基于单片机的智能流量计设计
基于STC15单片机的智能流量计
1.2
本次课程设计中以智能仪表为背景，将研究设计并制作一台智能流量计，主要研究内容是对流量进行检测，主要由流量传感器采集流量信息，然后经过LM331芯片将采集的信息转换为频率信号，再由单片机内部AD转换器将频率信号转换为电压信号传给单片机，单片机在软件系统的控制下，通过算法将电压信号变成实际流量值,并通过OLED屏显示出来。其中，硬件电路的搭接是本设计的重点，控制系统软件的设计是本课题的核心。硬件电路部分，采用STC15单片机，CH40、LM331、LM358等构成单片机控制系统的主体部分。通过脉冲流量传感器，温度传感器进行输入，测量瞬时流量和累计流量。一些其他的功能，如设置参数，OLED显示，定时休屏等功能。系统软件设计部分，分别对AD转换控制，OLED显示，按键设置，休屏键等程序进行了设计，并且设计了主程序和流量控制计算程序。
2.
2
为了适应现代对仪表功能的需求，可以智能化的检测水流量，并且实时在屏幕上动态显示数据的目的，因此我们设计利用了STC15单片机来完成。
这个系统可以实现瞬时流量的检测，还有累计流量，温度的检测。当单片机接受到水流量发出的信号，STC15单片机就会下达指令。水流量的情况传输到传感器中，通过STC15单片机进行处理扫描到的水流量脉冲数，然后在OLED上显示出水流量的数据。本方案利用Keil c软件使用C语言进行程序设计，Altium Designer软件实现电路和PCB的设计。
它与C51相比，STC15F2K61S2其优点是，省去晶振、复位电路，内部以高可靠，高精度集成了，这个非常实用，做板的时候能很简洁，也省了很多事情，再也不用为了更换晶振什么的发愁。对于此次课题设计来使用，它的外设比较丰富，在线仿真ADC/DAC/PWM/E2PROM等基本满足智能流量计功能的需求。
基于单片机的流量计设计
第一章绪论1．1 本课题的来源及研究对象石油化工是我国国民经济的支柱产业之一，其所实现的利润约占全国国有及国有控股企业总利润的1/4左右。
油井产量的计量是油田生产管理中的一项重要工作，对油井产量进行准确、及时的计量，对掌握油藏状况，制定生产方案，具有重要的指导意义。
目前国内各油田采用的油井产量计量方法主要有玻璃管量油孔板测气、翻斗量油孔板测气、两相分离密度法和三相分离计量方法等。
随着技术的进步，油田越来越需要功能强、自动化程度高的油井计量设备以提高劳动生产率和油田的管理水平。
除此以外, 为了使高粘度的石油得到开采，就得在开采过程中直接加入降粘剂，如果加少了，石油抽不上来，加多了又造成经济浪费，由此引出了这个恒流量的控制系统。
综上所述，无论是在石油的开采过程中注入降粘剂，还是在石油的计量及运输过程中，对于流量都要求一定的精确计量和控制。
因此，本课题就是针对这一具体实际要求，通过对当前一些相关领域的分析和研究，设计出了一种基于AT89C51单片机的控制系统。
本系统的研究对象就是液体如石油、水等的流量，通过对流量的检测，完成对流量的控制。
流量有瞬时流量和累积流量两种单位。
瞬时流量指单位时间内通过管道横截面的流体的数量；累积流量指一段时间内的总流量。
瞬时流量可以用体积流量、质量流量和重量流量三种方法来表示，而前两种表示方法最为常用。
除了上述瞬时流量之外，生产过程中有时还需要测量某段时间之内流体通过的累积总量，称为累积流量，也常被称为总流量。
质量总量以M表示，体积流量以Qv表示。
流量是重要的过程参数之一。
流量是衡量设备的效率和经济性的重要指标；流量是生产操作和控制的依据，流量的测量与控制是实现工业生产过程自动化的一项重要任务。
1．2 研究目的、意义及研究内容（1）研究内容：本课题的主要研究内容是对流量进行检测，主要由流量传感器采集流量信息，然后经过AD转换器将连续的模拟信号离散化后传给单片机，单片机在软件系统的控制下，根据预先的设置和预期的控制要求,通过步进电机来精确控制阀门的开度,实现对流量的精确控制。
基于单片机的智能流量计设计
基于单片机的智能流量计设计毕业设计说明书基于单片机的智能流量计设计原创性声明本人郑重声明：所呈交的毕业设计说明书/毕业论文，是本人在指导教师的指导下，独立进行研究所取得的成果。
除文中已经注明引用的内容外，本文不包含其他个人或集体已经发表或撰写过的科研成果。
对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。
本声明的法律责任由本人承担。
作者签名：日期：使用授权声明本人完全了解中北大学信息商务学院有关保管、使用毕业设计说明书/毕业论文的规定，其中包括：①学院有权保管、并向有关部门送交毕业设计说明书/毕业论文的原件与复印件；②学院可以采用影印、缩印或其它复制手段复制并保存毕业设计说明书/毕业论文；③学院可允许毕业设计说明书/毕业论文被查阅或借阅；④学院可以学术交流为目的，复制赠送和交换毕业设计说明书/毕业论文；⑤学院可以公布毕业设计说明书/毕业论文的全部或部分内容。
作者签名: 日期:导师签名: 日期:基于单片机的智能流量计设计摘要:的安全稳定性，减少成本，利益最大化，所以要求对流量计的应用十分广泛，在当今农业、水坝工程、生物研究、管道输送、航空领域、军区设备等都有涉及。
流量与温度、压力和物价四个数据属于过程控制中必不可少的参数。
我们经过许多参数对这一过程进行了监视和操控。
为了保证生产过程流体参数的精准测量显得十分重要。
本次设计采用AT89C51 单片机为基础，设计了水流量的测量计,用水流量计传感器和数字温度传感器DS18B20 来及时收集水流量状态和水温的参数，然后由单片机AT89C51 的程序指令计算后，得出水费，用液晶屏LM016L 分三个数据显示实时温度、水价和水流总量三种状态动态显示。
此外，该设计设置了上限和下限报警，操作的时候更直观，简单易懂。
