基于单片机的流量控制系统设计

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基于单片机的涡轮流量计系统设计

基于单片机的涡轮流量计系统设计涡轮流量传感器是一种精密流量测量仪表，与相应的流量积算仪表配套可用于测量液体的流量和总量。

广泛用于石油、化工、冶金、科研等领域的计量、控制系统。

本设计流量计的硬件主要由涡轮流量传感器、信号转换电路、STC89C51单片机及其接口、液晶显示等部件组成。

系统运行可靠，成本低。

系统通过对水流量的参量的采集，达到了水流量检测和控制的目的，带来很好的经济效益和社会效益。

标签：单片机；涡轮传感器；液晶显示1 轮流量计测量原理液体涡轮流量计是一种速度式流量计，如图1所示，由涡轮、轴承、前置放大器、显示仪表组成；涡轮传感器的工作原理是当流体流入时，冲击涡轮叶片，便有管道内流体的力作用在叶片上，推动涡轮旋转。

在涡轮旋转的同时，叶片周期性地切割电磁铁产生的磁力线，改变线圈的磁通量。

根据電磁感应原理，在线圈内将感应出脉动电信号。

2 系统硬件电路设计文章是基于单片机STC89C51的液体涡轮流量计的系统设计，通过涡轮传感器检测流量信号，通过电路转换和信号放大电路，再通过AD转换送入单片机的P1口，通过单片机的P0口显示，由单片机的P2口中的几位控制LCD1602的读写、使能时序，通过定时器中断给AD0809提供工作的脉冲时钟信号，通过P2口的几个位控制ADC0809的开始信号、使能信号。

将传感器与管道相连接对流量进行测量，传感器输出的电流信号为4-20mA，通过作者的设计将其转换为0-5V的直流电压，由AD0809转换为数字信号，通过程序控制转换为流量在LCD1602上显示1.5-15m3/h。

该系统的硬件电路包括电源电路为传感器提供电源信号，流量传感器采集液体流量信号输出电流信号转换为电压信号，通过A/D转换由单片机控制，由LCD 液晶显示实时液体流量。

2.1 电源电路模块设计涡轮流量传感器需要外接24V的电源作为工作电压，本设计通过将220V的交流电压转换为24V的直流电压，该部分包括变压器的降压，整流桥的整流，电容滤波，通过7824输出24V直流电压，如图1所示。

基于单片机的水厂投药流量控制系统

（ｉｇｉｇｈｎＩｓｔｔｏｃｎｌｙＰｎｄｎｓａ６０４ＣｉａＰｎｄｓａｔｅｆｈｏｏ，ｉｇｉｇｈｎ４７４，ｈｎ）ｎｎｉＴｅｕｇ
Ａｂｔｃ：ｅｔｅＡＴ８Ｃ５ａｒｎａｃｎｒｌｏｗａｅｃｏｙｃｅｎａｕｔｏｌｐｃｎｒｌｔｓｈｉｎｆｓｔｎｍｏｎｉｈｒｅｓｒｔＵｓｈａ９ｃｒｙｏｏｔｔｒｆｔｒｌａｍｏｎｆｕｅ，ｏｔｏｏｕｅｔｅＩａｉｔｉｍｅｔｄｓａｇ１ｏｔａｉｌｅａｏｃ
２总系统的构成
本系统主要有液体药剂池、量传感器、动阀门、门电流电阀机、Ｃ一１片机控制系统以及液体管线和控制线、视线等组ＭＳ５单监成。系统硬件示意图如下：
关键词：量传感器；量控制；流流累计流量、
中图分类号：Ｐ７Ｔ２３
文献标识码：Ａ
文章编号：０９３４（０７１ — １６一２１０ — ０４２０）１２４５Ｏ
Ｇ０ＮＧａｈａＹ－ｃｏ．ＣＨＥＮＧａＸｉｎ
在系统硬件电路设计中，多采用标准化、块化的典型电大模路。如８５芯片的外存储器的扩展、时钟电路和复位电路等设０１计。为了实现对电机的控制，过对８３的Ｐ．～１通０ｌ１Ｐ．的设定Ｏ２口
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基于单片机的IC卡智能水表控制系统设计[附程序+图]

