【正文】 簡潔而且也增加了芯片的可靠性同時每次讀寫數(shù)據(jù)后內(nèi)嵌的字地址寄存器會自動產(chǎn)生增量。２．在氣體流速平緩時CPU不需要重復(fù)的測量，只需定時測量一次即可，其它時間處于休眠狀態(tài)。二是使用外圍時鐘芯片。圖6 MS5535B 的模塊圖 The modules map of MS5535B由于壓力傳感器的輸出電壓受溫度的影響很大，所以必須對其進(jìn)行補(bǔ)償，而補(bǔ)償必須通過軟件由一個外部微處理器完成，補(bǔ)償部分的軟件設(shè)計將在下一章中介紹。被測壓力（16位）由D1輸出，被測溫度(16位)由D2輸出。為了降低能量損耗，在轉(zhuǎn)換過程中傳感器不斷被啟動和關(guān)閉，在一次變換中總的工作時間為2ms。傳感器的集成化是指將多個功能相同或不同的敏感器件制作在同一個芯片上構(gòu)成傳感器陣列，主要有三個方面的含義：一是將多個功能完全相同的敏感單元集成制造在同一個芯片上，用來測量被測量的空間分布信息，例如壓力傳感器陣列或我們熟知的CCD器件；二是對多個結(jié)構(gòu)相同、功能相近的敏感單元進(jìn)行集成，例如將不同氣敏傳感元集成在一起組成電子鼻，利用各種敏感元對不同氣體的交叉敏感效應(yīng)，采用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模式識別等先進(jìn)數(shù)據(jù)處理技術(shù)，可以對混合氣體的各種組分同時監(jiān)測，得到混合氣體的組成信息，同時提高氣敏傳感器的測量精度；這層含義上的集成還有一種情況是將不同量程的傳感元集成在一起，可以根據(jù)待測量的大小在各個傳感元之間切換，在保證測量精度的同時，擴(kuò)大傳感器的測量范圍；三是指對不同類型的傳感器進(jìn)行集成，例如集成有壓力、溫度、濕度、流量、加速度、化學(xué)等敏感單元的傳感器，能同時測到環(huán)境中的物理特性或化學(xué)參量，用來對環(huán)境進(jìn)行監(jiān)測。 溫壓檢測電路本設(shè)計的關(guān)鍵是選用合適的溫度和壓力傳感器，使硬件電路最大限度的簡化，而且與所選MSP430單片機(jī)相匹配，達(dá)到預(yù)期的精度和超低功耗要求。根據(jù)這一原理，我們可確定流量的計算公式為；Q=KM（）式中，Q為流量m179。將A3210固定在距渦輪所在平面約1～3mm處。霍爾電路通電后，磁體每經(jīng)過霍爾電路一次，便輸出一個電壓脈沖。兩端具有的電位差值稱為霍爾電勢U，其表達(dá)式為：U= KIB/d（）其中K為霍爾系數(shù)，I為薄片中通過的電流，B為外加磁場（洛倫慈力Lorrentz）的磁感應(yīng)強(qiáng)度，d是薄片的厚度。當(dāng)輸入電壓低于2V，輸出電流可達(dá)185mA。選擇所用單片機(jī)為MSP430系列單片機(jī)后，對單片機(jī)的片內(nèi)資源進(jìn)行需求分析，最后選擇了MSP430F147單片機(jī)，它具有如下特點：低工作電壓：超低功耗：活動模式 220μA 1MHz ，待機(jī)模式 掉電模式（RAM數(shù)據(jù)保持）：有5 種節(jié)電模式從待機(jī)道喚醒的響應(yīng)時間不超過6μs片內(nèi)頻率鎖相環(huán)FLL+，可使系統(tǒng)工作在穩(wěn)定的頻率上16位精簡指令結(jié)構(gòu)（RISC），150ns指令周期具有3個捕獲/比較寄存器的16位定時器集成96段液晶驅(qū)動器片內(nèi)比較器配合其它器件可以構(gòu)成斜邊A/D轉(zhuǎn)換器可在線串行編程可編程的保密熔絲保護(hù)設(shè)計者代碼Flash存儲器 電源電路電源電路的作用主要是給測量系統(tǒng)供電，為了最大限度降低功耗，所以系統(tǒng)電源必須滿足兩點要求：1．。然后軟件可設(shè)置適當(dāng)?shù)募拇嫫鞯目刂莆粊泶_定最后的系統(tǒng)時鐘頻率。視型號不同可能組和有以下功能模塊：看門狗(WDT）、模擬比較器A，定時器A(Timer_A)，定時器B(Timer_B)，串口0，1(USART0，1)，硬件乘法器，液晶驅(qū)動器，10位/12位/14位ADC，12位DAC，I2C總線，直接數(shù)字存?。―MA），端口0（P0），端口16（P1P6），基本定時器（Basic Timer）等。TI不久還將推出2030MIPS的產(chǎn)品。在系統(tǒng)中共有一種活動模式AM和5種低功耗模式LPM0LPM4。圖2 渦輪流量計原理圖 The scheme of of heat meter 單片機(jī)的選取MSP430系列單片機(jī)針對各種不同的應(yīng)用，包括一系列不同型號的器件，主要特點有： 超低功耗，活動模式耗電250uA/MIPS（MIPS：每秒百萬指令數(shù)），IO輸入輸出端口的漏電流最大僅為50nA。