关键词：单片机；DS18B20；AT89C51；温度传感器；水流量传感器；流量检测The Design of Flow Detection System Based on MCUAbstract: Flow-meter has been widely used on modern agriculture and water conservancy of flow construction, biological engineering, pipes, aerospace, military field.Flow and temperature, pressure and thing location are together collectively referred to the four big parameters of the process control.Through these parameters ,the production process are monitoring and controlled.The accurate measurement and adjustment for fluid flow are is to guarantee the safe and economic operation, improve product quality and reduce the material consumption, to improve the economic benefit, and the scientific management foundation in the production process. This abstract household Water-Flow Detection Circuit Design Based on AT89C51 MCU.flow module is subject to water flow sensor and digital temperature sensor DS18B20 real-time acquisition state water flow and water temperature data and program instructions according to master AT89C51 calculated after the price of water, with LCD LM016L points the current temperature, water flow volume and dynamic display of three states. In addition, the project design of the upper and lower alarm, so view is more intuitive, easier to use. Keyword: microprocessor;DS18B20;AT89C51;Temperature sensor;Water flow sensor;Flow Detecting目录摘要 (I)Abstract ............................................................... II 目录................................................................ III 1 绪论 (1)1.1 选题的意义与背景 (1)1.2 国内外研究现状及发展趋势 (1)1.3 总体设计 (2)2 系统硬件电路的设计 (4)2.1 AT89C51单片机的特性介绍 (4)2.2 时钟电路 (7)2.3 复位电路 (8)2.4液晶显示电路 (9)2.4.1液晶显示简介 (9)2.5温度测量电路 (11)2.6水流量测量电路 (13)2.7按键控制电路 (14)3 软件系统的设计 (15)3.1 软件设计总流程 (15)3.2 温度程序模块 (16)3.3水流量程序模块 (18)3.3.1水流量的读取程序 (18)3.3.2水流量数据的处理程序 (19)3.4显示程序 (20)3.4.1显示程序的处理流程 (20)4 系统的仿真与调试 (21)4.1 keil uvision4软件 (21)4.2 proteus电路仿真 (22)4.2.1 proteus软件介绍 (22)4.2.2 使用proteus仿真的步骤 (22)5 仿真结果 (24)6 总结与展望 (26)参考文献................................................. 错误!未定义书签。
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
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 、 ＭＢ ｓ Ｓ ｕ／ ＩＣ、 ２ ＵＡＲ Ｓ Ｉ 定时 器 、 编 程 计 数 器 ， 时 器 阵 Ｔ、 Ｐ 、 可 定
Ｋｅ ｒ ｓ ｙ ｗｏ ｄ ：Ｃ８ ５ Ｆ Ｍ ＣＵ ；ｆｏ ｍｅ ｅ ；ｓ ｒａ ｏ ０ １ ｌ ｗ ｔ ｒ ｅ ｉｌＣ ｍｍｕ ｉ ａ ｉ ｎ；Ｌ ｎｃ ｔ ｏ ＣＤ ｉｐ ａ ｄｓ ｌｙ
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
Ａｂ ｔａ ｔ Ａ ｌ ｗ ｔ ｒ ｗａ ｅ ｉ ｎ ｄ ｂ ｓ ｄ ｏ ０ １ ＣＵ． Ｔｈ ｏ ｏ ｉ ｇ ｏ ａ ｄ ｒ ｎ ｓｒ ｃ ： ｆｏ ｍｅ ｅ ｓ ｄ ｓｇ ｅ ａ ｅ ｎ Ｃ８ ５ Ｆ Ｍ ｅ ｃ ｍｐ ｓ ｎ ｆ ｈ ｒ ｗａ ｅ ａ ｄ
ｔ ｅｄ ｓｇ ｆ ｓ ｆｗａ ｅ ａ ｅ ａｓ ｎ ｒ ｄ ｃ ｄ Ａｎ ｈ ｅ ｓ ｒ ｍｅ ｔ ａ ｄ ｃ ｎ ｒ ｌｃ ｒ ｓ ｓ ｔ ｅ ｈ ｅ ｉｎ ｏ ｏ ｔ ｒ ｒ ｌｏ ｉ ｔｏ ｕ ｅ ， ｄ ｔ ｅ ｍ ａ ｕ ｅ ｎ ｎ ｏ ｔｏ ｏ ｅ ｕ ｅ ｈ
列 （ Ｃ ） 内部 振 荡 器 、 门狗 定 时 器 及 电源 监 视 ＰＡ 、 看
基于msp430单片机流量计的设计
基于msp430单片机流量计的设计第一章绪论1、课题研究意义中国的水工业行业是一个新兴行业。
基于该行业的发展现状和我国水资源现状，相关市场对各类水工业行业相关设备的需求将是巨大的。
而作为重要的检测设备之一，流量计在供水和排水，尤其是废水处理领域的作用更是不容小觑。
实现21世纪现代化城市的宏伟蓝图，必须高度重视和合理保护水资源及计划用水、节约用水，这对于我国的社会经济可持续发展具有重大的现实意义和深远的影响。
节约用水的根本目的是提高城市的合理用水水平，减少新水的取用和不必要的排放。
提高人民群众生活用水的质量，切实保护我们赖以生存的水资源环境，首先是宏观节约水资源，保证国民经济建设，增强人们科学用水、计划用水、节约用水的自觉性。
在全社会真正形成一个水资源可持续利用的良好环境，造福人类，造福子孙后代。
随着我国对水工业行业的重视程度提高以及各类相关法律法规的颁布，各类相关工程项目相继启动，流量计市场的潜量是巨大的。
