电子皮带秤是一种能够对皮带机输送的物料进行自动、实时、连续称重的计量设备,被广泛应用于矿山、冶金、港口等行业。目前,国内许多电子皮带秤的主机系统主要基于51单片机和传统集成电路的设计开发,不仅功能集成度低、运算速度慢、数据处理能力差、可靠性欠佳,而且所选用的元件也逐渐处于技术淘汰的边缘。为了提高电子皮带秤的精度和总体性能,本论文提出了基于嵌入式单片机的电子皮带秤主机系统的研究与设计,对阵列式电子皮带秤进行升级换代,研究设计具有检测精度高、稳定性好、界面友好的新型电子皮带秤主机。本文对阵列式电子皮带秤的结构、组成及工作原理进行了分析,并从硬件和软件两个方面对皮带秤主机进行了研究与设计。电子皮带秤主机硬件部分主要由嵌入式单片机、称重信号放大及采集、速度信号采集、数据存储、LCD显示、信号输出、矩阵键盘、电源等组成。以STM32F107嵌入式单片机为核心,充分利用该芯片提供的相关功能,进行主机系统的设计开发;采用HX711芯片进行两通道称重信号的放大及数据采集,并通过串行数据通信方式将数据传给CPU;采用滚轮脉冲式测速传感器对运输皮带速度进行测速,通过CPU对脉冲进行累计和处理,得到皮带运行速度;利用嵌入式单片机提供的D/A输出,采用AD694芯片设计电流环电路,输出反映实时流量的4-20mA信号;采用开关电源及各种电源元件,为各种电路及传感器提供不同的供电电压;采用LCD19264显示模块实现数据和图形的显示;采用4X4薄膜式矩阵键盘实现键盘操作。利用Altium Designer 16电路设计软件,进行了系统板、电源板的原理图设计,进行了PCB电路板的设计和电路制作,形成了由系统板、电源板、LCD显示屏、开关电源和机箱组成的阵列式电子皮带秤的主机系统。利用Keil的mdk5.25程序开发软件,进行阵列式电子皮带秤主机软件的设计开发,进行驱动程序、滤波程序、数据处理与计算程序、系统管理程序等的设计与开发。驱动程序主要包括:A/D数据采集、D/A输出、时间、I/O、存储与读取、LCD显示、键盘等;根据称重传感器信号的特点,采用改进的中值平均滤波算法;通过数据处理与计算程序,获得物料流量瞬时值、平均值、累计值;系统管理程序主要对数据及图形显示、键盘操作、故障诊断等。通过基于先进的STM32F107嵌入式单片机为核心的主机系统硬件和软件的研究、设计与开发,完成了阵列式电子皮带秤主机系统的开发,在检测精度、计算能力、系统管理、可靠性与稳定性等方面进行了改进。