基于pc機與單片機串行通信的電磁流量計勵磁系統的設計

   基于pc機與單片機串行通信的電磁流量計勵磁系統的設計
   摘要! 論述了在電磁流量計測量系統研究中采用!" 機和!("&’)*##+ 單片機串行通信來確定勵磁頻率的原理和方法%給出了程序運行的結果&簡略論述了電磁流量計的組成及其雙頻勵磁原理&并詳細敘述了利用單片機產生的兩路!,- 波形控制由(./&&% 組成的勵磁電路原理及控制電路與主電路的隔離裝置’
   關鍵詞! 串行通信& 單片機& !,-& 光電隔離& (./&&%
  ! 引言
   !"! 勵磁方式
   依據法拉第電磁感應定律開發的電磁流量計要工作% 首先關鍵的一步是要對其進行勵磁’常用的勵磁技術有交流勵磁(二值勵磁(三值勵磁和雙頻勵磁技術%但目前%電磁流量計的勵磁技術基本上以三值低頻勵磁技術和雙頻勵磁技術為主流’ 鑒于本文電磁流量計的特點%為了既保證其優良的零點穩定性%又能較好地降低被測介質干擾和流動噪聲的數量級%獲得儀表的快速響應%進一步降低單位流速電勢信號%降低勵磁功耗%實現傳感器小型化(輕量化(一體化%故本文中研究的電磁流量計采用雙頻矩形波勵磁技術%即采用在低頻矩形波上疊加高頻矩形波的勵磁技術’ 其波形如圖& 所示’ 34 表示低頻高電平周期%35 表示低頻低電平周期%64 表示高頻高電平周期%65 表示高頻低電平周期’ar !"# 雙頻率勵磁原理采用的雙頻率勵磁在電磁流量計測量管內形成兩個頻率分量的電磁場%高頻勵磁不受流體噪聲干擾影響% 低頻勵磁有著的零點穩定性%電磁流量計把從高低頻率定時檢測到的各分量信號進行計算%便可產生一個流量信號’ar # $%&!’ 機與單片機串行通信硬件結構和通信協議利用!" 機配置的串行口% 可以很方便地完成(7-!!" 系列機與!("&’*##+ 單片機的數據通信’由于!("&’*##+ 單片機的輸入(輸出皆為003 電平%而(7-!!" 系列機配置的是.8!/2/" 標準串行接口%二者電氣規范不一致&因此要完成!" 機與單片機的數據通信% 必須進行電平轉換’ar 圖/ 為(7-!!" 系列機與!("&’*##+ 單片機的連接示意圖’圖中專用芯片-+9$*: 將!("&’*##+ 單片機09 輸出的003 電平信號轉換為.8!/2/" 電平% 輸入到(7-!!" 機; 并將(7-!!" 機輸出的.8!/2/" 電平轉換為003電平信號; 輸入到!("&’*##+ 單片機的.9 引腳’本文采用的上位機!" 機以,(<=>,8/%%%作為軟硬件環境% 下位機由!("&’*##+ 單片機控制%上下位機均可發送和接收數據%由上位機決定是發送或接收’要實現單片機與!" 機之間的通信% 必須使單片機采用相同的數據傳輸格式通信協議如下" 波特率為"#$$%&’#( 位數據位$) 位停止位$* 位起始位$無奇偶校驗位%+, 機發命令給單片機$ &-’表示接收數據識別碼()*’表示發送高頻高電平識別碼(&.’ 表示高頻低電平識別碼(&/’表示低頻高電平識別碼(&0’表示低頻低電平識別碼%! #$ 機串行通信+, 機123456’ 環境下的通信程序采用72$’89: ;9’2< #=- 編寫$ 利用其><?2@AB 控件$ 即CD,5EE 控件FC2<G5’5H? ,5EE832<9?253 ,53?G5:I實現串行通信% ><?2@AB 是一種在1JKLM1D 下進行應用程序開發的技術$它的核心內容是組件對象模型,MC*,5E&53A3? M%NA<? C54A:+, 其中包括一系列屬性- 方法和事件, 的屬性有,5EE&5G?-DA??23O’-+5G?M&A3-J3&8?-M8?&8?-J3&8?$C54A-PQGA’Q5:4-D?QGA’Q5:4 J3;8HHAG,583?-J3;8HHAG$D2RA-M8?;8HHAG,583?-M8?;8HHAGD2RA-,5EES@A3? 等,CD,5EE 控件提供兩種處理通信的方式" 事件驅動方式和查詢方式, 事件驅動方式使程序響應及時$可靠性高$所以本文采用事件驅動方式, 在編寫發送和接收程序時要重點注意幾個屬性的用法, 比如T?QGA’Q5:4 和D?QGA’Q5:4 屬性對同發送和接收激發的M3<5EE 事件起著決定性的作用,在本文中$所有發送與接收皆采用>D,JJ 碼格式進行上下位機的通信聯系, 如圖/ 所示$輸入框中輸入0=.E’ 的周期時間$當按&高頻高電平
機T,- 及T,) 引腳上形成+1C 勵磁控制波形(若判斷后為非法碼$單片機拒不處理$直接返回主程序維持以前的+1C 勵磁控制波形, 同理$其它的電平周期按鈕按照同樣的處理方式執行$只是識別碼不一樣*各自識別碼如第二段所述+, 數據處理完后$按接收數據按鈕將相應數據顯示在數據接收區域里, 上位機程序可以實現將原始數據進行保存以及打開$以便日后查閱核對, 上位機主程序界面及運行結果如圖/ 所示,% 勵磁電路%&’ 勵磁電路原理圖在電磁流量計的研制中$需要進行功率的變換, 根據實際需要$本文采用的勵磁裝置的主電--擴展閱讀：開封中儀流量儀表有限公司專業生產電磁流量計、孔板流量計、渦街流量計、文丘里流量計、v錐流量計、v型錐流量計、噴嘴流量計、插入式電磁流量計、智能電磁流量計、分體式電磁流量計、一體式電磁流量計、標準孔板流量計、標準孔板、一體化孔板流量計、標準噴嘴流量計、長徑噴嘴流量計、標準噴嘴、長徑噴嘴、插入式渦街流量計、智能渦街流量計、錐型流量計、v錐型流量計、節流裝置、節流孔板、限流孔板等流量產品，更多有關電磁流量計、孔板流量計、渦街流量計的信息請訪問開封中儀網站：