【正文】 李老師的知識、嚴謹?shù)闹螌W(xué)態(tài)度和求實的科學(xué)態(tài)度使我深受教益，對事物本質(zhì)深刻的洞察力和廣博的知識引導(dǎo)著我前進。3. 最后講述了一體化流量變送器的硬件設(shè)計其中包括了硬件設(shè)計環(huán)境PROTEL的簡介，MSP430F149單片機系統(tǒng)設(shè)計，HART信號傳輸模塊設(shè)計，對差壓、絕壓、溫度的測量電路設(shè)計。Namur標準輸出有一個特殊的調(diào)整要求。它可以檢測在10pF 到2nF 的電容值，當然這是指與參考電容值的5%到100%的變化范圍內(nèi)的電容值。 測量電路設(shè)計 絕壓信號的絕壓信號的測量傳感器采用擴展硅差壓傳感器，其特點為：體積小，精度高，動態(tài)響應(yīng)好，工作穩(wěn)定。AD421主要由電壓調(diào)整器、數(shù)/模轉(zhuǎn)換器和電流放大器組成。 工業(yè)控制系統(tǒng)中，當流量計的輸出模擬信號需要傳輸較遠距離時，常采用電流方式傳輸信號而不是電壓方式，因為電流信號適合于長距離傳輸，傳輸中信號線電阻引起的信號衰減小，抗干擾能力強。液晶顯示器件本身不能發(fā)光，它靠調(diào)制外界光達到顯示目的。模數(shù)轉(zhuǎn)換有4種模式，可靈活地運用以節(jié)省軟件量及時間；JTAG編程方式是在線編程，改變了傳統(tǒng)生產(chǎn)流程中先對芯片進行預(yù)編程序再裝到板上的方法，可先把器件固定到電路板上，再用JTAG對它編程，因而簡化了開發(fā)流程、大大加快工程進度。RST是復(fù)位/片選線，通過把RST輸入驅(qū)動置高電平來啟動所有的數(shù)據(jù)傳送。這里要注意的是：新建各種類型的文件，路徑一定要清晰，不能搞亂，否則，繪制的圖太多的話，自己都難以查找，并且要堅持最下面的一個文件夾里只新建一個原理圖文件和一個印版圖文件的原則，這樣操作原理圖和印版圖的同步設(shè)計，相對要簡單一些。為了和 Protel 99之前的 Protel軟件的文件名兼容，也為了查看文件的方便，將“Sheet1” 改名為“”，雙擊“sheet ”的原理圖文件圖標。Protel 99是 Protel 98的改進版本，也是目前 Protel電路繪圖軟件的最新版本。其工作原理是金屬的電阻值隨著溫度變化而有規(guī)律地變化。電容傳感器具有結(jié)構(gòu)簡單、測量精度高、動態(tài)響應(yīng)快、非接觸等優(yōu)點，廣泛應(yīng)用于位移、液位、震動等的測量[6]。目前這種傳感器發(fā)展快、生產(chǎn)量大，已廣泛應(yīng)用于國民經(jīng)濟的各個部門，是今后傳感器技術(shù)發(fā)展的主流。 我國開發(fā)近代流量測量技術(shù)的工作比較晚，增強所需的流量儀表均從國外進口。在工業(yè)生產(chǎn)過程中，測量流量的儀表很多，但采用節(jié)流裝置的差壓式流量計，由于節(jié)流件具有結(jié)構(gòu)簡單可靠、無可動部件、不怕震動、耐高溫低溫和其它惡劣條件，具有一套完整的技術(shù)規(guī)范和標準，可以測量液體、氣體和蒸汽流量等特點, 因而其所占比例最大，應(yīng)用最為廣泛。流量與差壓的平方根成正比?；鸺l(fā)功機試車一次消耗大量的液化燃料，如果流量不準，不僅經(jīng)濟損失巨大，而且射程也會偏離幾千公里:防化裝備也少不了流量儀表。流量測量技術(shù)正日新月異的向前發(fā)展。 