2.
方案一：脉冲发讯集中抄收式智能水表系统
工作原理：由表具不断发出脉冲信号，经采集器对脉冲信号进行采集、累加、存储和数据上传。
优点：发讯式集抄系统目前在国内已普遍采推广应用方便,价格较低，只要生产厂商、系统集商严格把好每一环节的质量关，且发讯不随时间产生疲劳损伤，此系统不失为一种可供选择的、适于一定历史时期的过渡产品。
缺点：前期经济投入太多，需要大量的专业网络维护人员，维护工作量大。设计过于复杂，太难，且不容易实现[4]。
方案三：基于89C2051单片机的IC卡智能水表系统
工作原理：以接触IC卡或非接触射频卡作为媒介，将各种信息输入表中控制系统来自动开关阀门(供水或停水)，由用户到自来水公司网点先预购买水量，再将用水量通过IC卡输入表中控制系统，等水量用尽即自动关阀并中断水的供给，报警器在设定水量用完之前会自动报警以提醒用户购水，到达“先买水、后用水”的目的。
Keywords：single-chip computer；wiegand sensor；ICcard；intelligent watermeter
基于单片机的IC卡智能水表控制系统设计
1 绪论
1.1课题的背景及意义
环境与发展，是当今国际社会普遍关注的重大问题，保护环境是全人类的共同任务。水资源作为生态环境中的重要资源，是人类生活的生产中不可取代的资源，对一个国家的生存和发展也是极为重要的。水资源是一切生命的源泉，是人类不可缺少的物质条件，没有水人类就不能生存，没有水人类赖以自下而上的物质生产就不能发展。
缺点：(1) 初始化及维护工作量大；(2)磁铁强磁场干扰；(3)电能消耗。
方案二：基于CAN总线的智能水表自动抄收系统
工作原理：自动抄收系统主要由小区管理中心电脑(主控机)、水表数据采集器、采集服务器、中继站等几个部分组成，是一种智能化多用户能耗集中自动抄收系统。其原理是将原能耗计量表的流量转换为脉冲信号，经信号传输线至系统总线，由接口电路通过有线传输或主机直接抄读，最后经微机管理，实现耗能数据的自动处理。

基于51单片机的家用水流量计设计毕业设计

基于51单片机的家用水流量计设计毕业设计摘要：本设计以实际家庭生活为背景，使用51单片机为主控芯片，设计了一种家用水流量计，可以实时监测和显示家庭用水量，并通过液晶显示屏显示当前用水量和累计用水量，方便家庭管理和用水计量。

该设计采用水流传感器检测水流，通过51单片机进行信号处理和计算，实现流量的准确测量。

设计还包括电源管理模块和通信接口，可接入家庭智能系统进行数据传输和远程监控。

通过实验验证，该设计具有较好的性能和稳定性，可以满足家庭生活中对水流量计的需求。

关键词：51单片机；水流量计；流量检测；液晶显示屏；家庭用水管理一、引言水资源是人类社会发展中不可或缺的重要资源，合理使用和管理水资源对节约水资源、保护环境等具有重要意义。

