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基于PIC18F452的流量计的设计与实现

收稿日期:2010-09

基于PIC18F452的流量计的设计与实现

作者简介:张延宇(1980 ),男,硕士,讲师,研究方向为嵌入式系统、电子技术应用。

基于P IC18F452的流量计的设计与实现

张延宇,李 伟

(河南大学计算机与信息工程学院,河南开封475004)

摘要:介绍一种以P IC18F452单片机为核心的智能流量计。通过测量来自涡街的信号频率,计算得到流体的瞬时流量和累积量,并进行显示。流量计具有C AN 通信接口,多个流量计可以组成CAN 通信网络,实现对流量的多点监测。文中详细阐述了流量计的工作原理,给出了硬件原理图及软件流程图。

关键词:流量计;瞬时量;P IC18F452;CAN;SJ A 100

中图分类号:T P274 文献标识码:B 文章编号:

1006-2394(2011)01-0028-04

D esign and Imple m entati on of F l o wmeter Based on PIC18F452

Z HANG Y an -yu ,LIW ei

(Co lleg e of Computer and Info r m ati on Eng i neer i ng ,H enan U nivers it y ,K a ifeng 475004,Chi na)

Abst ract :A design o f i n te lligent flo wm eter ,w ith PI C18F452as its core ,is pr oposed .I nstant fl o w and integ rated

fl o w are ca lculated accord i n g the frequency o f vortex signa.l They are disp layed on LCD.The flo wm eter has a C AN i n terface .Severa l flo wm eters can m ake up a CAN net w ork for the purpose o fm ultiple -po i n t fl o w rate m on itoring .The pr i n ciple of flo wm eter ,circu it sche m atics and soft w are flo w charts are introduced .

K ey w ords :fl o wm eter ;instant flo w rate ;PI C18F452;C AN;SJ A1000

1 实现功能和总体设计

流量计的组成框图如图1所示。来自涡街传感器的频率与所测流体流量成比例的信号经过信号调理电路的滤波、放大、比较后得到规则的脉冲信号,将其送入单片机进行测频,然后通过相应的公式计算出瞬时流量。流量计的流量系数与流体的温度密切相关,温度检测电路实现对流体温度的检测,以便在软件设计时实现对流量系数的温度补偿,保障测量精度。

图1 流量计框图

通过键盘可以实现流量计两种工作状态(设定态、运行态)的灵活切换,设定态下可以自由设置仪表参数及CAN 总线通信参数;运行态下能够方便地查看

当前瞬时流量、累积量及其他各种设定参数。LED 用于标识当前仪表的工作状态。LCD 用于显示瞬时流量、累积流量及各种设定参数。利用时钟电路可以记录发生超限报警的时间,便于故障的排查,同时利用时钟电路可以实现定时及周期性自动抄表功能。扩展的EEPROM 用于记录故障类型及故障发生时刻等故障数据,以及用于存储自动抄表的数据。

系统配有两种通信方式:C AN 通信接口及4~20mA 的标准输出接口。CAN 通信接口由独立C AN 控制器、高速光耦及CAN 驱动器构成,利用该接口可以方便地将流量计联入已有的CAN 测控网络中。利用多个流量计可以构成一个中小型的多点流量监测网络,借助于C AN 适配卡可以将工控机联入网络,形成多点流量监测系统。作为上位机的工控机完成对网络内所有节点流量的实时监测,获取各节点的瞬时流量和累积流量,并完成对数据的后续处理,如存储、显示、统计、报表、查询等工作。利用组态软件可以开发出友

好的人机界面。同时上位机也可以实现对现场流量计参数的设定,下位机完成各测量点流量的监测。

保留有4~20mA 的标准输出接口,必要时以便于与原有系统中的其他仪表集成。

28 仪表技术 2011年第1期