液体流量计产品的生产和研发的技术水平较高。
上世纪50年代末期，流量计开始应用于我国工业生产，在70和80年代期间，发展迅速。
2、流量计发展趋势及市场前景2008年全球流量计的市场规模达到28.3亿美元，较2007年增长约3.9%。
据预测，到2013年，全球流量计市场规模将达到34.8亿美元。
2008~2013年的年均复合增长率会达到4.2%。
面临激烈的竞争环境，以及为了应对全球节能减排的诉求，各个行业用户更加关注生产工厂的运行效率，尽可能降低能耗，以提高竞争力。
因此，大量的投第三章 硬件设计1、流量测量电路当一块通有电流的金属或半导体薄片垂直放在磁场中时，薄片的两端就会产生电位差，这种现象成为霍尔效应。
两端具有的电位差称为霍尔电势U，表达式为：U=K×I×B/d，其中K为霍尔系数，I为薄片中通过的电流，B为外加磁场的磁感应强度，d是薄片厚度。
霍尔开关在霍尔原理的基础上，利用集成封装和组装工艺制作而成。
基于AT89C2051单片机的智能涡轮流量计的设计
基于AT89C2051单片机的智能涡轮流量计的设计谢 川,张纯伟,刘志峰(北京工业大学机械工程与应用电子技术学院,北京 100022) 摘要:给出了以AT89C2051为核心,利用单片机的运算和控制功能,并采用串口液晶显示模块实时显示所测流速和流量的涡轮流量计设计方案。
同时,该方案还提供了可以更改流量计参数的功能,根据不同的油料采取不同的参数适应相应的变化,使油速和油量的测量的精确性得到了很大的提高。
该方案由于使用了串口液晶显示模块和E2PROM,因而可在节约系统资源的基础上保证测量精度和系统实时性。
关键词:涡轮流量计;单片机;串行液晶显示中图分类号:TP216 文献标识码:B 文章编号:1002-1841(2007)10-0007-03Design of I ntelligent Turbine Flowmeter B ased on Processor AT89C2051XIE Chuan,ZH ANG Chun2wei,LI U Zhi2feng(College of Mech anical E ngineering and Applied E lectronics T echnology,B eijing U niversity of T echnology,Peking100022,China)Abstract:A turbine flowmeter based on process or AT89C2051is designed.By making full use of single chip’s abilityto calculateand control,the v olume and speed of oil can be displayed instantly on liquid crystal display with serial data trans fer.At the same time, the parameter of the turbine flowmeter can be changed s o that the precision of the oil measurement can be prom oted.It can economize sys2 tem res ources and meet the needs of high accuracy and short measuring time.K ey w ords:turbine flowmeter;microcontroller;serial liquid crystal display1 系统概述1.1 系统组成涡轮流量计由涡轮传感器、信号处理电路、AT89C2051单片机、串口液晶显示电路、串口数据存储电路和系统软件组成。
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。
基于单片机的双转子智能流量计设计(优秀)
（2014----2015学年）
学院名称：电气与新能源学院
课题名称
基于单片机的双转子智能流量计设计
学生姓名
王锐英
专业
自动化
学号
2011110132
指导教师
黄悦华，施保华
任务书下达时间
2014年11月日
课题概述：
CTGU型电子流量计是我们自主研制开发的超低功耗仪表，是一款具有非线性精度补偿功能的智能流量显示器。表头采用先进的超低功耗单片微机技术，仪表系数可由按键在线设置，并可显示在液晶屏上，整机功能强，功耗低，性能优越。表头采用MSP430芯片，液晶显示，超低功耗。高精度D / A转换芯片，保证4-20mA电流稳定输出。具有485通讯输出功能，标准Modbus/RTU协议。
（包括外文翻译、开题报告、设计或论文正文的数量和质量等要求等）
质量要求：
除全部阅读指定的参考文献资料外，阅读较多的自选资料，深入理解课题任务要求，提出具体实施方案，设计合理，试验数据正确可靠。论文要求结构严谨，逻辑性强，语言准确，文字流畅。按规范化要求按时完成任务书规定的工作任务。
数量要求：
1、开题报告：页≥2500字
2、说明书：页≥15000字
3、图纸：页张
4、译文：页≥3000汉字
5、小论文：页≤3000字
6、其它：按要求提供小论文及论文全文电子文档
中期报告应达到的目标及其它要求：
（如设计型课题的原始资料及主要参数要求或论文型课题的论点、论据、逻辑性要求等）
通过查阅相关参考文献资料，深入理解课题任务要求，提出具体实施方案。中期报告要求完成硬件选型与设计，给出总体方案。
进度及要求
起止日期
要求完成的内容及质量
基于51单片机的家用水流量计设计毕业设计
目录绪论 (4)一、系统方案 (4)1、方案论证与选择 (4)1.1 电源模块的论证与选择 (4)1.2 水流量传感器模块论证与选择 (4)1.3 温度传感器模块论证与选择 (4)1.4 最小系统模块论证与选择 (5)1.5 显示模块论证与选择 (5)1.6 按键模块论证与选择 (5)1.7 报警部分论证与选择 (5)2 系统设计 (6)3 结构方框图 (6)4 理论分析与计算 (6)二、系统硬件电路设计 (8)1. 单片机最小系统 (9)2. 液晶显示电路 (9)3. 传感器检测电路 (16)3.1 温度传感器模块 (16)3.2 水流量传感器模块电路 (16)4 按键控制模块 (17)5 报警指示模块 (17)三、单片机程序设计 (18)1.模块软件流程图 (18)1.1主程序流程图 (18)1.2水流量传感器控制程序 (21)1.3温度传感器 (22)1.4 LCD液晶显示程序 (24)2.模式软件流程图 (25)2.1 模式一流程图 (25)2.2 模式二流程图 (26)2.3 模块控制流程图 (27)四、电路调试和方法 (28)1 .仪器表和实验材料 (28)2 .检测方法 (29)3.调试结果，问题分析和解决问题方法 (30)3.1硬件系统调试 (30)3.2 软件系统调试 (31)五、实现功能 (19)六、设计总结 (19)致谢 (35)参考文献 (35)基于 51 单片机的家用水流量计设计【摘要】：本设计作为一个家居的智能电子设备，以STC89C52RC 单片机为核心器件，主要研究基于单片机的智能控制和传感器的数据采集与相应的闭环控制系统的构建，电路元件少，制作方便。