在家庭生活中，人们对用水量的控制和管理也变得越来越重要。

因此，设计一种家用水流量计，实时监测和显示家庭用水量，对于家庭用水管理具有重要意义。

二、设计原理1.水流传感器水流传感器是本设计中的重要组成部分，用于检测水流并将其转换成电信号。

常用的水流传感器有涡轮流量传感器和电磁流量传感器等。

在本设计中，选用涡轮流量传感器，其原理是通过涡轮旋转的速度来确定流量大小。

2.传感器信号处理与计算传感器输出的电信号经过滤波和放大等处理后，通过51单片机的AD 转换模块进行模数转换，得到相应的流量数值。

根据传感器的特性和流量的计算公式，可以进一步将流速转化为流量，并进行相应的数据处理。

3.信息显示模块为了方便用户了解当前用水量和累计用水量，设计了液晶显示屏。

通过51单片机的IO口和液晶显示屏进行通信，将实时的用水量和累计用水量显示在液晶显示屏上，使用户可以方便地获取信息。

三、系统设计1.硬件设计本设计的硬件主要包括水流量传感器模块、51单片机主控芯片、液晶显示屏、电源模块和通信接口。

水流量传感器模块用于检测水流，51单片机主控芯片用于信号处理和计算，液晶显示屏用于显示实时用水量和累计用水量，电源模块用于供电，通信接口用于连接家庭智能系统。

基于C8051F单片机的流量计设计

芯片内集成了构成一个单片机数据采集或控制系统
感器，温度传感器）传递部件、、微控制器及其显示和
输出部分组成．由于采用了压力工作温度补偿，大大提高了测量精度．
所需要的几乎所有模拟和数字外设及其它功能部件，设或功能部件包括ＡＤＣ、编程增益放大器、外可ＤＡＣ、电压比较器、电压基准、温度传感器、ＭＢｓＳｕ／ＩＣ、２ＵＡＲＳＩ定时器、编程计数器，时器阵Ｔ、Ｐ、可定
Ｋｅｒｓｙｗｏｄ：Ｃ８５ＦＭＣＵ；ｆｏｍｅｅ；ｓｒａｏ０１ｌｗｔｒｅｉｌＣｍｍｕｉａｉｎ；ＬｎｃｔｏＣＤｉｐａｄｓｌｙ
流量计广泛应用于工业生产和人民生活当中．
期，理能力大大提高。采用相同振荡器频率的情处在
ＡｂｔａｔＡｌｗｔｒｗａｅｉｎｄｂｓｄｏ０１ＣＵ．Ｔｈｏｏｉｇｏａｄｒｎｓｒｃ：ｆｏｍｅｅｓｄｓｇｅａｅｎＣ８５ＦＭｅｃｍｐｓｎｆｈｒｗａｅａｄ
ｔｅｄｓｇｆｓｆｗａｅａｅａｓｎｒｄｃｄＡｎｈｅｓｒｍｅｔａｄｃｎｒｌｃｒｓｓｔｅｈｅｉｎｏｏｔｒｒｌｏｉｔｏｕｅ，ｄｔｅｍａｕｅｎｎｏｔｏｏｅｕｅｈ
列（Ｃ）内部振荡器、门狗定时器及电源监视ＰＡ、看

基于MSP430单片机的数字流量计的设计

基于MSP430单片机的数字涡街流量计的设计摘要涡街流量计因其介质适应性强，无可动部件，结构简单、使用寿命长等诸多优点，在许多行业得到了广泛的应用。

但涡街流量计还存在一些问题，特别是在低流速、小流量的情况下，涡街流量计受到多种干扰噪声的影响，其涡街信号的信噪比很低，难以实现精确测量。

本课题基于MSP430单片机单核结构对数字涡街流量计进一步研究，在保证测量精度与实时性地基础上降低了系统整体功耗。

本次设计中数字涡街流量计采用MSP430单片机为控制器的硬件结构，在低流速小流量的情况下，由单片机来计算涡街信号频率，由MSP430单片机对涡街信号前置放大电路输出的方波进行计频，同时具有常规模拟涡街流量计在高信噪比的情况下测量准确、实时性好的优点。

本次设计基于前人的成果，选取成熟的已经市场化的涡街流量传感器作为信号采集装置，以MSP430单片机作为核心处理器，可以实现自动采集瞬时流量信息，自动处理流量积累值等功能。

其主要优点在于应用超低功耗的msp430单片机可以长时间的持续工作，这对于需要持续采集流量信息的行业至关重要，而选取涡街测量又能准确并无接触的测量大直径大流量大密度的流体流量，更提高了本设计的实用性。

