【正文】 注：每名學生的答辯過程都要分別記錄。同意結題。指導教師意見：同意答辯指導教師： （簽名）系畢業(yè)論文（設計）指導委員會審查意見：經審查，同意答辯。2 對系統(tǒng)設計結果要如意。第5－7周：指導學生寫作，確定前期設計方案。本科畢業(yè)設計中期檢查報告學生撰寫情況：查閱大量的資料，了解了本課題國內、外研究歷史背景、現(xiàn)狀和目的完成了單片機控制的原理分析完成了系統(tǒng)硬件電路的設計指導教師： （簽名）教師指導情況：，學生搜集了相關資料。在軟件設計方面，可以通過更為詳盡的編程實現(xiàn)更多功能。系統(tǒng)充分利用單片機自身的資源，合理安排I/O口，電路結構緊湊，與同類產品相比較，外型輕巧，操作方便，具有很高的實用性。在軟件中加入延時程序后起到了一定的防抖效果，但作用不太明顯。LCD顯示故障：軟件調試時，LCD可以完整顯示一組固定的數(shù)字或符號，但是顯示不了動態(tài)刷新的數(shù)據。重新焊接板子上的電源插座，再次上電，LCD被點亮，問題解決。其中從整個程序我們可以看出來，單片機對于數(shù)據的識別需要做大量的轉換工作才能得以完成；按鍵程序，同樣也需要通過識別按鍵次數(shù)調用相關執(zhí)行程序；每一個子程序相互聯(lián)系，缺一不可，共同完成系統(tǒng)的每一個功能實現(xiàn)。在AT24C系列中對頁面尋址位采取占用器件引腳地址(AAA0)的辦法，如AT24C16將AAA0作為頁地址。前者較為簡單，后者包括HART協(xié)議數(shù)據鏈路層和應用層的軟件設計，是整個模塊軟件設計的主體和關鍵。=~SID；P4OUT|=SCK；dat = dat1；}}//****************************************************void sendCMD(char dat){sendBYTE(0xf8)；sendBYTE(dat amp。因程序代碼較多，在此不列出?？偩€在起始條件后被認為處于忙的狀態(tài)。很明顯，LCD驅動器只是一個接收器，而存儲器則既可以接收又可以發(fā)送數(shù)據。之后中斷事件保存PC（L1指令地址）和SR（低功耗模式0），中斷喚醒CPU，執(zhí)行中斷處理子程序，由于在中斷處理子程序中將堆棧的SR設置為活動模式，所以中斷返回指令RETI執(zhí)行后，CPU處于活動狀態(tài)，可以從PC指向的L1指令處開始繼續(xù)執(zhí)行……除此之外，中斷服務程序還負責判斷中斷源，即是時鐘喚醒還是有按鍵按下，并作相應的處理。CPUOff=1，OscOff=O，SCGO=1，SCG1=1時系統(tǒng)處于低功耗模式3（LPM3）中。若在一段時間內無按鍵按下則又進入低功耗模式。主程序包括：系統(tǒng)初始化子程序、配置運行參數(shù)子程序、LCD顯示子程序等；中斷處理子程序包括：流量檢測子程序、溫度壓力檢測子程序、流量補償算法子程序、按鍵輸入子程序、存儲配置數(shù)據子程序、通訊子程序等。 軟件開發(fā)環(huán)境渦輪流量計系統(tǒng)軟件主要用C語言編制。整個程序設計分如下三個步驟：1. 總體規(guī)劃。AT24C01是ATMEL公司出品的采用I2C總線接口的串行E2PROM，內建128x8存儲序列，最高可達1MHz 串行時鐘頻率，電壓范圍寬（~）。當驅動60Ω負載（RS485網絡終端匹配電阻120Ω的并聯(lián)值）峰值電流可達50mA。按下Cancel鍵可以推到當前菜單的上一級。 按鍵設計按鍵電路考慮到設計的儀表主要用來測量流量，所以鍵盤并不需要很多按鍵。上電后單片機讀出的時間就不會因為斷電而發(fā)生錯誤。這樣就會使CPU進入休眠模式的時間縮短，功耗上升，大大降低了電池的使用壽命。 模塊圖與連接MS5535B是集成芯片，它的模塊結構如圖6所示。將壓力傳感器與集成傳感器接口電路結合在一起是為了節(jié)省其他外部元件和實現(xiàn)超低功耗。圖5 渦輪脈沖采集框圖 The diagram of Pulse Acquisition with Turbo根據這一原理，只要通過MSP430的捕獲功能計算A3210產生的脈沖的頻率，就能實時的計算出氣體在標況下的流量了。