单片机通过温度传感器和水流量传感器采集出相应的温度和水流量并在液晶屏幕上显示相应的数字，可以读出使用的水流量和水温，并查看出相应的价格，是一个数字化的智能水流量计。
【关键词】：STC89C52RC单片机；温度传感器；水流量传感器；LCD1602 【Abstract】 As a household intelligent electronic device, this design uses single chip microcomputer STC89C52 as core component, making a primary research on that single chip microcomputer, which is a digital intelligent water meter, can gather relevant temperature and water flow and display corresponding figure on LCD screen and thus we can read water flow and temperature used, check out relevant price based on temperature sensor and water flow sensor and its advantages of intelligent controls of single chip microcomputer, data acquisition of sensor and the construction of closed loop control system. And it possesses few circuit components and convenient making.【Key Words】 STC89C52 ，temperature sensor， water flow sensor绪论当今由于中国经济的腾飞，落后的科技已经不能适应时代的发展，只有不断进步的科技才能推动社会的发展，智能化的家居生活让人们感到身心的放松，本设计是以单片机STC89C52为主控芯片，用来监控不同的家电，智能水表除了可对用水量进行记录和电子显示外，还可以进行自动完成水价的计算，本设计还有一个重大的作用就是可以节约用水，水是生命之源，由于我国的人口众多，所以人均水量非常的贫乏，所以国家提倡节约用水，这款水流量计的设计非常符合中国的国情。
一种单片机实现智能流量计的设计
一种单片机实现智能流量计的设计工作。
这样给用户带来很多麻烦。
通过技术不断的发展不断的改进终于研究出MSP430智能流量仪。
MSP430智能流量仪借口都随便借（拥有多选择的借口），之前的流量仪在给电池供电和传输数据的时候都需要借助电缆来维持，但使用MSP430智能流量仪就不再需要这么麻烦了，MSP430智能流量仪已经为用户直接连上了。
当我们在比较恶略的环境中也不怕携带不方便，应为仪表还可以链接到外部电源上的。
如果用户还想使其更加智能化更多功能，还可以跟其他设备结合来提升。
一、硬件设计（一）硬件设计概述要使得系统的硬件发挥出良好的功能效果，考虑的范围包括规模、速度、控制、复杂性、精确度、使用指标等。
在设计过程中要避免各方面对系统的干扰，在零件、布局、组装等方面都应注意。
从它的系统规模和它的可靠性的角度来看，这个智能流量仪的系统主要是单片机系统。
系统硬件组成主要有：压力传感器、压差传感器、绝对压力传感器、16位单片机MSP430F149、RS232串口通信、电源、LED显示器、键盘输入电路等。
要让链接的线路标准化，那么设计电路的时候主要以典型的线路为主。
线路标准化话的同时一定要保证各部分的性能兼容。
但要使得仪表能长期正常工作就要注意以下的注意事项，要让其有一点的抗干扰的能力，我们的对应抗干扰措施在图1能清楚地告诉我们。
1.去耦滤波，2.让线路走的更加合适，3.对线路的布局，4.通道隔离，这是一般能解决的。
（二）16位单片机MSP430F149这次研究的课题是研制开发的基于MSP430单片机的智能流量仪采用美国TI公司的超低功耗16位单片机MSP430F149作为系统芯片。
在研究出MSP430F149单片机的系统并不是一个难事，但是满足系统设计要求的同时成本却大大的降低了，也使得测量的精确度提高了不小。
我们下面列出MSP430F149单片机比之前研究的单片机有什么明显的进步。
1.存储器模块是现在市面上所有的存储器的耗电量都要低。
基于单片机的流量计的设计
基于单片机的流量计设计【摘要】工业生产中过程控制是流量测量与仪表应用的一大领域，流量与温度、压力和物位一起统称为过程控制中的四大参数，人们通过这些参数对生产过程进行监视与控制。
对流体流量进行正确测量和调节是保证生产过程安全经济运行、提高产品质量、降低物质消耗、提高经济效益、实现科学管理的基础。
流量的检测和控制在化工、能源电力、冶金、石油等领域应用广泛。
在天然气工业蓬勃发展的现在，天然气的计量引起了人们的特别关注，因为在天然气的采集、处理、储存、运输和分配过程中，需要数以百万计的流量计，其中有些流量计涉及到的结算金额数字巨大，对测量和控制准确度和可靠性要求特别高。
流量计在现代农业、水利建设、生物工程、管道输送、航天航空、军事领域等也都有广泛的应用。
本文主要研究的是基于单片机的流量计设计，实现对管道内天然气的流量的无线检测。
本文详细论述了基于单片机的流量计的设计方案，主要解决系统的总体设计，硬件电路的设计以及系统软件的设计。
