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基於渦輪流量傳感器的液壓油流量計價格設計
點擊次數：1980 發布時間：2021-01-19 14:54:59
摘要：我國資源（yuán）在總量上（shàng）是（shì）一個大國（guó），而在人（rén）均占有量上卻（què）是一個名副其實的小國。我國資源總（zǒng）量約占**資源總量的（de）6%。但是我國的人口數量太大，我國人均占有量隻有**平的1/4，是名副其實的資源貧乏**之一（yī）。因此，節約用在我國（guó）更（gèng）具有現（xiàn）實意義。節約用離不開流量檢（jiǎn）測技術的支持，渦輪式的流量測（cè）量技術精確度高，可重複性好，且更適於對潔淨（jìng）的介質進行測量，廣泛（fàn）應用於流量測（cè）量領域（yù）內。基於此，本文提出了基（jī）於渦輪（lún）流量傳感器的（de）液壓油流量計價格（gé）設計。
引言
液壓油流量（liàng）計價格，通常指用於進行（háng）測量管道中的流體流量的一（yī）種儀表。液壓油流量計價格量屬於計量科學技術的一個分支，也是其中一個不可或缺的組成部分，因為它與國民經濟、國防建（jiàn）設以及科學（xué）研（yán）究密切聯係。在工業中，液壓油（yóu）流量計價格量的作（zuò）用至關重要，因為準確的液壓（yā）油流量計價格量與工（gōng）業產品（pǐn）質量和生產效率密切（qiē）相關（guān）。本設計主要是基於渦輪流量傳感（gǎn）器（qì）的液壓油流量計價格設計，可實時顯示的瞬時流量和累積流量，通過（guò）對EEPROM中參數的設置可調整係統測量時的環境（jìng）參數，以適應各種不同條件下的流量測量。
1 液壓油流（liú）量計價格總體設（shè）計
本文所設計的液壓油（yóu）流量計價格主要由ARM微處理器，串口通信（xìn）模塊（kuài），數據（jù）存儲模塊，液晶顯示屏模塊以及按鍵模塊組成。總（zǒng）體框架（jià）如圖1所示。係統初始上（shàng）電，等待用戶按鍵選擇，讀寫EEPROM中的儀表係數，密度，線性修正參數等具體參（cān）數，接（jiē）收（shōu）傳感器（qì）所傳入的脈衝並對其計數，內部進行數據（jù）處理計算出脈衝的頻率，按照傳感器提供的（de）液壓油流量計價格算公式和參數計算出瞬時（shí）流量和累計流量並顯示於LCD12864液晶顯示屏上。
2 液壓（yā）油流量計價格硬件設計
2.1 微處理（lǐ）器*小係統
本設（shè）計中（zhōng）采用的微處（chù）理器為NXP公司的M3係列LPC1766，它具有三級流線和哈（hā）佛結構，功耗低，性能高，並且包含了眾多外設。此（cǐ）外，M3內核還為LPC1766提供了一（yī）個能夠降低中斷延時和實現高效處理中斷的嵌套向（xiàng）量中斷處理器。
2.2 串口通信模塊
單片機串口為TTL電平標準，即+5V和（hé）0V分別代表（biǎo）邏輯“1”和“0”。由於TTL和RS232高低電平的（de）邏輯和範圍不同，故這兩種（zhǒng）標準串口之間的連接*先應進行電平轉換。本設計中采用sp3232芯片轉換LPC1766串口的TTL電平與上位機串口相（xiàng）連（lián），進行RS232通信。TTL到RS232電平轉（zhuǎn）換電路。注意，RS232電平較高，接通瞬間可能會產生非常高的瞬時電湧，這個電湧（yǒng）電流可能會擊毀SP3232，所以在使用這個芯片時應拔（bá）插之前進行斷電操作，避免熱拔插。
2.3 數據存儲模塊
EEPROM主要（yào）是用來存儲一些與測量相關的參數和測（cè）量的數據。所選的（de）是串行EEPROM存儲芯片93C66,大小512B，可配置成8位或者16位結（jié）構，它通過SPI總線和LPC1766相（xiàng）連，對流量測量參數進行保存。當係統開（kāi）始運行時，通過（guò）按（àn）鍵向存儲芯片寫入相（xiàng）關的參數，從而保證流量測量結果（guǒ）的正確。這些參數與實際運行環境是（shì）相關，通過重新寫入相應參數以適應新的運行環境。
2.4? LCD液晶顯示模塊
本設計的顯示模塊選擇的是LCD12864,用於實時顯示液壓油流量計價格所測量的瞬時流量和累（lèi）計流量。LCD12864是由128*64個液晶顯示點組成的一個128列*64行的陣列（liè），自帶中文字庫，既可以顯示字（zì）母也可以顯示漢字及圖形。
3 液壓油流量計（jì）價格軟件設計
3.1 軟（ruǎn）件設計總流（liú）程
