax125的特点及工作过 程，以及它在动态地磅中的具体应用方法。测量误差小于总重静态值的士 5%。
0.引言
超载运输使公路、桥梁及其附属设施遭遇到 严重损坏，这也是近年来恶性交通事故增加的重 要原因之一。
解决这一问题的有效方法是广泛应 用动态地磅，即车辆行驶称重(w eigh i n motion,wim)系统a /d转换的性能直接影响到 整个系统的测量精度,是动态地磅关键组成部 分,本文对a/d转换部分max125进行介绍。
选择a/d转换器的主要依据是转换速度和 精度当车辆驶过称重传感器时，所产生的信号波 形如图1所示。
假设车速为40 km/h,那么每只轮 胎通过称重传感器的时间约为20 ms,在这段时间 内要有效釆样100- 200个点,考虑数字滤波的需 要,则要求完成每次a/d转换的时间应在20^s 以内。
max125单通道的转换时间为3^s,可以满 足要求根据我国动态地磅的标准，其准确 度等级分为0. 2 0. 5 1 2 5 10六级，0. 2级整车 总重量的zui大允许误差检定时为士 0. 1(% , 使用时为士 0. 20% ,这就要求a/d转换的精度至 少为0.10%。max125是14位a/d转换器，精度可达士 0. 006 2观。
为此选择了 m ax im公司生产的m ax125
1.max 125的简介
1.1 max125的特点
max 125是2< 4通道、高速的14位数据釆 集芯片。它内置有4个釆样保持器(t/h),每个 米样保持器前各有一个两输入的多路开关，所有 的多路开关均由同一逻辑电路控制，所以每次釆 集可以有4个通道被同时釆样。
输入分为a b两 组，通过开关的切换可以对8个通道进行釆集每 个通道的信号转换需要3^s,当输入只有1个通道 时转换速率可达250 kb/s, 4个通道全部使用时 为76 kb /s转换所得的数值都存储在ram中，通 过双向的数据总线读出。
max125的信号输入范 围是士 5 v,但其zui高过压值可达到士 17 v,由于 各通道相互独立,因此任一通道的故障不会影响 其它通道其供电电源为士 5v,内部有2 5v的 参考电压源,也可外接参考电压源，其高速的并行 接口可方便地与mcu或dsp相连。
1. 2 max125的工作过程。
图2所示为是max125的工作时序,其工作 过程主要分为两部分，即釆样方式的设置和信号 的釆样转换。
设置釆样方式max 125上电工作 后,芯片默认的釆样方式是只釆集a组的第1通 道。
如果釆集其他通道，就要对釆样方式进行设 置,以确定釆集的通道数,zui多可以同时釆样4个 通道设置参数是通过引脚at a0写入的，其格 式如表1所列地址一旦写入,釆样方式即被确 定，若要改变已写入的方式，必须重新写入新值。
这些操作对应图中cs和wr为低电平的部分当 a3写入‘ 0时，芯片处于一般工作状态，a2-a0的不同组合确定所要釆集的通道;当a3写入‘ 1’ 时,芯片进入省电工作状态,功耗降低,当重新写 入‘ 0时就返回到一般工作状态。
釆样方式确定后，max 125就可以开始釆样 和转换输入信号，这些操作通过外部的convst信 号的上升沿来启动。
釆样保持器在上升沿到来之 前跟踪输入信号;在convst的上升沿保持输入电 压，输入信号被釆样，各通道的转换开始依次连续 地进行每个通道的转换时间为3^s,当全部的4 个通道都需要转换时，一个转换周期需要12^s 在此转换完成之前，所有输入的convst信号都将 被忽略当zui后一个通道转换完毕后，int信号 产生，其下降沿标志着转换过程的结束，转换结果 保存在14位x 4的ram中。
in t信号变为低电 平后，釆样保持器就返回到跟踪状态，为下一次 的釆样做准备。
在读数据的过程中，第1次的读操 作使int信号变高在读取转换所得的数字量 时，cs rd2个信号需要同时为低电平，每一个 rd信号对应着一个通道的数据(如图2所示),4个连续的读脉冲可依次从数据总线读取4个通道 的数据。
2.max 125在动态汽车衡中的应用
2. 1 max125与mcu的硬件接口
由于压力传感器的信号非常微弱，为此选用 数据放大器ad623作为前置放大器，它具有功耗 低、精度高、速度快的特点,且可单电源供电，通频 带宽高达800 khz(g= 1),增益g可通过一个外 接电阻rg来调节，rg用如下公式计算：rg二 100 ko /(g- 1)
max 125的时钟由外部16 mhz有源晶振提 供。max 125与mcu的硬件接口电路如图3所 示，由于mcs51系列单片机是8位数据总线，而 max 125是14位a/d转换器,所以需要一片 74hc374锁存高6位数据。
具体连接方法如下:将 max 125的输出信号d(h d7与mcu的数据总 线p0口直接相连，而d8- d13的高6位数据是先 接到74hc374再与p0 口直接相连读取数据时， 先由csad信号选中m ax125,读取低8位，然后 由cs374信号选中74hc374,读取高6位数据,并 由单片机拼装成14位a / d转换结果因为该动态地磅扩展的外围芯片较多，所以片选信号 csad和cs374是由单片机的地址总线p2 口经 138译码装置译码后提供，其地址分别是78ffh和 79ffh另外74hc374还负责读取打印机的 busy信号，此信号与a/d转换无关。
