【正文】 .....10 定時器 /計數(shù)器 ............................................................................................... 11 引腳功能 ........................................................................................................ 11 進(jìn)水電磁閥 ..........................................................................................................12 流量 傳感器 ...........................................................................................................13 電路圖設(shè)計 ...........................................................................................................16 西南交通大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 VII 頁 第 5 章 軟件介紹與設(shè)計 ............................................................................................ 16 LabWindows/CVI ..................................................................................................16 系統(tǒng)整體軟件結(jié)構(gòu) ...............................................................................................17 上位機控制系統(tǒng) ...................................................................................................17 流量計監(jiān)測設(shè)計 ...................................................................................................17 第 6 章 系統(tǒng)調(diào)試結(jié)果 ................................................................................................ 19 系統(tǒng)調(diào)試 ..............................................................................................................19 結(jié) 論 ........................................................................................................................ 21 致 謝 ..........................................................................................................................22 參考文獻(xiàn) ........................................................................................................................23 西南交通大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 1 頁 第 1章 緒論 設(shè)計的背景及意義 流量是壓力、溫度、流量三大工業(yè)過程控制量之一，從對自來水、灌溉、污水處理到石油、天然氣、化工原料等流體的計量，流量計量直接關(guān)系到國計民生和國家利益。特別是對調(diào)整植物的生產(chǎn)季節(jié)，流量的監(jiān)測更是其中的關(guān)鍵。雖然以淡水資源總量 28000 億立方米，占全球水資源 6%名列世界第四。由于人們真正能夠利用的淡水資源僅占地球總水量 %，所以水資源并不是取之不盡，用之不竭的。對于工業(yè)生產(chǎn)來說，由于水資源相對其他資源的成本較為低廉，且生產(chǎn)者對水的使用控制并不嚴(yán)格，造成大量水資源的浪費。能設(shè)定對應(yīng)需要的水的流量大小，使用中超過設(shè)定流量會反饋給工作人員，以及時得到修正，確保不會浪費水資源以及不必要的經(jīng)濟損失，具有重要的現(xiàn)實意義。 設(shè)計該 流量監(jiān)測系統(tǒng) 的目的就是通過檢測 通過流量計中的水流大小 ， 與設(shè)定水流的流量大小進(jìn)行對比，起到對水流大小的實時監(jiān)測 。 西南交通大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 3 頁 第 2章 系統(tǒng)設(shè)計理論基礎(chǔ) 虛擬儀器技術(shù) 虛擬儀器技術(shù)是利用高性能的模塊化硬件，結(jié)合高效靈活的軟件來完成各種測試、測量和自動化的應(yīng)用 [2]。 徹底顛覆用戶無法根據(jù)自身需求調(diào)整儀器，而只能由生產(chǎn)廠家來定義其功能的傳統(tǒng)觀念。至此用戶便能結(jié)合自身需求通過利用虛擬儀器高度自由的組建適合自己的自動檢測系統(tǒng)。