軟件的總體設計主要包（bāo）括這（zhè）幾個方麵：係統初始化程序，LCD顯示程序，流量測量（liàng）數據處理，數據存儲（chǔ）程序（xù）以及基於modbus協議（yì）的RS232串口通信（xìn）程序。這裏*先介紹軟件設計的總體流程圖（tú），如（rú）圖2所示。
係統初始化程序主要用於（yú）微處理器各GPIO功能引腳的選擇、係統時鍾配置、中斷初（chū）始化及優（yōu）先級配置以及（jí）LCD液（yè）晶屏初（chū）始（shǐ）化。微處理器LPC1766在modbus主從通信協議中處於從機地位，為了實現標準（zhǔn）的modbus協議，采用了移植freemodbus源代（dài）碼的方式。因此串口通信程序所做的隻是根據LPC1766的芯片手冊對串口通（tōng）信方式（shì）進行設置和開啟串口（kǒu）中斷（duàn）。按鍵程序主要作用是為了實現人機交互功能，本設計主要用了四個按鍵，分別用於（yú）參數設置時的確認，返回，增大和減小功能（néng）。
3.2 流量測量程序
渦輪式流量傳感器輸（shū）出脈衝信號的頻（pín）率與其流量大小相關，並在一般情況（kuàng）下（xià），有f=Kqv
式中（zhōng），K為傳感器的儀表係數，並在其測量（liàng）範圍（wéi）內，對qv而言，K相當於一個常數，通常由流量儀表廠商經過（guò）多次實驗測得並由提供給用戶直接使用。qv為通過傳感器流體的體積流量。由此可以看出，對於流量的測（cè）量隻須要測量傳感器輸出的脈衝數。脈衝（chōng）信號的（de）采集采用兩個定時器，一個用作計數模式用於對脈衝計數，另一個用作重複定時器，得到單位時間內的脈衝（chōng）數。單（dān）位時間內的脈（mò）衝（chōng）數（shù）乘以儀表係數再乘以相（xiàng）應的補償係數，便得到了瞬（shùn）時流量。*後，將瞬時（shí）流量累加到累積流量中，並在顯（xiǎn）示屏上顯示出來。此程序（xù）流程圖如圖3所示（shì）。
3.3 液晶屏顯示（shì）程（chéng）序
該程序主要用於實時更新流量信（xìn）息，微處理器與上位（wèi）機通過RS232接（jiē）口以modbus協議進行（háng）通信。*後，該設計液晶屏上所顯（xiǎn）示的（de）流量（liàng）信息與上位機軟件所（suǒ）顯示的數據如圖4所示。
4 總結（jié）
液壓油流（liú）量計價格量在**生活的（de）各（gè）種方（fāng）麵都有著廣泛應用，從（cóng）工業農業產品生產到國防經濟和基礎設施建設、從科學（xué）技術的理論研究（jiū）到環境保護，從資源節約到與人民生活中用到的生活資源的計量，都有著（zhe）液壓油流量計價格（gé）量的參與。本設計通（tōng）過實現對流量的檢（jiǎn）測，可使人們進一步提高的利（lì）用效率，從（cóng）而達到節約用的目的。
引言
液壓油流量（liàng）計價格，通常指用於進行（háng）測量管道中的流體流量的一（yī）種儀表。液壓油流量計價格量屬於計量科學技術的一個分支，也是其中一個不可或缺的組成部分，因為它與國民經濟、國防建（jiàn）設以及科學（xué）研（yán）究密切聯係。在工業中，液壓油（yóu）流量計價格量的作（zuò）用至關重要，因為準確的液壓（yā）油流量計價格量與工（gōng）業產品（pǐn）質量和生產效率密切（qiē）相關（guān）。本設計主要是基於渦輪流量傳感（gǎn）器（qì）的液壓油流量計價格設計，可實時顯示的瞬時流量和累積流量，通過（guò）對EEPROM中參數的設置可調整係統測量時的環境（jìng）參數，以適應各種不同條件下的流量測量。
1 液壓油流（liú）量計價格總體設（shè）計
本文所設計的液壓油（yóu）流量計價格主要由ARM微處理器，串口通信（xìn）模塊（kuài），數據（jù）存儲模塊，液晶顯示屏模塊以及按鍵模塊組成。總（zǒng）體框架（jià）如圖1所示。係統初始上（shàng）電，等待用戶按鍵選擇，讀寫EEPROM中的儀表係數，密度，線性修正參數等具體參（cān）數，接（jiē）收（shōu）傳感器（qì）所傳入的脈衝並對其計數，內部進行數據（jù）處理計算出脈衝的頻率，按照傳感器提供的（de）液壓油流量計價格算公式和參數計算出瞬時（shí）流量和累計流量並顯示於LCD12864液晶顯示屏上。
2 液壓（yā）油流量計價格硬件設計
2.1 微處理（lǐ）器*小係統
本設（shè）計中（zhōng）采用的微處（chù）理器為NXP公司的M3係列LPC1766，它具有三級流線和哈（hā）佛結構，功耗低，性能高，並且包含了眾多外設。此（cǐ）外，M3內核還為LPC1766提供了一（yī）個能夠降低中斷延時和實現高效處理中斷的嵌套向（xiàng）量中斷處理器。
