【正文】 利用傳感器將這些量測量之后，轉(zhuǎn)換為電信號，經(jīng)過模/數(shù)轉(zhuǎn)換(ADC)變成數(shù)字量，這樣才能被送交單片機處理和控制。該設(shè)計選用的MSP430F149單片機內(nèi)置12位高精度模數(shù)轉(zhuǎn)換器ADC12，這樣可以直接將單片機的刀D輸入通道與傳感器的模擬電壓輸出通道相連接。它的主要特點如下：有多種時鐘源可提供給ADC12模塊，而且模塊本身內(nèi)置時鐘發(fā)生器； Timer_A/Time_B硬件觸發(fā)器；配置有8路外部通道與4路內(nèi)部通道；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；ADC12可關(guān)斷內(nèi)核，支持超低功耗應(yīng)用；自動掃描；本設(shè)計應(yīng)用ADC采樣來讀取溫度、壓力、流量測量的電信號，進行相應(yīng)處理后送入430單片機進行后續(xù)運算。(6)FLASH存儲器FLASH存儲器的重要組成元件M25P80：:圖 M25P80各管腳示意圖M25P80的特點：?8兆的閃存
?頁編程（最多256個字節(jié)）?扇區(qū)擦除（512千位）在1秒?批量擦除（8兆）在10秒?
?SPI總線兼容的串行接口圖 FLASH電路示意圖(7)液晶顯示模塊設(shè)計隨著電子產(chǎn)品的開發(fā)不斷地增多，在顯示方面，己逐漸拋開以往采用LED數(shù)碼管做為顯示部件的陳舊方式，而開始廣泛的使用小型化、多樣化、更具省電、顯示更清晰的LCD做為產(chǎn)品的顯示面板。一般情況下，它和液體一樣可以流動，但在不同方向上它的光學(xué)特性不同，顯示出類似于晶體的性質(zhì)。LCD有以下特點：，低功耗。同時由于現(xiàn)場儀表對本質(zhì)安全防爆的需要，器件本身的爆炸能量應(yīng)該盡可能的少，LCD正好符合其需要。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。所以，被動顯示更適合于人眼觀察，不易引起疲勞。，重量輕，平板型。液晶材料是有機高分子合成材料，具有極高的純度。一般使用中，除碰撞或配件損壞外，液晶顯示器件自身幾乎沒有壽命終結(jié)。因此從降低成本，減少系統(tǒng)復(fù)雜程度考慮選用點陣式液晶顯示器。對于C86引腳，由于驅(qū)動程序中采用8080的方式因此應(yīng)當(dāng)拉低接地，對于P/S引腳由于采用并行數(shù)據(jù)傳輸方式。試驗中，倘若對LCD中各點采用隔一點亮的方式功耗最大，因此，在應(yīng)用編程的時候，應(yīng)該注意這一點，避免功耗增大，使系統(tǒng)處于非正常工作狀態(tài)。 工業(yè)控制系統(tǒng)中，當(dāng)流量計的輸出模擬信號需要傳輸較遠(yuǎn)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。本課題設(shè)計的基于一體化變送器模擬信號輸出采用420mA電流輸出，就是將儀表的流量值轉(zhuǎn)化為電流值，無流量時，輸出4mA電流，滿量程時對應(yīng)20mA電流輸出，0毫安則表示供電故障或信號中斷。本模塊要是提供420mA的電流環(huán)，以及從電流環(huán)上竊電并對整個系統(tǒng)進行供電。設(shè)計中采用AD公司的AD421。隨著計算機技術(shù)的廣泛應(yīng)用，D/A轉(zhuǎn)換成為成為生產(chǎn)控制的一個重要環(huán)節(jié)，他的作用是把計算機提供給被測控對象的特定數(shù)字信號轉(zhuǎn)換成模擬信號，以達到測量和控制的目的。AD421以其良好的性能而取得了廣泛的應(yīng)用。他由電流環(huán)路供電，16位數(shù)字信號串行輸入，420mA電流輸出。采用Ev DAC結(jié)構(gòu)，數(shù)字接口為標(biāo)準(zhǔn)HART協(xié)議(二線) 或其他FSK協(xié)議，DAC為16位分辨率，單極性輸出。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。電壓調(diào)整器從電流環(huán)路中獲取電流，并給AD421及其他器件提供電流，LV端連接的改變使放大器增益改變，從而改變VCC腳的電壓。若在兩個鎖存脈沖間隔輸入16個CLOCK時鐘周期，就鎖存16位數(shù)字信號并完成正常的電流轉(zhuǎn)換。16位Ev DAC 經(jīng)過調(diào)制解調(diào)器輸出的一串位流控制切換的電流源，然后經(jīng)阻容濾波器，送給電流放大器進行精密放大，從而保證輸入數(shù)字量與對應(yīng)電流的單調(diào)性[9]。設(shè)計中采用低功耗的TPS60241，其外圍電路簡單，功耗低。數(shù)字信號可通過串口與CPU通信。另外，對于OTXA引腳的電容,精度要求也比較高?？偨Y(jié)，目前就實驗情況來看，在不跑程序的情況下，純粹的電氣通電。 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。為了便于CPU采集信號，使用了超低功耗儀表放大器INA322，對采集差分信號進行放大處理，并通過運放將差分絕壓信號轉(zhuǎn)化成對地電壓信號，以便CPU采集模塊的直接采集。圖 INA322的引腳圖該INA322是一個系列的低成本，軌到軌輸出，微功耗CMOS儀表放大器，提供電性能，單電源供應(yīng)，以及雙極電源工作。當(dāng)關(guān)閉INA322具有靜態(tài)電流小于1μA以下。在頻率的INA322降低共模誤差余下的CMRR和高可達3kHz，線路噪音和線路諧波被拒絕。圖 絕壓信號測量電路 差壓信號的測量差壓信號值是整個系統(tǒng)中最重要的參數(shù)之一，正確選擇和安裝差壓傳感器在決定流量測量精度上起著一個非常重要的作用。