【关键词】AT89C51，ADC0809,流量检测，涡轮流量传感器The design of flowmeter based on SCM【Abstract】Process control is a big field of the flow measurement and instrumentation in industrial production. Flow and temperature, pressure and thing location are together collectively referred to the four big parameters of the process control. Through these parameters ,the production process are monitoring and controlled. The accurate measurement and adjustment for fluid flow are is to guarantee the safe and economic operation, improve product quality and reduce the material consumption, to improve the economic benefit, and the scientific management foundation in the production process. The detection and control of flow is widely applied in the chemical, electrical energy, metallurgy, petroleum and other fields. As the gas industry booming now, natural gas measurement caused the people of particular concern. Because it needs millions of flowmeter in collection, treatment, storage, transportation and distribution process of natural gas, and some of these flow meter relates to the huge number of settlement amount , the measurement and control accuracy and reliability requirements are particularly high. Flowmeter have also been widely used in modern agriculture and water conservancy of flow construction, biological engineering, pipes, aerospace, military field .This paper makes a study about the design of flowmeter based on SCM, to realize the wireless detection the natural gas in the pipeline.This paper discusses the of flow based on SCM, mainly to solve the design of the whole system, the hardware circuit design and the design of the system software.【Key Words】AT89C51, ADC0809, flow testing, vortex flow sensor目录摘要 ................................................................................................................... 错误!未定义书签。
基于单片机的智能流量控制系统_于文辉
您的论文得到两院院士关注 文 章 编 号 :1008-0570(2009)09-2-0101-02
与 AT89C51 的 P1.2 连接,AT89C51 的 P1.3 为 FM1702 提供时
钟信号 SCK,FM1702 的中断请求信号 IRQ 与 AT89C51 的 P3.2
相连。
2.4 LCD 显示控制电路
LCD 驱动器采用 HT1621,它是 128 点、内存映像和多功能
的 LCD 驱动器, 特有的软件配置特性使它适用于多种 LCD 应
1 控制系统的整体结构及系统原理
本系统主要由读卡显示、电磁阀控制、流量计脉冲计费、数 码显示、单片机最小应用系统控制等几部分组成。智能流量控 制系统具有自动计量流量、控制阀门、显示报警等功能。系统硬 件结构原理框图如下图所示:
图 1 系统硬件结构原理框图 工作原理: 用户将含有购水量等信息的智能卡插入水表上 的卡座内,读卡芯片将智能卡中的信息读出后,将该信息输入给 微机处理系统。当用户需用水时,开启电磁阀,用户每用一个计 量单位(10 升)水时,计量电路便发出一组计量脉冲序列,信号输 入到微机控制系统,微机控制系统经数据处理后,驱动 LCD 显示 器显示用户已用水量和智能卡中用户预存量。控制阀只有在有 于文辉: 讲师
软件发送的航迹点后,就开始控制无人机沿航迹飞行。系统运行 时地面站指控软件界面如图 5 所示,图中虚线表示规划航迹,实 线为无人机实际飞行航迹。
college, Jilin Changchun, 130012,China) YU Xue-jing (94580 army, Anhui Bengbu 233000,China) MA Xiao-fei (94565 army, Anhui Bengbu 233000,China) DU Jian-biao 通讯 地 址:(130012 吉 林 省 长春 市 延 安 大 路 17 号 长 春 工 业 大 学 信息传播工程学院) 于雪晶
应用单片机实现智能流量计的设计
流量信息进行统计， 通过显示子程序向用户显示， 经过若干个 时间周期后该信息被清除，主程序重新进入循环查询状态
为提高系统 的抗干扰能力， 本文在软件方面 同样采取 了相
关 的应 对 策 略 。 首先是使用看 门狗 电路，对程 序的不同位置添加 Ｓ Ｅ Ｔ Ｂ Ｐ ３ ． ７ 指令 ，该指令会 间隔若干个周期后对定制器 进行刷新 ，以控