本流量傳感器由霍爾開關元件A3210，帶磁渦輪及電平轉換電路組成，構成如圖5所示。電源電路的連接如圖3所示圖3 電源模塊原理圖 The scheme of of Power Module 流量測量電路 霍爾開關工作原理當一塊通有電流的金屬或半導體薄片垂直地放在磁場中時，薄片的兩端就會產生電位差，這種現(xiàn)象就稱為霍爾效應。另外，MSP430系列單片機均為工業(yè)級器件，運行環(huán)境溫度為40+80℃，運行穩(wěn)定、可靠性高，所設計的產品適用于各種民用和工業(yè)環(huán)境。 高性能模擬技術及豐富的片上外圍模塊MSP430系列單片機結合TI的高性能模擬技術，各成員都集成了較豐富的片內外設。由于系統(tǒng)運行時使用的功能模塊不同，即采用不同的功能模式，芯片的功耗有明顯的差異。因此，必須根據標準體積與工況體積、壓力、溫度的函數(shù)關系進行補償。采用渦輪流量計（速度法）測量氣體流量從它的計算公式上看，流體的體積流量與密度無關，也就是與溫度、壓力沒什么關系。對于流動工況波動或不斷變化的各種工業(yè)流體介質，沒有高性能、高運算精度的流量顯示積算系統(tǒng)，不可能準確測量流量。流體的溫度、粘度、密度對儀表指示值也有較大影響。渦輪變送器輸出的脈沖信號，經前置放大器放大后，送入顯示儀表，就可以實現(xiàn)流量的測量。各種類型的流量計量原理、結構不同既有獨到之處又存在局限性?，F(xiàn)代企業(yè)對流量計量的要求越來越高，主要反映在滿足準確性、可靠性、及時性和自動化水平的程度等方面，計量的準確可靠性愈來愈受到社會各界的關注。通過試驗，本系統(tǒng)初步達到了流量計量的目的，系統(tǒng)的結構合理，功能完善，硬件和軟件設計達到了預期要求?；贛SP430單片機的氣體渦輪流量計設計摘 要:流量測量在工業(yè)生產、能源計量、環(huán)境保護、交通運輸、生物技術、軍事工程和科學研究等領域占據重要位置，因此，流量測量儀表的研究和開發(fā)應用有著深遠的意義。軟件部分采用了模塊化的編程，介紹了各模塊的實現(xiàn)方法，最后組合起來進行調試。從某種意義上講：計量就是眼睛，計量就是金錢，計量就是效益。 氣體流量計的分類為了滿足各種測量的需要，幾百年來人們根據不同的測量原理，研究開發(fā)制造出了數(shù)十種不同類型的流量計，大致分為容積式、速度式、差壓式、面積式、質量式等。根據電磁感應原理，在線圈內將感應出脈動的電勢信號，此脈動信號的頻率與被測流體的流量成正比，k是渦輪變送器的重要特性參數(shù)，它是代表每立方米流量有幾個脈沖，或者每升流量有幾個脈沖，不同的儀表有不同的k。渦輪流量計雖有很多優(yōu)點，但由于渦輪必須與流體接觸并轉動，因此對被測流體的潔凈度要求高。流量顯示積算在流量測量系統(tǒng)中起著極其重要的作用，從某種意義上講，它的質量優(yōu)劣代表了整個流量計的質量好壞。所以，氣體的流量測量普遍存在溫度與壓力的補償問題。測流量也可以測量流體的密度，但通常測量流體的溫度和壓力要比測量介質的密度更容易，特別在高溫、高壓下，目前現(xiàn)有的密度計還很難直接測量出流體的密度。有時鐘系統(tǒng)產生CPU和各功能模塊所需要的時鐘，并且這些時鐘可以在指令的控制下打開或關閉，從而實現(xiàn)對總體功耗的控制。這種結構在其它系列單片機中尚未使用。這種結構和運行機制，在目前各系列單片機中是絕無僅有的。進入中斷處理，顯示“換電池”同時蜂鳴器發(fā)出報警聲。在轉軸上固定一個葉輪和磁體，用流體（氣體、液體）去推動葉輪轉動，便可構成流速、流量傳感器。／r；N為轉數(shù)。 2MS5535B的特性與功能MS5535B由一個硅壓阻傳感器和一個集成傳感器接口電路組成，其主要特性有：測壓范圍為014bar；～，工作溫度40～+125℃；內含六組軟件補償系數(shù)，無需外部補償；；15位分辨率的模數(shù)轉換，是一種低電壓、低功耗、可以自動進行開/關切換的SMD器件。此外，為了對傳感器有一個非常精確的軟件標定，該模塊設置了6組可讀的補償系數(shù)。1．由于儀表是電池供電對功耗的要求非?？量?，而整個系統(tǒng)中CPU是耗電大戶，如果使用CPU自身運算時鐘勢必消耗大量的CPU資源。