关键词：MSP430 涡街流量计低功耗实时检测Design of Digital Vortex Flowmeter Based on MSP430 MicrocontrollerABSTRACTBecause of its advantages such as strong adaptability to medium, lacking of moving parts, simple of structure and long service life,V ortex Flowmeter is widely used in a lot of industries. But V ortex Flowmeter still has some problems, especially when it comes to some low flow rate and small quantity of flow situation. V ortex Flowmeter is disturbed by many kinds of noise, so the SNR of the signal is very low, thus makes it difficult to realize accurate measurement.This design is based on MSP430 Microcontroller and has further study about Digital V ortex Flowmeter, it reduces the overall power consumption of the system on the basis of guaranteeing its accuracy and real-time monitoring. In this design MSP430 Microcontroller is used as the hard ware of the controller of Digital V ortex Flowmeter. When it comes to the situation with low flow rate and small quantity of flow, microcontroller calculates the frequency of vortex signal, MSP430 Microcontroller calculates the frequency of the signal produced by vortex signal preamplifier circuit. It also has the advantage of accurate measurement and real-time performance of conventional simulating vortex flowmeter in high SNR condition.This design is based on former achievements and selects mature marketized vortex transducer as signal collect device. It use MSP430 Microcontroller as central processor and can collect instant flow quantity automatically and calculate the quantities together. Its main advantage lies in its application of ultra low power consumption can achieve long time continued work, which is sequential to the industries that need to collect flow quantity information continuously. V ortex street survey can survey large diameter, large flow quantity and large density liquid untouched, which makes the practicability of this design better.Key words: MSP430 Microcontroller; V ortex Flowmeter; low power consumption; real-time detection目录1.前言 (1)1.1涡街流量计的发展历程 (1)1.2涡街流量计的优点及局限性 (2)1.3MSP430单片机简介及发展历程 (2)1.4立题的目的及意义 (3)1.5设计主要内容 (4)1.5.1 设计内容 (4)1.5.2 技术要求 (4)1.5.3 设计方法 (4)2.设计总体方案分析 (5)2.1方案综述 (5)2.2总系统框图 (5)3.硬件部分 (7)3.1CPU及时钟复位单元 (7)3.1.1 MSP430单片机特点 (7)3.1.2 单片机选型 (8)3.1.3 MSP430F149单片机特点 (10)3.1.4 硬件电路介绍 (10)3.212864LCD液晶显示单元 (11)3.2.1 12864LCD概述 (11)3.2.2 12864液晶屏基本特性 (12)3.2.3 12864LCD模块接口说明 (12)3.2.4 控制器接口信号说明 (13)3.2.5 模块主要硬件构成说明 (14)3.2.6 应用说明 (15)3.3涡街流量传感器模块 (16)3.3.1涡街流量传感器简介 (16)3.3.2 涡街流量传感器工作原理 (16)3.3.3涡街流量计结构 (17)3.3.4 涡街流量计优点 (18)3.3.5 技术参数 (19)3.3.6涡街流量计选型 (19)3.3.7 流量传感器的安装要求与注意事项 (20)3.3.8 流量传感器模块硬件电路 (20)3.4独立按键模块 (21)3.5电源模块 (21)3.5.1 硬件电路介绍 (21)3.5.2 ASM1117-3.3芯片介绍 (21)4.软件部分 (23)4.1主程序及流量传感器模块 (23)4.1.1主程序及流量输入换算流程图 (23)4.1.2主程序及流量输入换算程序 (24)4.2独立按键模块 (26)4.2.1 独立按键部分程图 (26)4.2.2 独立按键部分程序 (27)4.312864液晶显示模块 (28)4.3.1 12864中断显示流程图 (28)4.3.2 12864中断显示程序 (29)5.结论 (30)6.致谢 (31)参考文献 (32)附录A 所有程序 (33)附录B 所有图集 (50)1 前言1.1 涡街流量计的发展历程涡街流量计属于流体振动式流量计，在特定的流动条件下，一部分的流体动能转化为流体振动，其振动的频率与流速(流量)有确定的比例关系，依据这种原理工作的流量计称之为流体振动流量计。

基于MSP430单片机的流量显示表硬件CPU设计

基于MSP430单片机的流量显示表硬件CPU设计作者：郑艳楠等来源：《价值工程》2014年第05期摘要：随着计算机的发展，工业自动化水平的提高，在工程中流量显示表已得到了广泛的使用。

显示仪表精确度的高低，直接影响着企业的经济效益。

在我国现有经济水平下，使用单片机开发的流量显示表，在工程中是非常适用的。

该表是用MSP430F135为主芯片，并辅以其他的外围模块构成的具有串行通讯功能，满足流量检测显示的嵌入式最小系统。

关键词：流量显示；单片机；MSP430系列中图分类号：TP368 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2014）05-0058-031 流量显示表的系统概述流量显示表是由嵌入式微处理器、外围硬件设备、嵌入式操作系统和用户应用程序组成的，用于实现对流量的检测、显示等功能。