计算法进 行流量 和温度计量 ，进而产生用户的流 量使 用信 息。 最后是在非程序区设置填满 Ｌ Ｊ Ｍ Ｐ ｇ ０ ０ ０ ０ Ｈ强制跳转指令 ， 控制 失控程序进入 陷阱 ，强制进入初始状态 。 （ 三 ）显 示 驱 动 电路 本文使用 Ｍ Ａ Ｘ ７ ２ ２ １ 芯片作为信息显示模块。 该芯片可 以显示 三 、总 结 本文设计 的基于单片机 的流量计量系统实现简单， 功能满 ８ 位数字信息 ， 通过三线串行输入输 出的方式与单片机 的引脚Ｐ １ ． ３ ， Ｐ １ ． ４ ， Ｐ ３ ． ３ 相连。 其中 Ｐ ３ ． ３ 为片选信号， 用于控制显示模块 足实际使用需求，稳定性能较好 ， 成本较低 ，具有一定的实际 是否工作 。 本系统中， 单片机会按照预定的时间周期向显示模块 使用价值 。 输出显示信息，该信息按照预定显示模式进行动态显示 。 参考文献 ： 需要说明的是 Ｍ Ａ Ｘ ７ ２ ２ １芯片可以在单片机数据输入间隔 『 １ １ 孙昌权． 基 于Ａ Ｔ ８ ９ Ｃ ５ ２ 单片机的智能流量积算仪设计ｏ 】 周期 内自动完成数据 的锁存器读取、译码、放 大和显示功能 。 广 西轻 工业 ， ２ ０ １ ０ ， ２ ６ （ １ ￣． 当获得新的输入数据 时才进行 内容更新 。可 以满足显示需求 。 ［ ２ １ 郭蕊 ． 单片机在 家庭采暖计量装 置 中的应用田． 华章 ， ２ ０ １ （ 四 ）继 电驱 动 电路 １ ， １ ９． 部分用户希望在 获得所需 的使用流量后停止水流， 为达 到 【 ３ 】 王杰， 文斌 ， 高瑜翔． 水流流量计的设计 与开发 Ⅱ 】 ． 成都信 该控制流量的 目的 ， 本系统引入继 电驱动 电路 。 该 电路同样 由 息工程学院学报 ， ２ ０ ０ ６ ， ２ １ （ ｚ １ ） ． 单片机控制 。 当单片机获得来 自键盘端 的输入信号时 ， 根据 指 张志荣． 智能化流量计量系统的研 究与开发 田． 电子技 术 令结构判断是否为停止水流操作 若 为停止水流工作 ， 则进 入 应 用 ， ２ ０ ０ １ ， ２ ７ （ ２ ） ．
基于单片机的流量控制系统设计—
基于单片机的流量控制系统设计—引言：随着社会的发展和进步，流量控制系统在各个领域的应用越来越广泛。
流量控制系统可以监测和控制液体、气体等介质的流动，达到合理利用资源、提高生产效率等目的。
本文将基于单片机设计一个流量控制系统，旨在通过对流量的监测和控制，实现对流量的合理调节，从而达到资源的有效利用和提高生产效率的目的。
一、系统设计思路本系统的设计主要包括传感器模块、控制模块和执行机构三个部分。
其中传感器模块用于监测流量，控制模块用于处理监测到的流量数据，并对执行机构进行控制，执行机构用于控制流量的开关。
设计思路如下：1.设置一个流量传感器，用于监测流量，并将监测到的流量数据发送给控制模块。
2.接收到流量传感器发送的数据后，控制模块通过单片机进行数据处理，并根据设定的流量阈值来进行判断和控制。
3.当流量小于设定的阈值时，控制模块控制执行机构打开流量开关，使液体、气体等介质开始流动；当流量超过设定的阈值时，控制模块控制执行机构关闭流量开关，从而达到流量的控制目的。
二、系统硬件设计1.传感器模块：传感器模块主要包括一个流量传感器和一个模数转换器。
流量传感器用于监测流量，并将模拟量信号转换为数字量信号发送给控制模块。
模数转换器用于将传感器模块发送的模拟量信号转换为数字信号，以便于单片机进行处理。
2.控制模块：控制模块主要包括一个单片机和一块液晶显示屏。
单片机用于处理流量传感器发送的数据，并根据设定的流量阈值进行判断和控制。
液晶显示屏用于实时显示监测到的流量数据和系统的运行状态。
3.执行机构：执行机构主要由一个电磁阀组成。
当流量超过设定的阈值时，控制模块将通过单片机控制电磁阀关闭流量开关，从而实现对流量的控制。
三、系统软件设计1.单片机程序设计：单片机程序主要包括以下几个模块：流量传感器数据采集模块、流量阈值设置模块和执行机构控制模块。
流量传感器数据采集模块负责采集传感器模块发送的数据，并将数据通过串口发送给控制模块。
基于51单片机的家用水流量设计
基于51单片机的家用水流量设计
一.家用水流量测量系统
1.系统介绍
家用水流量测量系统是一个用于实时测量家用水流量的电子测量系统，它基于51单片机，利用流量传感器和LCD屏幕来监测和显示家用水流量
的实时数据。
系统支持实时的监测，可以对家用水流量进行长期可靠的记
录和监控。
2.系统功能
家用水流量测量系统的主要功能是实现家用水流量的实时测量。
它利
用一个流量传感器探测家用水的流量，将流量数据输入51单片机进行处理，过程中会将原始流量数据转换为流量单位（L/min），用LCD屏幕显
示实时流量数据。
它还可以记录实时流量数据，定时备份家用水流量数据，以便以后查询和分析使用情况。
3.系统结构
家用水流量记录系统由51单片机、LCD屏幕、风扇、蜂鸣器、流量
传感器、定时备份器等组成。
51单片机作为系统的控制核心，负责控制
系统的运行；LCD屏幕回显实时流量数据；流量传感器探测实时水流量；
定时备份器备份家用水流量数据，风扇和蜂鸣器用来警告已达到定值时的
状态。
4.系统原理
家用水流量测量系统是基于51单片机连接流量传感器来探测家用水
的流量，并将流量数据转换为单位L/min输出。
基于51单片机的智能水表及水流量计设计方案
LeiJi=LeiJi+(float)PluNum*0.00223; /;+;
if(ReadTempFlag>=2)
//读取温度标志
{
ReadTempFlag=0;
temp1=ReadTemperature();
//读取温度
temperature=(float)temp1*0.0625;
2 总体方案
GENERAL PLANNING
近年来，流量计相关的技术得到了快速的发展和英语，目前市面上有奖金60种各类的流量仪表。
但是这些仪表通常只有流量读数的功能，没有控制功能。本文将设计一款既具有流量检测功能又具 有控制（阀门关闭）功能的装置，其低成本方案具有较高的应用价值。本系统由STC89C52单片机电 路、水流量传感器、DS18B20温度电路、继电器电路、LCD1602液晶显示电路、按键电路、蜂鸣器电 路和电源电路组成。采用椭圆齿轮传感器检测流量，液晶LCD1602液晶实时显示相关数据，通过 DS18B20温度传感器实时检测温度信息，并且通过继电器控制阀门的开关，并且可以通过按键对流
3 硬件设计
3.1 系统框图
HARDWARE DESIGN
3 硬件设计
HARDWARE DESIGN