當系統(tǒng)意外斷電時，備用電池給PCF8563供電，使其繼續(xù)工作。SCLK為串行時序的輸入端，SID為數(shù)據輸入端，通過這兩個端口的配合，單片機就可以把要顯示的數(shù)據寫入LCD了。（3）Cancel鍵和Enter鍵功能相反。本系統(tǒng)采用MAX3485作為RS485接口芯片，該芯片的主要技術參數(shù)為：工作電源為3~,工作電流1mA，數(shù)據傳輸率為12Mbps。當用戶或管理人員需要查看流量表的信息時，MCU從存儲單元中讀取相關信息并將其顯示在LCD上。這種程序設計思路將注意力集中到程序的總體邏輯結構上面，只要總體邏輯結構正確，再復雜的程序也可以按劃分出來的邏輯功能模塊逐個設計出來。即結構化編程，使用結構良好的轉移和調用，將子程序模塊有效地組合成一個整體，使流程明確地從一個程序模塊轉移到下一個程序模塊。智能流量計系統(tǒng)的應用程序主要是由主程序和中斷處理程序組成，其中主程序又由多個子程序所組成。若是有按鍵按下，則通過中斷喚醒CPU后調用按鍵子程序，根據按下的功能鍵顯示當前的瞬時流量、累積流量、溫度、壓力、運行時間等信息。CPUOff =O，OscOff= O，SCG0=O，SCG1=O時系統(tǒng)處于活動模式中。L1，L2語句不執(zhí)行。每個器件都有一個唯一的地址識別（無論是微控制器、LCD驅動器、存儲器或鍵盤接口），而且都可以作為一個發(fā)送器或接收器（由器件的功能決定）。起始和停止條件一般由主機產生。I2C模塊程序主要包括SDA和SCL管腳的高低電平的產生、起始條件產生、停止條件產生、確認產生、數(shù)據發(fā)送和數(shù)據接收幾個部分。 SCK)!=0)P4OUT|=SID；elseP4OUTamp。HART協(xié)議通信模塊的軟件設計包括AD421的控制和HART通信協(xié)議的軟件程序設計。若以256字節(jié)為1頁，則多于8位的尋址視為頁面尋址。 系統(tǒng)其他輔助程序的應用在整個系統(tǒng)軟件編程及運行過程中，其他輔助程序的作用也是強大不可忽視的，沒有他們的參與，系統(tǒng)的功能無法一一實現(xiàn)完成。再將電源直接連在和兩端，LCD被點亮，說明系統(tǒng)有供電，最后得出結論，是板子上的電源插座接觸不良。飛線的焊點應盡可能選在焊盤密度較小的地方，以免發(fā)生短路而影響調試。但是，實際中功能菜單的變化迅速且混亂。另外，系統(tǒng)的顯示和鍵盤電路為其他功能模塊的調試提供了友好的平臺。當然，由于設計是完全在實驗室完成的，對于現(xiàn)場環(huán)境狀況、儀表工作條件缺乏具體全面的了解，設計中難免有考慮不周全的地方。主要參考文獻：[1] [M].清華大學出版社,2001[2] [M].北京航空航天大學出版社,2001[3] 吳少軍,劉光斌. 實用低功耗設計——原理、器件與應用[M].人民郵電出版社,2003[4] [M].清華大學出版社,1999[5] MSP430系列C編譯器編程指南[J].利爾達電子（中國）有限公司[6] MSP430 BOOTSTRAP LOADER使用說明[OL].[7] [M].高等教育出版社,2000[8] [M].高等教育出版社,2000[9] DXP電路原理圖與PCB設計[M].機械工業(yè)出版社,2004[10] [M].華東化工學院出版社,1992[11] [J].煤氣與熱力,[12] [J].測量與檢測,~20[13] [J].儀器儀表與分析監(jiān)測,~22[14] [M].化學工業(yè)出版社,1995指導教師意見：1．通過； 2．完善后通過；　　　　?。常赐ㄟ^ 簽 名：　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　 年　　月　　日注：以上各項內容由學生填寫，指導教師審核后簽署意見。本科畢業(yè)設計指導教師指導記錄表指導的具體時間及指導內容（由學生分次填寫）：第4周：指導學生選題，填寫任務；審查任務書，幫助學生查找資料。對第二稿提出的修改意見：1. 摘要應緊扣主題，300500字。但是，也有它的不足之處，控制技術要求比較高，成本費用很高，排除故障比較難等缺點，需要進一步改善?；痉蠈τ诒究粕厴I(yè)設計的要求。 秘書： （簽