流速课程设计

目录

一、前言

1、设计任务

2、要求

3、应用领域

二、硬件设计

1、设计框图

2、各部分设计电路图

3、总电路设计图

三、软件设计

1、程序流程图

2、程序初始设计

3、内存分配

4、各部分程序代码

四、结语

一、前言

1任务书：

I、课程设计(论文)题目：

流速自动采集及显示器设计

II、课程设计(论文)使用的原始资料(数据)及设计技术要求：

1、用51系列单片机作主控制器结合流速传感器、脉冲整形电路

组成一个低流速采集、显示系统，采用三位LED显示器。可增加上、下限温

报警功能，当实测流速超过其限定值，发出警报。

参考器件：89C51单片机；红外光电对管；5G555，8段数码管，按键若干。

III、课程设计(论文)工作内容及完成时间：

1、查阅资料，确定硬件系统框图组成。（6月9日）

2、设计完整电原理图。（6月12日）

3、设计软件结构流程框图。（6月13--18日）

4、撰写课程设计报告（6月19-20日）

Ⅳ主要参考资料：

1、张俊漠，单片机中级教程－原理与应用北京航空航天大学出版社2002

2、何立民，MCS-51系列单片机应用系统设计系统配置与接口技术，

2、要求

用单片机设计电路测出流速，要有上下限报警装置，并且完成软件的设计

流速自动化采集及显示器设计

摘要：

流速自动化采集器及显示器能有效的测得流体的速度，并准确的显示出来。本文通过对流速采集传感器激光脉冲计数的方法，本设计主要是一种基于 A T89S51 单片机平台，采用光电

传感器与螺旋浆结合测量液体的流速的方法，实现数据采集和显示。硬件系统包括脉冲信号的产生，光电信号的转换和处理，把处理后得到的信息送往三片 CD4511，再由 CD4511 驱动数码管，并显示出来。采用汇编语言进行编程。具有电路简单，精确度高，可靠性强，价格便宜的特点。

1：课题的意义

1)在工程实践中，经常会遇到各种需要测量转速的场合，从而可以对对象进行操控和监视，让我们更好地了解和利用这些速度，所以对一些数的的研究对我生活越来越重要。随着科技的发展进步，在物理的速度测量中，有了很多先进的方法。作为我们以水利为主的学校，所以对我们来说研究液体的速度是很重要的，本次我们课程设计的目的就是为了让我们熟悉和了解掌握一些简单的测量手段，有利于我们以后的工作和生活。

2)有利于我们学习和掌握单片机在实际生活的应用，怎样对数据进行采集，以及显示部分等各个模块的通信和调节，进一步锻炼了我们在信号采集，处理和显示方面的实际工作能力。

2 新工作原理流量仪表的研究和开发

2.1 静电流量计(electrostatic flowmeter) 日本东京技术学院研制适用于石油输送管线低导电液体流量测量的静电流量计。静电流量计的金属测量管绝缘地与管系连接,测量电容器上静电荷便可知道测量管内的电荷。他们分别作了内径4~8mm铜、不锈钢等金属和塑料测量管仪表的实流试验,试验表明流量与电荷之间接近于线性。

2.2 复合效应流量仪表(combined effects meter) 该仪表的工作原理是基于流体的动量和压力作用于仪表腔体产生的变形,测量复合效应的变形求取流量。本仪表由美国GMI工程和管理学院开发,已申请两项专利。

2.3 转速表式流量传感器(tachmetric flowrate sensor) 它是由俄罗斯科学工程中心工业仪表公司开发，是基于悬浮效应理论研制的。该仪表已在若干现场成功的应用(例如在核电站安装2000余台测量热水流量，连续使用8年),且还在改进以扩大应用领域。

3 几种流量仪表应用和发展动向

3.1 科里奥利质量流量计(CMF) 国外CMF已发展30余系列，各系列开发在技术上着眼点在于:流量检测测量管结构上设计创新;提高仪表零点稳定性和精确度等性能;增加测量管挠度,提高灵敏度;改善测量管应力分布,降低疲劳损坏,加强抗振动干扰能力等。

3.2 电磁流量计(EMF) EMF从50年代初进入工业应用以来,使用领域日益扩展,80年代后期起在各国流量仪表销售金额中已占16%~20%。我国近年发展迅速,1994年销售估计为6500~7500台。国内已生产最大口径为2~6m的ENF,并有实流校验口径3m的设备能力。3.3 涡街流量计(USF) USF在60年代后期进入工业应用,80年代后期起在各国流量仪表销售金额中已占4%~6%。1992年世界范围估计销售量为 3.5

4.8万台,同期国内产品估计在8000~9000台。

4 结论由上述可知,流量计发展到今天虽然已日趋成熟,但其种类仍然极其繁多,至今尚无一种对于任何场合都适用的流量计。每种流量计都有其适用范围,也都有局限性。这就要求我们: (1)在选择仪表时,一定要熟悉仪表和被测对象两方面的情况,并要兼顾考虑其它因素,这样测量才会准确; (2)努力研制新型仪表,使其在现有的基础上更加完善。

二、硬件设计

晶振

电路

1、光电传感器

2、整形电路

3、单片机

光电传感器

整形电路 AT89C51单片机 复位电 路 CD4511 数码显示

报警电 路

4、晶振电路

5、复位电路

6、报警电路

7、CD4511及显示

8、总电路

三、软件设计

1、 程序流程

2、程序初始设计

1)

V=K*N/T+C

K=4,C=2

设计时将T 设为8s ，t1工作方式是计数，t0为定时中断

单片机为12MHZ ，一拍为1us ，8秒钟160次定时，每次50ms ， 开 始 定时器、计数器的初始化 开启定时器、计数器 是否超下限 下限报警 上线报警 是否超上限 转化为BCD 码 数码管显示 结束