【正文】 k independently, and through the munication interface module, keyboard function module function perfect overall. The design flow with reasonable structure, stable operation, also has the RSfive 485 munication interface, suitable for application of remote distributed system flow testing. Key words： Turbine wheel gas flow amount sensor； AT89C51 chip； RS485 munication connection； ） 渦街流量計(jì) 1 目 錄 第一章 緒論 ? ?????????????????? 1 課題背景 ? ?????????????????? 1 流量計(jì)的發(fā)展 ????????????????? 1 流量計(jì)的分類及其工作原理?? ????????? 2 研究的內(nèi)容與目的 ??????????????? 7 第二章 流 量計(jì)的設(shè)計(jì)基本原理 ? ? ??????? ? ? 8 渦輪流量計(jì)的基本工作原理 ??????????? 8 流量計(jì)的結(jié)構(gòu) ????????????????? 9 第三章 流量計(jì)的硬件電路設(shè)計(jì) ?? ????????? 10 流量傳感變送模塊 ? ?????????????? 10 AT89C51單片機(jī)模塊設(shè)計(jì) ???????????? 11 鍵盤液晶顯示部分 ??????????????? 11 通信模塊 ? ?????????????????? 16 第四章 軟件部分設(shè)計(jì) ?? ????? ????????? 19 主程序設(shè)計(jì) ? ????????????????? 19 中斷程序 ? ?????????????????? 20 流量檢測(cè)程序 ? ???????????????? 21 功能塊程序 ? ????????????????? 22 第五章 總結(jié) ?? ?????????????????? 23 參考文獻(xiàn) ??????? ? ???????? ? ??? 24 外文資料 中文譯文 致謝 ） 渦街流量計(jì) 1 第一章 緒論 課題背景 流量作為工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中檢測(cè)控制中一個(gè)重要的參數(shù)，在 工業(yè) 生產(chǎn)、交通運(yùn)輸、能源計(jì)量、國(guó)防建設(shè)、環(huán)境保護(hù)、科學(xué)研究 以及人民生活各個(gè)領(lǐng)域中都有著重要的作用。在當(dāng)今社會(huì)流量計(jì)已經(jīng)廣泛運(yùn)用于工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)， 交通運(yùn)輸 ，國(guó)防建設(shè)，科學(xué)研究，對(duì)外貿(mào)易，以及人民生活的各個(gè)角落，由此可見(jiàn)對(duì)流量計(jì)的研究與開(kāi)發(fā)認(rèn)知，有著廣泛的意義和作用！ 根據(jù)實(shí)現(xiàn)功能的需要，本課題設(shè)計(jì)了一款基于 AT89C51 為核心的單片機(jī)氣體渦輪流量計(jì)。流量計(jì)有了越來(lái)越重要的地位，受到人們?cè)絹?lái)越多的關(guān)注。s society flowmeter have been widely used in industrial production, transportation, national defense construction, scientific research, trade, and people39。 流量計(jì)發(fā)展 流量測(cè)量?jī)x表是用來(lái)測(cè)量管道或明溝中的 液體、氣體或蒸汽等流體流量的工業(yè)自動(dòng)化儀表，又稱流量計(jì)。 1945 年，科林用交變磁場(chǎng)成功地測(cè)量了血液流動(dòng)的情況。品種如此之多的原因就在于至今還沒(méi)找到一種對(duì)任何流體、任何量程、任何流動(dòng)狀態(tài)以及任何使用條件都適用的流量?jī)x表。 差壓式流量計(jì) 差壓式流量計(jì)是根據(jù)安裝于管道中流量檢測(cè)件產(chǎn)生的差壓 ,已知的流體條件和檢測(cè)件與管道的幾何尺寸來(lái)計(jì)算流 量的儀表。 