傳感器采用電容式差壓傳感器。CAN404 是一個用于處理電容式傳感器信號的轉(zhuǎn)換接口集成電路，它同時具有信號采集（電容數(shù)值變化）和轉(zhuǎn)換的功能。它可以檢測在10pF 到2nF 的電容值，當(dāng)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。C＋85176。由電容COSC決定頻率的參考振蕩器控制了二個對稱制成的振蕩器的位相和同步。比較這二個不同的電壓振幅就可以知道二個電容CX1 和CX2 的相對電容變化。低通濾波器的邊界頻率和放大倍數(shù)是可調(diào)的。在 Namur 標(biāo)準(zhǔn)輸出時，外接地Ground 是通過電阻RM 和RI 才到集成電路的內(nèi)接地（管腳6GND）。)V （32） RI,n=(1000177。 VOUT=VLPOUTVM （34） 其實，只要調(diào)整其中一個電阻就可得到： VOUT=0 （35）當(dāng)電容值變化達到最大時 CX2 = CX1?(1 + CX)，（在電容式接近傳感器中是指存在試驗物體），輸出差分信號也最大，并且能通通過低濾波器放大。Namur標(biāo)準(zhǔn)輸出有一個特殊的調(diào)整要求。當(dāng)輸出電壓VLPOUTmax 最大時，最大輸出電流應(yīng)調(diào)到 ICC ,max= （38）當(dāng)輸出電壓VLPOUT,min 最小時，最小輸出電流應(yīng)大于系統(tǒng)供電所需的電流值，也即： ICC,min= （39）Namur輸出的傳遞函數(shù)是通過電阻RM和電壓VSET 調(diào)節(jié)。 注意：本模塊中，Rusp、Rosc、RcxRcxVbg各引腳上的電阻值因采用本設(shè)計中的數(shù)值，在試驗中經(jīng)過調(diào)試發(fā)現(xiàn)以上各引腳的電阻值只要在圖紙上的這些數(shù)值時整個芯片的功耗才能達到最小。在本設(shè)計中，采用了恒流源供電的三線制方式，這樣就很好的解決了上面所提到的問題。試驗中，剛開始采用1mA恒流源，發(fā)現(xiàn)功耗很大，發(fā)現(xiàn)功耗有所降低，經(jīng)過反復(fù)試驗，最終在不影響精度和功能效果的情況下，用超低功耗運放MAX4044替換了原來的MAX4254，使其功耗有了顯著的降低，在試驗中。主要針對低功耗、高精度的測量的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)對電路進行設(shè)計。通過對流量計發(fā)展現(xiàn)狀及相關(guān)技術(shù)的研究分析，我們按照項目的設(shè)計要求展開了流量變送器系統(tǒng)的設(shè)計開發(fā)工作，展開了探索。本課題的主要涉及內(nèi)容如下：1. 首先講述了流量測量的意義、差壓流量計的基本測量原理、一體化流量變送器的發(fā)展過程與現(xiàn)狀以及流量計的發(fā)展及應(yīng)用引出差壓、絕壓、及溫度測量的原因。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。通過理論分析、電路設(shè)計，該變送器能較好的完成測量任務(wù)，結(jié)果準(zhǔn)確，測量電路明確，系統(tǒng)功耗低，運行可靠。參 考 文 獻[1][D].北京化工大學(xué),2008[2]陳力,陳仁文,[J].電子工程師，2006,08（15）.[3][J].自動化與儀器儀表,2003,05(03).[4][D].南京航空航天大學(xué),2007.[5]藍(lán)標(biāo), 戴建國. 差壓傳感器在流量測量中的應(yīng)用[J]. 氣象水文海洋儀器,1988,03(04).[6]孫長庫, 肖旭, 王鵬. 用電容傳感器進行相對測量的實驗裝置設(shè)計[J]. 實驗技術(shù)與管理, 2010,18(01).[7]BurrBrown Corporation．What Desingers Should Know About Data ConventerDrift．：//．ti．corn．[8]李建榮， [J].電子技術(shù)，2010,12.[9]毛德平, 凌有鑄, [J].數(shù)字/模擬電路,2007,04(02).[10] 周建發(fā), 趙玉龍, 苑國英,等. 一種集成式多參數(shù)硅微傳感器[J]. 傳感技術(shù)學(xué)報,2006,00(02).[11]劉慶. 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Proceedings of the 2004 Meeting. 2004:9699.[22] 陳海瑜. 影響自控系統(tǒng)控制質(zhì)量的幾個關(guān)鍵環(huán)節(jié)[J]. 自動化儀表,2006,20(02).致 謝這次畢業(yè)設(shè)計可以圓滿地完成，與我周圍的人有著很大的關(guān)系。隨著論文工作的完成，四年的大學(xué)生活已經(jīng)接近了尾聲。在此我向他們表示深深地感謝。李老師的知識、嚴(yán)謹(jǐn)?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。這段時間里，李老師在悉心指導(dǎo)我從事課題研究的同時，還教會了我進行科學(xué)研究的方法。在論文即將完成之際，向尊敬的李老師表示衷心的感謝!同時感謝楊華輔導(dǎo)員。在課題的研究過程中，李老師給予了極大的關(guān)心和幫助，并提出許多寶貴意見，使得課題進展順利。最后我要感謝我的父母家人在生活上無微不至的照顧和精神上的鼓勵與支持，是你們的理解與信任使我有信心和勇氣去面對困難，迎接挑戰(zhàn)