目前在工程上得到广泛应用，尤其在油田、水利等领域。

流量显示表主要包括硬件和软件设计两部分，硬件完成的功能主要是把传感器送入的信号经过一系列的变换在显示端口显示数据；软件完成的功能是控制各个模块的功能实现，整个系统具有外围结构简单的特点。

传感器模块与单片机的通道A/D进行连接，这样可以简化模拟采集设计，从而减小设计的复杂性，以此来增加系统的可靠性。

而键盘输入模块是实现人机对话的主要功能。

电源及复位模块的主要功能是提供可靠的电源，系统也需要有复位功能，这样系统能够提供复位信号。

我们设计的主要目标就是将振动器和系统时钟发生器主要以廉价和低功率的设计为主。

而且当廉价系统和外接器件缩减到一个普通的晶振的时候，就需要达到低频晶体和含有倍频器的振荡器来满足时钟系统速度与低功效这两个要求。

2 嵌入式仪表系统硬件设计2.1 硬件设计概述流量显示表的硬件设计主要包括CPU的设计及外围模块的设计，由于CPU芯片内资源丰富，所以需要的外围模块很少，只有键盘模块，输入模块，通讯模块，显示模块等外围模块。

流量显示表的功能主要是将流量传感器送入的数据，通过主CPU经过数据处理后送到显示的过程。

基于C8051F410单片机的流量仪设计与应用

ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００１－８９７２．２０１３。０５．０２６
基于Ｃ８０５１Ｆ４１０单片机的流量仪设计与应用
赵祖龙赖万昌成都理工大学，成都６１００５９
图１系统总体结构图
Ｆｉｇ．１Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｄｉａｇｒａｍｏｆｔｈｅｐｏｗｅｒｃｏｎｔｒｏｕｎｉｔｔｅｓｔｓｙｓｔｅｍ
图３ＦＭ１２８６４Ｍ一１２Ｌ串行接口电路原理图
Ｆｉｇ．３ＦＭ１２８６４Ｍ－１２Ｌｓｅｒｉａｉｌｎｔｅｒｆａｃｅｃｉｒｃｕｉｔｓｃｈｅｍａｔｉｃｄｉａｇｒａｍ
ｍｉｃｒｏｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒｃｈｉｐｗｉｔｈｉｎｔｈｅＡ／０ａｎｄＤ／
Ａｃｏｎｖｅｒｔｅｒｔｏｃａｐｔｕｒｅａｎｄｏｕｔｐｕｔｓｉｇｎａｌｓ，
ＳＯａｓｔｏａｃｈｉｅｖｅｔｈｅｐｕｒｐｏｓｅｏｆｃｏｎｔｒｏｌｌｉｎｇｔｈｅｍａｓｓｆｌｏｗｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ．Ｔｈｅｆｌｏｗｍｅｔｅｒｈａｓａｓｉｍｐｌｅ
和流量控制器控制电路构成；软件部分由液晶显示、Ａ／Ｄ反馈信号的采集￣ＵＤ／Ａ输出组成。系统框图如图ｌ所示。

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_____ 过程控制系统______ 课程设计
设计题目：基于单片机的流量控制系统设计学生姓
名：
专业：测控技术与仪器
班级学号：
指导教师设
2010.6.28-2008.7.11 计时间：
《过程控制系统》课程设计任务书
专业测控技术与仪器班级姓名
设计题目：基于单片机的流量控制系统设计
一、设计实验条件
过程控制系统实验室实验系统
二、设计任务
1、设计电磁流量计为流量传感器，单片机为核心流量控制系统。

系统主要由水泵、水泵
电机、流量传感器、电动阀门、阀门电机、单片机控制系统等组成。

2、写出流量控制过程，绘制控制系统组成框图
3、利用单片机对流量进行控制
（1）系统硬件电路设计
单片机采用89S52;设计键盘及显示电路，电机控制电路（可控硅，光电耦合器）
（2）编制流量控制程序
三、设计说明书的内容
1、设计题目与设计任务（设计任务书）
2、前言（绪论）（设计的目的、意义等）
3、主体设计部分
4、参考文献
5、结束语
四、设计时间与设计时间安排
1、设计时间：2周
2、设计时间安排：
熟悉实验设备、实验、收集资料：4天
设计计算、绘制技术图纸：4天
编写课程设计说明书：5天
答辩：1天。