畢業(yè)設(shè)計題 目一體化流量變送器開發(fā)一體化流量變送器開發(fā)摘 要近年來，伴隨著工業(yè)生產(chǎn)、醫(yī)療衛(wèi)生等領(lǐng)域的技術(shù)進步，人們對流量計量提出了更高的要求?，F(xiàn)有的流量儀表在結(jié)構(gòu)和制造技術(shù)上不斷改進，新型流量儀表不斷出現(xiàn)，從而克服了一些以往流量測量技術(shù)難以解決的問題。有些軍事工程甚至配用上千臺流量計。差壓式流量計是根據(jù)安裝于管道中流量檢測件產(chǎn)生的差壓,已知的流體條件和檢測件與管道的幾何尺寸來計算流量的儀表。這種方法傳統(tǒng)上除了配置節(jié)流件和相應(yīng)差壓變送器，還必須配套壓力變送器、溫度儀表和流量計算儀等，從而實現(xiàn)溫壓補償推算出流量。 流量測量是研究物質(zhì)量變的科學(xué)，質(zhì)量互變規(guī)律的事事物聯(lián)系發(fā)展的基本規(guī)律，因此其測量對象已不限傳統(tǒng)意義上的管道液體，凡需掌握兩邊的地方都有流量測量的問題。該模塊選取擴散硅差壓傳感器,它以單晶硅為基體，按特定晶體面，根據(jù)不同的受力形式分別加工成杯、梁、柱、膜等形狀作為彈性應(yīng)變元件。圖 在測量膜片的左右兩室中充滿硅油，當左右隔離膜片分別承受高壓pH和低壓pL時，硅油的不可壓縮性和流動性便能將差壓Δp=pHpL傳遞到測量膜片的左右面上。作為一體化變送器的核心部件，微處理器的選擇對整個系統(tǒng)功能的優(yōu)化起著至關(guān)重要的作用。16位定時器Timer_A和Time_B，可支持多個同時進行的時序控制、多個捕獲/比較功能、多種輸出波形(PBWM波形)，也可以是上述功能的組合。60KB的FLASH型程序存儲器，256字節(jié)的FLASH型信息存儲器，2K數(shù)據(jù)存儲器。 Protel 99繼承了Protel 98的所有優(yōu)點，新增的功能使整個電路設(shè)計更加快捷、方便。如果左邊未出現(xiàn)設(shè)計管理器，則執(zhí)行菜單命令View/Design manager，就出現(xiàn)了設(shè)計管理器。如果要添加自己的原理圖庫文件和印版圖庫文件，只需在繪制原理圖和印版圖中，按照Protel 99添加庫文件的方法，把“我的電路設(shè)計．ddb”數(shù)據(jù)庫文件添加到元件庫管理器中就可以了，在繪制原理圖中添加的是原理圖庫，在繪制印版圖中添加的是印版圖庫，決不會發(fā)生錯位，數(shù)據(jù)庫文件中即使有原理圖和印版圖等文件，并影響庫文件的添加[8]。RST輸入有兩種功能：首先，RST接通控制邏輯，允許地址/命令序列送入移位寄存器；其次，RST提供終止單字節(jié)或多字節(jié)數(shù)據(jù)的傳送手段。圖 JTAG模塊14針JTAG接口定義引腳名稱描述1 TDO測試數(shù)據(jù)串行輸出3 –TDI測試數(shù)據(jù)串行輸入5 –TMS測試模式選擇7TCK測試時鐘9GND接地11RST測試系統(tǒng)復(fù)位信號(4)按鍵該設(shè)計在P1口設(shè)有有五個按鍵，并且均加入了上拉電阻，在此設(shè)計中需注意的是按鍵存在消抖動設(shè)計，可以是硬件方法也可以以是軟件方法，硬件方法較少使用，RS觸發(fā)器為最常用的硬件去都去抖，利用電容的放電延時，采用并聯(lián)電容法，也可以實現(xiàn)硬件消抖。16字轉(zhuǎn)換緩存；雖然被動型的顯示本身是不發(fā)光的，但在自然界中，人類所感知的有90%以上是靠外部物體的反向光，而并非靠物體本身的發(fā)光。