顯然，這種補(bǔ)償方法的關(guān)鍵在于必須有一個適合于被測流體的VN=f(P,T,V)函數(shù)表達(dá)式，然后將其帶入流量方程式，求出補(bǔ)償系數(shù)，并按此規(guī)律進(jìn)行補(bǔ)償。對于氣體來說氣體體密度是溫度T和壓力P的函數(shù)，當(dāng)流體壓力、溫度變化較大時，將引起密度的較大變化。但實際上此時測得的流量是針對某一工況下的流量值，而氣體流量計讀數(shù)一般以標(biāo)準(zhǔn)體積流量表示，因此就存在一個現(xiàn)場狀況(非標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài))與標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)的體積換算問題。流量檢測裝置的系統(tǒng)誤差，多數(shù)是流體性質(zhì)及條件（如溫度、壓力、成分及流量范圍等）變化引起的，流量計輸出信號與被測流量之間的刻度關(guān)系只能依據(jù)某一特定工藝狀況來確定，如果流量計的實際刻度系數(shù)己經(jīng)發(fā)生變化，這時仍按原刻度關(guān)系讀取流量，就必然會產(chǎn)生誤差。一個智能流量積算系統(tǒng)就是要充分利用單片機(jī)體積小、功能強(qiáng)大、價格便宜、可靠性高等優(yōu)點并配合一些外圍器件，通過編制合理的軟件程序完成流量高精度的積算的較先進(jìn)的一種計量系統(tǒng)。流量積算系統(tǒng)是流量計的二次儀表，它接收一次儀表、變送器的信號，進(jìn)行處理和運算，并將計算的結(jié)果由顯示、積算單元進(jìn)行顯示和累積。而且由于有轉(zhuǎn)動部件，會帶來軸承的磨損，使儀表的使用年限受到影響。因此渦輪流量計在工業(yè)上應(yīng)用最廣泛，發(fā)展最迅速。渦輪顯示儀器前置放大磁電轉(zhuǎn)換protel dxp 傳感器圖1 渦輪流量原理圖 The scheme of of heat meter 渦輪流量計的特點在各種流量計中渦輪流量計、容積式流量計是可以得到最佳重復(fù)性的少數(shù)儀表。管道內(nèi)流體的力作用在葉片上，推動渦輪旋轉(zhuǎn)。為達(dá)到較好的測量效果，需要針對不同的測量領(lǐng)域，不同的測量介質(zhì)、不同的工作范圍，選擇不同種類、不同型號的流量計。而且國內(nèi)所生產(chǎn)的渦輪流量計產(chǎn)品大多只有簡單的計數(shù)顯示器，客戶無法直接從管路中氣體流動狀況了解流量計實際運行情況，同時性能與質(zhì)量也不能與國外氣體流量計相比。氣體渦輪流量計是一種速度式儀表。HART bus。關(guān)鍵詞：渦輪流量計；MSP430；流量補(bǔ)償；HART總線；溫壓傳感器Design of gas turbing flowmeterbased on the MSP430abstractAbstract:Flow measurement occupy an important position in industrial production,energymeasures,environmental,protection,transportation,biotechnology,engineering,military science and other ,there are farreaching significance research and development applications in flow measurement Flowmeter is an indispensable instrument,which are continuously developed and improved with the development of modern puter technology. System hardware were designed through divided into different functional modules. Through use of TI39。通訊方面可以選擇RS485和HART總線方式，方便了儀表與上位機(jī)的連接。渦輪流量計是流量測量儀表中不可缺少的一員，隨著現(xiàn)代計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展而不斷發(fā)展和完善。按照模塊化設(shè)計方法，將系統(tǒng)硬件部分分為不同的功能模塊分別進(jìn)行設(shè)計。LCD顯示和鍵盤方便了用戶的操作。