2. 2 max125的软件编程
在动态地磅软件的初始化部分,应该按照 表1完成对m ax125工作方式的设置，使a2^ a0 =001,即选用a组两通道工作模式。
当汽车到来 时,启动m ax 125进行a /d转换m ax 125转换结束后，int信号变低，向单片机申请中断，在中断程序中，完成数据的读取并启动下一次转换,具 体过程如图4所示。
汽车驶过后,结束数据釆集, 进行分析计算，即可得出其轮荷、轴荷和总质量。
在实际运行过程中,经常有上电死机的情况发生, 经跟踪分析,发现是max125的int信号上电时 经常不能正确复位,造成程序无法正常运行。
按厂 家的说明,当初次上电时，片内部的上电复位电路 应能保证in t信号为高电平，使max 125处于准 备转换的状态,但实际测试显示上电时int信号 复位不正常的次数占有相当的比例解决这个问 题的办法就是在初始化max125的时候,先读取 一次max125的片上ram,这样125的1nt信号 就会变为高电平，保证电路正常工作。
3.结论
通过多次试验,我们设计的橡胶油管式动态地磅技术参数能达到：车辆以低于40 km/h的 速度通过时，测量误差小于总重静态值的士 5% , 具体试验数据参见图5可见max12/d转换 器作为wim系统的关键部分应用于橡胶油管式 动态地磅中，取得了较好的效果另外本动态地磅还具有如下特点：重量轻,便于携带;lot汉 字显示和汉字微型打印机，操作简便，可现场打印 测量结果;数据自动存储可以方便地检索、统计; 配备充电电池,一次充电可连续工作20 h以上, 具有很好的推广应用前景。
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介绍了 m ax125的特点及工作过 程，以及它在动态地磅中的具体应用方法。测量误差小于总重静态值的士 5%。
0.引言
超载运输使公路、桥梁及其附属设施遭遇到 严重损坏，这也是近年来恶性交通事故增加的重 要原因之一。
解决这一问题的有效方法是广泛应 用动态地磅，即车辆行驶称重(w eigh i n motion,wim)系统a /d转换的性能直接影响到 整个系统的测量精度,是动态地磅关键组成部 分,本文对a/d转换部分max125进行介绍。
选择a/d转换器的主要依据是转换速度和 精度当车辆驶过称重传感器时，所产生的信号波 形如图1所示。
假设车速为40 km/h,那么每只轮 胎通过称重传感器的时间约为20 ms,在这段时间 内要有效釆样100- 200个点,考虑数字滤波的需 要,则要求完成每次a/d转换的时间应在20^s 以内。
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输入分为a b两 组，通过开关的切换可以对8个通道进行釆集每 个通道的信号转换需要3^s,当输入只有1个通道 时转换速率可达250 kb/s, 4个通道全部使用时 为76 kb /s转换所得的数值都存储在ram中，通 过双向的数据总线读出。
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1. 2 max125的工作过程。
图2所示为是max125的工作时序,其工作 过程主要分为两部分，即釆样方式的设置和信号 的釆样转换。
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如果釆集其他通道，就要对釆样方式进行设 置,以确定釆集的通道数,zui多可以同时釆样4个 通道设置参数是通过引脚at a0写入的，其格 式如表1所列地址一旦写入,釆样方式即被确 定，若要改变已写入的方式，必须重新写入新值。
这些操作对应图中cs和wr为低电平的部分当 a3写入‘ 0时，芯片处于一般工作状态，a2-a0的不同组合确定所要釆集的通道;当a3写入‘ 1’ 时,芯片进入省电工作状态,功耗降低,当重新写 入‘ 0时就返回到一般工作状态。
釆样方式确定后，max 125就可以开始釆样 和转换输入信号，这些操作通过外部的convst信 号的上升沿来启动。
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具体连接方法如下:将 max 125的输出信号d(h d7与mcu的数据总 线p0口直接相连，而d8- d13的高6位数据是先 接到74hc374再与p0 口直接相连读取数据时， 先由csad信号选中m ax125,读取低8位，然后 由cs374信号选中74hc374,读取高6位数据,并 由单片机拼装成14位a / d转换结果因为该动态地磅扩展的外围芯片较多，所以片选信号 csad和cs374是由单片机的地址总线p2 口经 138译码装置译码后提供，其地址分别是78ffh和 79ffh另外74hc374还负责读取打印机的 busy信号，此信号与a/d转换无关。
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