目前模擬信號輸出的信號已經(jīng)標準化，按照我國國家標準GB336982所規(guī)定的《工業(yè)自動化儀表用模擬直流電流信號》和國外IEC標準381所規(guī)定的《過程控制系統(tǒng)用模擬信號》 ，直流信號分為兩種，一種是420mA(負載電阻250750Ω)，另一種是010mA(負載電阻03000Ω)。電壓調(diào)整器由一個運放、帶隙基準和外接耗盡型FET調(diào)整管構(gòu)成。在設(shè)計中為了盡量減小本模塊的功耗，在保證其精度的前提下， V供電的供電方式。CAN404的特點： ? 寬的工作電壓范圍：5...18V ? 寬的工作溫度范圍：－25176。在最小輸出信號時要滿足： VLPOUT，min=VM (當CX2 = CX1，即ΔCx,min =0) （36）在最大輸出信號時要通過低通濾波器放大至 ： VLPOUT，max= [當CX2 ≠CX1，并且ΔCx,max =( CX2 CX1)/ CX1] （37）輸出電流ICC 是由系統(tǒng)工作所需電流ICC,0 和一些元器件所需電流相加而成。主要針對電路的低功耗、高精度進行設(shè)計。更難得的是對我們一直以來不厭其煩的教導(dǎo)和持著平和的心態(tài)。首先感謝我的導(dǎo)師李鵬講師。2. 然后詳細講述了一體化變送器的整體框架及傳感器和單片機的選型。要注意的是該輸出信號VLPOUT要處在所給電路參數(shù)的范圍內(nèi)。CAN404 能夠檢測一個被測電容和參考電容的差值。在各模塊正常工作、CPU點燈程序運行情況下，在DS132運行情況下。他非常適用于智能變送器的設(shè)計，在主控設(shè)備與智能變送器之間可同時實現(xiàn)4 20mA模擬通信和在HART 協(xié)議下的數(shù)字信號通信。圖 CPU電路結(jié)構(gòu)示意圖 HART信號傳輸模塊設(shè)計HART通信模塊的電路設(shè)計實際上就是HART協(xié)議物理層的硬件實現(xiàn)，它主要由調(diào)制解調(diào)器、時鐘電路、調(diào)制器出口電路和解調(diào)器入口電路組成。，字跡清晰。內(nèi)置參考電源，而且參考電壓有6種可編程的組合；標準的JTAG接口是四線：TMS、TCK、TDI、TDO，分別為模式選擇、時鐘、數(shù)據(jù)輸入和數(shù)據(jù)輸出線。X1和X2是振蕩源。這里介紹的是在新建的一個數(shù)據(jù)庫文件中建立自己所有的原理圖、印版圖和庫文件的方法，那么，在“我的電路設(shè)計．ddb”數(shù)據(jù)庫文件下只需執(zhí)行菜單命令File/New，就可以新建不同的文件類型，最好是在“我的電路設(shè)計．ddb”數(shù)據(jù)庫文件下先新建幾個文件夾，將這些文件夾改名為多個電路名稱、一個原理圖庫名稱和一個印版圖庫名稱，然后在電路名稱文件夾中新建一個原理圖文件和一個印版圖文件，在原理圖庫名稱文件夾和印版圖庫名稱文件夾中根據(jù)自己的需要，新建一個或者多個原理圖庫文件和印版圖庫文件，如果一個電路由多個單元組成，那就可以在電路名稱文件夾中再新建多個文件夾，把這些文件夾當成單元電路名稱文件夾，又在這些單元電路名稱文件夾中新建一個原理圖文件和一個印版圖文件。執(zhí)行菜單命令File/New，在彈出的新建文件類型對話框中的Document頁面里點Schematic Document圖標，然后點“OK”鍵，就新建了一個名為“sheet1”的原理圖文件圖標。 PROTEL99的使用方法運行時，只需將操作數(shù)裝入它的寄存器，在下一條指令就可得到運算結(jié)果，對于乘法運算不需要額外的等待周期。