單片機流體計量控制儀的設計

電子機電論文編號:JD1043   論文字數:38709,頁數:85

目錄

摘要 
Abstract 
第1章  緒論  1
    1.1 課題的來源與意義  1
 1.2 單片機及其發展概述  1
 1.2.1 微處理器.微機和單片機的概念  1
 1.2.2 單片機的一般結構及特點  2
 1.2.3 單片機的發展過程  2
 1.3單片機的應用領域  3
 1.3.1 單片機在智能儀器中的應用  3
 1.3.2 單片機在過程控制中的應用  3
 1.3.3 單片機與e-Home 4
 1.3.4 單片機與Internet  4
 1.4流量測量技術的發展現狀  5
第2章 總體方案設計  8
 2.1 流體測量原理  8
 2.2 方案選取  8
 2.3測量系統構成  10
 2.3.1 系統組成  10
 2.3.2 系統參數和功能分析  12
 2.3.3 系統工作原理  13
 2.4硬件資源分配  13
 2.4.1  存儲器的地址空間分配  13
 2.4.2  8031 I/O口的分配  14
第3章 硬件設計  15
 3.1流量傳感器的選擇  15
 3.2 8031單片機的簡介  17
 3.2.1 電源及時鐘引腳  18
 3.2.2 控制引腳  18
 3.2.3  I/O口引腳  19
 3.3 單片機系統的擴展  19
 3.3.1 程序存儲器的擴展  19
 3.3.2數據存儲器的擴展  22
 3.3.3  I/O的擴展  24
 3.4接口電路設計  24
 3.4.1鍵盤顯示電路  24
 3.4.2 料泵電機的輸出接口電路  27
 3.4.3 掉電檢測與數據保護電路的設計  28
 3.4.4 復位電路的設計  29
 3.4.5 報警器的接口電路設計  31
 3.4.6 電源的設計  32
第4章  軟件設計  34
 4.1 軟件開發環境選擇  34
 4.2 軟件結構模塊及功能  35
 4.3主控與初始化程序設計  36
 4.4 鍵盤顯示子程序  37
 4.5 參數設置鍵處理子程序  39
 4.5.1 容積/重量鍵處理程序  39
 4.5.2 儀表常數鍵處理程序  40
 4.5.3 比重鍵處理程序  41
 4.6 其它功能鍵處理程序設計  42
 4.6.1啟動鍵處理子程序  42
 4.6.2掉電啟動鍵處理子程序  43
 4.6.3定量/普通鍵處理程序  44
 4.6.4 總數鍵處理程序  44
 4.6.5 計量處理程序  45
 4.6.6 中斷及其處理程序  47
 4.7 運算程序.   48
 4.7.1 多字節無符號數加法子程序  48
 4.7.2 多字節無符號數減法子程序  49
 4.7.3 多字節無符號數乘法子程序  50
 4.7.4多字節無符號數除法子程序   51
 4.7.5 單字節BCD碼轉換成壓縮的BCD碼子程序   52
 4.7.6 壓縮的BCD碼轉換成單字節的BCD碼子程序  53
 4.7.7  16進制轉換為BCD碼子程序（多字節） 54
結束語.   56
參考文獻.   57
致謝.   58
附錄A  硬件電路圖  59
附錄B 顯示.指示.報警.電源電路原理圖  60
附錄C 程序清單  61

摘要：在當今社會，流量測量變得越來越重要。面對全球自然資源供應日益緊張的局面，為了節約使用，對重要的資源如水、天然氣、石油及其相關產品的測量變得更加重要，對測量儀表的精度要求也越來越高。流量測量系統就是適應了這種需求，針對食品、化工等行業中進行流體計量原料消耗計量等流量測量領域而進行研究設計的。本設計的流量計量測量系統具有功耗低、精度高、重量輕、工作可靠、價格便宜等優點。
 本設計根據流量測量的環境要求，對各種流量計進行了對比研究，最后選用了渦輪流量計作為本液體流量儀流量測量系統的一部分。文中對渦輪流量計的工作特性、使用特點等進行了一定的研究。渦輪流量計受流體物性(粘度、溫度、密度等)的影響會使其測量精度變低，本文就渦輪流量計受物性影響的狀況進行了理論分析，并給出了一些補償公式。本文所研制的智能流量計量儀，能切換顯示累計體積流量、累計質量流量以及能通過手操設置儀表系數、密度等參數，軟件編程中考慮到了低功耗、可靠性的要求，采用了結構化的模塊設計方法。

關鍵詞:流量計；渦輪傳感器；單片機；脈沖

The Design of Fluid Measuring Set and Controller
Based on One-chip Computer

Abstract ：Nowadays, flow measure becomes more and more important。The supply of natural resource has been lacking。It is more important to measure the flux of important resource, such as the water, natural gas, petroleum and petroleum derivative, for saving. The flowmeter is required to be more precision. The flow measurement system for food processing industry、 chemical engineering in this paper adapts to the requirement of above consumers. The flow measurement system for food processing industry、 chemical engineering has the advantages of low power, high precision, light, long time use, low price etc。
 A right flowmeters is chosen in this flow measurement system. At last, the paper chooses turbine Flowmeter to be the object of the study. The turbine flowmeter is affected by the characteristics of flowing medium, such as viscosity, temperature and density. The paper analyses the affected status of the characteristics of flowing medium to the turbine flowmeter. Some compensate formulae are presented in the paper. The smart flow integrating and displaying instrument can switch to display cumulative flux of quantity and cumulative flux of volume etc. Its parameters can be changed by manual key-press panel. The software of the instrument is modularized written to make the instrument working on high efficiency.

Key words：Flowmeter, Turbine Sensor, Single Chip Microcomputer, Pulse