浮子流量計(jì) 浮子流量計(jì) ,又稱轉(zhuǎn)子流量計(jì) ,是變面積式流量計(jì) [5]的一種 ,在一根由下 向上擴(kuò)大的垂直錐管中 ,圓形橫截面的浮子的重力是由液體動(dòng)力承受的 ,從而使浮子可以在錐管內(nèi)自由地上升和下降。 (3)可用于高粘度液體的測(cè)量 。 優(yōu)點(diǎn) : (1)高精度 ,在所有流量計(jì)中 ,屬于最精確的流量計(jì) 。 缺點(diǎn) ： (1)不能測(cè)量電導(dǎo)率很低的液體 ， 如石油制品 ； (2)不能測(cè)量氣體、蒸汽和含有較大氣泡的液體 ； (3)不能用于較高溫度。 ） 渦街流量計(jì) 6 第二章 渦輪流量計(jì)的設(shè)計(jì)原理 渦輪流量計(jì)的基本工作原理 渦輪傳感器的工作原理是當(dāng)流體沿著管道的軸線方向流動(dòng)，并沖擊渦輪葉片時(shí)，便有與流量 Q 流速 V 和流體密度 P乘積成比例的力作用在葉片上，推動(dòng)渦輪旋轉(zhuǎn)。 圖 21 流量傳感器 濾波與整形 數(shù)碼管顯示 驅(qū)動(dòng)電路 單片機(jī) 與上位機(jī)通信 看門狗電路 ） 渦街流量計(jì) 7 流量計(jì)結(jié)構(gòu) 渦輪流量傳感器主要由儀表殼體、導(dǎo)流器、葉輪、軸、軸承和信號(hào)檢測(cè)傳感器等組成 。它的作用是把渦輪的機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)信號(hào)轉(zhuǎn)換成脈沖信號(hào)輸出。按其機(jī)理轉(zhuǎn)速傳感器可以分為：磁電式轉(zhuǎn)速傳感器、電渦流式傳感器、光電式轉(zhuǎn)速傳感器、紅外式轉(zhuǎn)速傳感器、電容式轉(zhuǎn)速傳感器等 在此我們選用霍爾轉(zhuǎn)速傳感器（霍爾轉(zhuǎn)速傳感器工作原理圖如下圖 31） 轉(zhuǎn) 軸 ?引 出 線集 成 霍 爾 元 件磁 塊轉(zhuǎn) 動(dòng) 部 件 ） 渦街流量計(jì) 10 圖 31 其工作原理是。 AT89C51 單片機(jī) 本系統(tǒng)采用了 AT89C51 單片機(jī)作為核心 CPU AT89C51芯片 是 Atmel公司的產(chǎn)品，是一種 低電壓，高性能 CMOS 8位微處理器 .。全靜態(tài)工作： 0Hz24Hz 片內(nèi)振蕩器和時(shí)鐘電路 2 管腳說(shuō)明： VCC：供電電壓。在 FLASH 編程和校驗(yàn)時(shí)， P1 口作為第八位地址接收。當(dāng) P3 口寫(xiě)入 “1”后，它們被內(nèi)部上拉為高電平，并用 作輸入。因此它可用作對(duì)外部輸出的脈沖或用于定時(shí)目的。但在訪問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，這兩次有效的 /PSEN 信號(hào)將不出現(xiàn)。電路如圖 317 R 2 310KR 2 410KR 2 210K+ 3 .0 VS2 S3 S4R 2 510K S1設(shè)置 加 減 確定P2.7P2.6P2.5P2.4 圖 34 鍵盤電路圖 在一個(gè)鍵盤中使用了一個(gè)瞬時(shí)接觸開(kāi)關(guān)，單片機(jī)可以很容易的檢測(cè)到閉合。 ） 渦街流量計(jì) 15 RS485簡(jiǎn)介 RS485 是一個(gè)電氣接口規(guī)范，它只規(guī)定了平衡驅(qū)動(dòng)器和接收器的電特性，而沒(méi)有規(guī)定 接插件、傳輸電纜和通信協(xié)議。串行通 信 的距離可以從幾米到幾千米。為了克服數(shù)據(jù)傳輸時(shí)，雙方時(shí)鐘的不一致性以及時(shí)鐘偏差的累積而引起的數(shù)據(jù)接收錯(cuò)誤，異步傳輸過(guò)程中采取了兩項(xiàng)技術(shù)：一是通訊雙 方在通信速率、每個(gè)字符總長(zhǎng)度上，必須要做預(yù)） 渦街流量計(jì) 16 先的約定。采用 MAX1483將單片機(jī) TTL電平轉(zhuǎn)換為 485電平，電路如圖 3所示。根據(jù)返回的字節(jié)，系統(tǒng)得到流量的相關(guān)信息，并判斷通訊是否正常，然后設(shè)置標(biāo)志位并執(zhí)行相應(yīng)的操作。間接測(cè)頻法僅適用測(cè)量低頻信號(hào)。 ） 渦街流量計(jì) 21 第五章 總結(jié) 渦輪流量傳感器作為現(xiàn)在工業(yè)生活中測(cè)量檢測(cè)的重要工具，有著廣闊的前景和意義，是關(guān)系到未來(lái)經(jīng)濟(jì)建設(shè)的