ADC12的主要特性如下：最大采樣速率為200Ksps；內(nèi)裝采樣/保持電路；可對8個外部模擬信號之一或4個內(nèi)部電壓之一作轉(zhuǎn)換；；可以為每個通道的正負參考電平選擇內(nèi)部或外部的電壓源；具有單通道單次、單通道重復(fù)、序列通道單次、序列通道重復(fù)等轉(zhuǎn)換模式。所以本課題使用的溫度傳感器為Pt100鉑熱電阻，適用的溫度范圍為－200至650℃?！‰娙菔讲顗簜鞲衅魇且环N將被測量的變化轉(zhuǎn)換成電容量的變化，經(jīng)電路處理再轉(zhuǎn)換成電壓量輸出的測量裝置,通過檢測輸出電壓的變化獲得被測量的信息。利用固態(tài)材料的壓阻效應(yīng)原理做成的傳感器，稱為固態(tài)壓阻傳感器。至今，鋸成已有上百種流量計投向市場，現(xiàn)場使用中許多棘手的難題可望獲得解決[4]。它有許多不足之處：如測量精度一般，現(xiàn)場安裝條件要求高，壓損大，范圍度窄等等；針對上述不足，近年國內(nèi)生產(chǎn)廠推出一系列改進辦法，如一體式差壓流量計、定值節(jié)流件、可換孔板節(jié)流裝置、采用標準噴嘴等等，而如果我們將差壓、絕壓、溫度的測量集為一體則提高儀表測量精度的同時，也大大簡化了設(shè)備的安裝，使測量水平有了顯著的改進。差壓的大小和氣體流量有確定的數(shù)值關(guān)系，即流量大時，差壓就大，流量小時，差壓就小。如宇宙飛船、核潛艇的核動力控制離不開流量儀表。因此，測量流量時，事先必須充分研究測量條件，選用適合于相應(yīng)條件的流量儀表。單純的體積流量測量已經(jīng)不能完全滿足實際的測量要求，在工業(yè)生產(chǎn)的配比和品質(zhì)控制，物料和能量平衡以及貿(mào)易儲運中往往需要知道的量是質(zhì)量流量，因此開發(fā)一體化變量變送器具有研究和工業(yè)實用價值。 在工業(yè)生產(chǎn)過程中，流量與溫度、壓力、物位一樣，是一般熱工生產(chǎn)過程的重要參數(shù)人們依靠這些參數(shù)有效地指導(dǎo)生產(chǎn)操作、監(jiān)視和控制生產(chǎn)過程，實現(xiàn)生產(chǎn)流程的自動化。在科學(xué)研究、對外貿(mào)易輸送以及與人民生活密切相關(guān)的公用設(shè)施等方面，流量計量同樣占有重要的地位和作用。差壓式流量計由一次裝置(檢測件)和二次裝置(差壓轉(zhuǎn)換和流量顯示儀表)組成。由于配套環(huán)節(jié)多, 安裝維護非常不便， 誤差大， 投資不小，使其應(yīng)用受到很大的限制。流量和壓力、溫度并列為三大檢測參數(shù)。在彈性應(yīng)變元件的位置，用集成電路工藝技術(shù)擴散四個值應(yīng)變電阻組成惠斯登電橋，當沒壓力作用時電橋處于平衡狀態(tài)，反之，受到壓力作用時，電橋失去平衡，一對橋臂電阻變大，另一對則變小，若在電橋中接人一個恒流源，便可輸出對應(yīng)于受壓力而變化的電壓信號，從而達到測量氣體、液體壓力的目的。因為測量膜片在焊接前加有預(yù)張力，所以當差壓Δp=0時十分平整，使得定極板左右兩電容的容量完全相等，即CH=CL，電容量的差值為零。根據(jù)本課題的設(shè)計原則，要選擇具有較強的功能模塊接口、較高的運算處理速度、大容量ROM和RAM存儲空間、性能價格較為優(yōu)越的處理器。此外，二者還具有4種工作模式的16位計數(shù)器；可以對每個捕獲此較模塊獨立編程等。第三章 一體化流量變送器的硬件設(shè)計 硬件設(shè)計環(huán)境簡介在