3.2 系统原理图
4 软件设计
SOFTWARE DESIGN
4.1 程序流程图
4 软件设计
SOFTWARE DESIGN
4.2 程序代码
ShunShi=(float)PluNum*0.00223*2; //计算瞬时流量 一个脉冲代表0.00223ml 3s处理一次
//温度值转换
}
sprintf(dis0,"S:%4.2fL/s %4.1f C",ShunShi,temperature); //打印
基于C8051F410单片机的流量仪设计与应用-设计应用
基于C8051F410单片机的流量仪设计与应用-设计应用摘要：设计实现了一种基于C8051F410为的高稳定性和高性价比气体流量仪。
利用C8051F410单片机片内的A/D和D/A转换器来采集和输出信号，从而达到控制质量流量控制器的目的。
该流量仪具有电路设计简单、可靠性好、性价比高、检测精度高等优点。
引言工业生产过程中对流体流量进行正确测量和调节是保证生产过程安全经济运行、提高经济效益、实现科学管理的基础。
质量流量控制器就是用来对各种气体的质量流量进行精密测量与控制的一种仪器，被广泛应用于电子工艺设备、分析测量仪器、制气配气等行业。
本文采用C8051F410单片机为检测，充分利用该单片机丰富的内部硬件资源，设计了一款可以控制两路气体质量流量控制器的自动气体流量检测仪。
1系统总体结构D07-19B型质量流量控制器具有精度高、重复性好、响应速度快、稳定可靠、工作压力范围快等特点，其操作使用方便，便于与单片机连接实现自动控制。
控制器输出的流量检查电压与流过通道的质量流量成正比，满量程流量检测输出电压为+5V.该控制器的流量控制范围是（2~100）%F.S.,流量分辨率是0.1%F.SC8051F410是SiliconLaboratories公司推出的一款8051系列单片机[1].C8051F410单片机是完全集成的低功耗混合信号片上系统型芯片，可以与8051兼容的微控制器内核，片内具有4个通用的16为定时器，2个12位电流输出D/A转换，真12位200kps的24通道A/D 转换，高精度可编程24.5MHz内部振荡器和达到32KB的片内FLASH 存储器等特点。
在许多AD/DA转换精度或时钟精度要求不是特别高的设计中，不必再使用外部AD/DA转换芯片或谐振电路，只靠片内资源就可以完成相应的功能，极大地减少了很多外围电路设计，提高了系统的集成度和抗干扰能力。
本系统主要包括硬件和软件两个部分。
硬件部分由电源电路、键盘电路、液晶显示和流量控制器控制电路构成；软件部分由液晶显示、A/D反馈信号的采集和D/A输出组成。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
I
The Design of Flow Detection System Based on MCU
Abstract: Flow-meter has been widely used on modern agriculture and water conservancy
Keyword: microprocessor;DS18B20;AT89C51;Temperature sensor;Water
flow
sensor;Flow Detecting
II
目录
摘要.............................................................................................................................................I Abstract.................................................................................................................................. II 目 录.................................................................................................................................... III 1 绪论........................................................................................................................................ 1 1.1 选题的意义与背景.............................................................................................................1 1.2 国内外研究现状及发展趋势.............................................................................................1 1.3 总体设计.............................................................................................................................2 2 系统硬件电路的设计............................................................................................................ 