2.2 串口通信模塊
單片機串口為TTL電平標準，即+5V和（hé）0V分別代表（biǎo）邏輯“1”和“0”。由於TTL和RS232高低電平的（de）邏輯和範圍不同，故這兩種（zhǒng）標準串口之間的連接*先應進行電平轉換。本設計中采用sp3232芯片轉換LPC1766串口的TTL電平與上位機串口相（xiàng）連（lián），進行RS232通信。TTL到RS232電平轉（zhuǎn）換電路。注意，RS232電平較高，接通瞬間可能會產生非常高的瞬時電湧，這個電湧（yǒng）電流可能會擊毀SP3232，所以在使用這個芯片時應拔（bá）插之前進行斷電操作，避免熱拔插。
2.3 數據存儲模塊
EEPROM主要（yào）是用來存儲一些與測量相關的參數和測（cè）量的數據。所選的（de）是串行EEPROM存儲芯片93C66,大小512B，可配置成8位或者16位結（jié）構，它通過SPI總線和LPC1766相（xiàng）連，對流量測量參數進行保存。當係統開（kāi）始運行時，通過（guò）按（àn）鍵向存儲芯片寫入相（xiàng）關的參數，從而保證流量測量結果（guǒ）的正確。這些參數與實際運行環境是（shì）相關，通過重新寫入相應參數以適應新的運行環境。
2.4? LCD液晶顯示模塊
本設計的顯示模塊選擇的是LCD12864,用於實時顯示液壓油流量計價格所測量的瞬時流量和累（lèi）計流量。LCD12864是由128*64個液晶顯示點組成的一個128列*64行的陣列（liè），自帶中文字庫，既可以顯示字（zì）母也可以顯示漢字及圖形。
3 液壓油流量計（jì）價格軟件設計
3.1 軟（ruǎn）件設計總流（liú）程
軟件的總體設計主要包（bāo）括這（zhè）幾個方麵：係統初始化程序，LCD顯示程序，流量測量（liàng）數據處理，數據存儲（chǔ）程序（xù）以及基於modbus協議（yì）的RS232串口通信（xìn）程序。這裏*先介紹軟件設計的總體流程圖（tú），如（rú）圖2所示。
係統初始化程序主要用於（yú）微處理器各GPIO功能引腳的選擇、係統時鍾配置、中斷初（chū）始化及優（yōu）先級配置以及（jí）LCD液（yè）晶屏初（chū）始（shǐ）化。微處理器LPC1766在modbus主從通信協議中處於從機地位，為了實現標準（zhǔn）的modbus協議，采用了移植freemodbus源代（dài）碼的方式。因此串口通信程序所做的隻是根據LPC1766的芯片手冊對串口通（tōng）信方式（shì）進行設置和開啟串口（kǒu）中斷（duàn）。按鍵程序主要作用是為了實現人機交互功能，本設計主要用了四個按鍵，分別用於（yú）參數設置時的確認，返回，增大和減小功能（néng）。
3.2 流量測量程序
渦輪式流量傳感器輸（shū）出脈衝信號的頻（pín）率與其流量大小相關，並在一般情況（kuàng）下（xià），有f=Kqv
式中（zhōng），K為傳感器的儀表係數，並在其測量（liàng）範圍（wéi）內，對qv而言，K相當於一個常數，通常由流量儀表廠商經過（guò）多次實驗測得並由提供給用戶直接使用。qv為通過傳感器流體的體積流量。由此可以看出，對於流量的測（cè）量隻須要測量傳感器輸出的脈衝數。脈衝（chōng）信號的（de）采集采用兩個定時器，一個用作計數模式用於對脈衝計數，另一個用作重複定時器，得到單位時間內的脈衝（chōng）數。單（dān）位時間內的脈（mò）衝（chōng）數（shù）乘以儀表係數再乘以相（xiàng）應的補償係數，便得到了瞬（shùn）時流量。*後，將瞬時（shí）流量累加到累積流量中，並在顯（xiǎn）示屏上顯示出來。此程序（xù）流程圖如圖3所示（shì）。
3.3 液晶屏顯示（shì）程（chéng）序
該程序主要用於實時更新流量信（xìn）息，微處理器與上位（wèi）機通過RS232接（jiē）口以modbus協議進行（háng）通信。*後，該設計液晶屏上所顯（xiǎn）示的（de）流量（liàng）信息與上位機軟件所（suǒ）顯示的數據如圖4所示。
4 總結（jié）
液壓油流（liú）量計價格量在**生活的（de）各（gè）種方（fāng）麵都有著廣泛應用，從（cóng）工業農業產品生產到國防經濟和基礎設施建設、從科學（xué）技術的理論研究（jiū）到環境保護，從資源節約到與人民生活中用到的生活資源的計量，都有著（zhe）液壓油流量計價格（gé）量的參與。本設計通（tōng）過實現對流量的檢（jiǎn）測，可使人們進一步提高的利（lì）用效率，從（cóng）而達到節約用的目的。