在信息化時代高速發(fā)展的今天，能通過現(xiàn)有設(shè)備做到最快的改進(jìn)和更新達(dá)到系統(tǒng)設(shè)備的再利用； 西南交通大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 4 頁 節(jié)約時間，在驅(qū)動與應(yīng)用的兩個方面，通過高效的軟件構(gòu)架與計算機，儀器儀表和通信設(shè)備的最新技術(shù)結(jié)合，就可以實現(xiàn)對測試數(shù)據(jù)進(jìn)行迅速、高效、實時的采集、分析與處理。 虛擬儀器技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀 隨著時代的發(fā)展，將生產(chǎn)、生活中的檢測和控制朝著高度信息化發(fā)展已經(jīng)是世界信息化的體現(xiàn)。強化了傳統(tǒng)儀器儀表的測量，甚至解決了傳統(tǒng)儀器無法實現(xiàn)的測量。此外所設(shè)計的系統(tǒng)方案，在保證其性能指標(biāo)的前提下，盡量選擇性價比高的元器件以便使所設(shè)計的系統(tǒng)設(shè)計具有較高的實現(xiàn)價值。 單片微控制器簡稱單片機（ Microcontrollers） ，與包含中央處理器（ CUP）、隨機存儲器（ RAM）、只讀儲存器（ ROM）和輸入輸出設(shè)備（ I/O 設(shè)備）的計算機一樣，通過采用超大規(guī)模集成電路技術(shù)將具有數(shù)據(jù)處理功能的 CPU、具有儲存和讀取功能的 RAM 和 ROM、具有擴展功能的多種 I/O 口和中斷系統(tǒng)、定時 /計數(shù)器等功能集成到一塊硅片上，因此單片機就是一個完善的微型計算機系統(tǒng)。是現(xiàn)代控制系統(tǒng)中不可缺少的核心硬件。相反， 51 系列單片機價格便宜又簡單，而且對于本文設(shè)計系統(tǒng) 51 系列單片機功能足夠且開發(fā)較為簡單，完全能夠滿足本設(shè)計所需要的控制要求。容積式流量計簡稱 PD 流量計，是流量儀 表中精度最高的一類。在系統(tǒng)設(shè)計方案中，將霍爾流量計裝在進(jìn)水電磁閥的出水口，其作用為檢測使用水時水管中水流通過的速度，并將采集到的信息發(fā)送到 51 單片機中，單片機通過 與預(yù)設(shè)流量大小對比，判斷是否需要改變電磁閥狀態(tài)，同時傳送給上位機作監(jiān)控記錄。是系統(tǒng)的被控制者和被服務(wù)者。作為都是面向虛擬儀器技術(shù)的產(chǎn)品其區(qū)別如下： LabVIEW LabVIEW 是一種圖形化編程語言即 G 語言，用于快速創(chuàng)建靈活和可升級的測量、測試和控制應(yīng)用程序 [4]。不僅提供用于完成數(shù)據(jù)采集、分析和顯示任務(wù)的內(nèi)置式庫函數(shù)，還有簡單的拖放式用戶界面編輯器以及自動代碼生成工具。 所以選擇 LabWindows/CVI 作為上位機的虛擬儀器軟件，其優(yōu)越的數(shù)據(jù)顯示、分析、存儲和控制功能以及良好的界面功能，能該系統(tǒng)設(shè)計方案變得更好。將單片機從傳感器中接收并處理好的信號傳送到LabWindows/CVI 上位機系統(tǒng)，就需要添加一個無線模塊。 藍(lán)牙傳輸：藍(lán)牙傳輸作為移動設(shè)備例如手機之間的近距離無線通信手段，是一種全球開放性的通信協(xié)議，其短距離傳輸速度較快，但價格比較高。 ZigBee 傳輸： ZigBee 技術(shù)是一種短距離、低功耗的無線通信技術(shù)。 APC230 多通道微功率嵌入式無線數(shù)傳模塊 APC230 模塊是高度集成半雙工微功率無線數(shù)據(jù)傳輸模塊，其嵌入高速單片機和高性能射頻芯片。 西南交通大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 9 頁 第 4章 硬件介紹與設(shè)計 80C51 單片機 單片微控制器簡稱單片機（ Microcontrollers）， 指在同一塊芯片上 通過采用超大規(guī)模集成電路技術(shù)將 CPU、 RAM、 ROM、 I/O 口和中斷系統(tǒng)、定時 /計數(shù)器 A/D 轉(zhuǎn)換器等集成的電路系統(tǒng) 。 80C51 的內(nèi)部結(jié)構(gòu) 80C51 單片機的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖 42所示?？梢酝瓿蛇壿嬤\算例如與、或、非、異或等。根據(jù)接收到的不同的指令，產(chǎn)西南交通大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 11 頁 生相應(yīng)操作時序和控制信號來控制單片機。 程序儲存器 ROM：用來存放程序、常數(shù)或表格等。在有片外擴展器系統(tǒng)中， P2 口輸出高 8 位地址， P0 口分時輸出低 8 位地址和 8 位數(shù)據(jù)。 圖 2 3 8 0 5 1 單片機引腳圖 P1 . 0 X T A L 2 P1 . 2 P1 . 3 P1 . 4 P1 . 5 P1 . 6 P1 . 7 P0 . 1 P0 . 2 P0 . 3 P0 . 4 P0 . 5 P0 . 6 P0 . 7 P2 . 1 P2 . 2 P2 . 3 P2 . 4 P2 . 5 P2 . 6 P2 . 7 X T A L 1 RST / V PD V SS P2 . 0 P0 . 0 P1 . 1 1 3 4 5 6 7 8 2 10 8 0 5 1 9 11 13 14 15 16 17 18 12 19 20 40 38 37 36 35 34 33 39 31 32 30 28 27 26 25 24 23 29 22 21 RX D / P 3 . 0 T X D / P3 . 1 T 0 / P 3 . 4 T 1 / P 3 . 5 V CC PSE N A L E / PRO G E A / V PP I N T 0 / P3 . 2 I N T 1 / P3 . 3 W R/ P 3 . 6 RD / P 3 . 717 8 0 5 1 V