4 2.1 AT89C51 单片机的特性介绍..............................................................................................4 2.2 时钟电路.............................................................................................................................7 2.3 复位电路.............................................................................................................................8 2.4 液晶显示电路......................................................................................................................9 2.4.1 液晶显示简介..................................................................................................................9 2.5 温度测量电路....................................................................................................................11 2.6 水流量测量电路................................................................................................................13 2.7 按键控制电路....................................................................................................................14 3 软件系统的设计.................................................................................................................. 15 3.1 软件设计总流程...............................................................................................................15 3.2 温度程序模块...................................................................................................................16 3.3 水流量程序模块................................................................................................................18 3.3.1 水流量的读取程序........................................................................................................18 3.3.2 水流量数据的处理程序................................................................................................19 3.4 显示程序............................................................................................................................20 3.4.1 显示程序的处理流程....................................................................................................20 4 系统的仿真与调试.............................................................................................................. 21 4.1 keil uvision4 软件........................................................................................................21 4.2 proteus 电路仿真............................................................................................................22 4.2.1 proteus 软件介绍........................................................................................................22
parameters of the process control.Through these parameters ,the production process are
monitoring and controlled.The accurate measurement and adjustment for fluid flow are is to
guarantee the safe and economic operation, improve product quality and reduce the material
consumption, to improve the economic benefit, and the scientific management foundation in
作者签名：
日期：
使用授权声明
本人完全了解中北大学信息商务学院有关保管、使用毕业设计说明书/毕业论文的规 定，其中包括：①学院有权保管、并向有关部门送交毕业设计说明书/毕业论文的原件 与复印件；②学院可以采用影印、缩印或其它复制手段复制并保存毕业设计说明书/毕 业论文；③学院可允许毕业设计说明书/毕业论文被查阅或借阅；④学院可以学术交流 为目的，复制赠送和交换毕业设计说明书/毕业论文；⑤学院可以公布毕业设计说明书/ 毕业论文的全部或部分内容。