s MSP430F147 microcontroller as the core, make the gas pensation in realtime and improve the accuracy of the measurement. In the course of design, reduce the power consumption of the instrument greatly, and make the flowmeter have a high bouth has R485 and the HART bus, so connect to PC very conveniently. User can operate the turbine flowmeter easily, through LCD display and keyboard. Introducting the method of the module that how to Implementat and bination of debugging experiments result has showed that the system has the features of rational structure and perfect function.Key words:turbine flowmeter。pressureSensor.目 錄1 緒論 1 引言 1 氣體流量計的分類 1 渦輪流量計的工作原理 2 渦輪流量計的特點 2 本文研究內(nèi)容 32 溫壓補(bǔ)償技術(shù)的研究 4 溫壓補(bǔ)償?shù)谋匾?4 補(bǔ)償原理 43 渦輪流量硬件電路設(shè)計 5 渦輪流量計硬件整體結(jié)構(gòu) 5 單片機(jī)的選取 5 超低功耗 5 強(qiáng)大的處理能力 6 高性能模擬技術(shù)及豐富的片上外圍模塊 6 系統(tǒng)工作穩(wěn)定 7 電源電路 8 流量測量電路 9 霍爾開關(guān)工作原理 9 流量測量原理及電路 9 溫壓檢測電路 10 溫壓傳感器的選取 11 2MS5535B的特性與功能 11 模塊圖與連接 12 實時時鐘 13 顯示部分 14 按鍵設(shè)計 15 RS485通訊部分 16 存儲單元 174 渦輪流量計積算儀系統(tǒng)軟件設(shè)計 19 軟件總體構(gòu)成 19 軟件開發(fā)環(huán)境 19 流量計系統(tǒng)總體概述 20 渦輪脈沖采集部分 22 實時時鐘程序模塊 23 I2C總線的概念 23 I2C的位傳輸和起始信號 24 顯示程序模塊 25 HART通訊模塊程序 27 單片機(jī)對存儲模塊的操作 27 系統(tǒng)其他輔助程序的應(yīng)用 29 流量計的硬件和軟件調(diào)試 295 結(jié)論 31參考文獻(xiàn)...........................................................321 緒論 引言在物資量計量領(lǐng)域中，流體流量的檢測與控制是各行各業(yè)加強(qiáng)物料管理、能源管理，進(jìn)行物資交接、財務(wù)結(jié)算，經(jīng)濟(jì)核算，效益分析與評價及至決策的重要依據(jù)；也是企業(yè)監(jiān)控生產(chǎn)過程，使其保護(hù)優(yōu)質(zhì)、高效、安全、平穩(wěn)運行和改善環(huán)境的重要手段。它具有壓力損失小、精確度高、始動流量低，抗振與抗脈動流性能好等特點。隨著中國與國際市場接軌的步伐加快，低精度流量計的使用會受到越來越大的限制，而高精度流量計將需求旺盛。工業(yè)計量中常用的幾種氣體流量計有： 差壓式流量計、容積式流量計、渦輪流量計、渦街流量計、旋進(jìn)渦輪流量計、時差式超聲波流量計、科式質(zhì)量流量計等。在渦輪旋轉(zhuǎn)的同時，葉片周期性地切割電磁鐵產(chǎn)生的磁力線，改變線圈的磁通量。二者相比，渦輪流量計又具有自己的特點，如結(jié)構(gòu)簡單、加工零部件少、質(zhì)量輕、維修方便、成本低的特點。除了在石油、化工、電力工業(yè)中用來測量水、油品、燃?xì)獾裙芰髁髁考笆称饭I(yè)中測量牛奶、酒類等流量外，由于其兼有測量準(zhǔn)確度高和重復(fù)性好的特點，故還可以作為校驗其它流量計的標(biāo)準(zhǔn)表。因此，必須注意根據(jù)被測流體的具體情況恰當(dāng)?shù)倪x擇變送器型式及其附屬設(shè)備，如附加適當(dāng)?shù)倪^濾器等保護(hù)設(shè)備。近年來生產(chǎn)的工業(yè)流量計都是由一次儀表、變送裝置及二次儀表構(gòu)成的一個流量測量系統(tǒng)。它可以充分利用系統(tǒng)的軟、硬件資源，方便完成高精度的補(bǔ)償運算，并根據(jù)配接的流量傳感器類型通過良好的人機(jī)界面完成參數(shù)設(shè)置，調(diào)用不同的數(shù)學(xué)模型完成相應(yīng)的積算。由于氣體的可壓縮性，決定了它的流量測量比液體復(fù)雜，儀表的輸出信號除了輸入信號有關(guān)，還與