基于pc机与单片机串行通信的电磁流量计励磁系统的设计
基于pc机与单片机串行通信的电磁流量计励磁系统的设计
摘要! 论述了在电磁流量计测量系统研究中采用!" 机和!("&’)*##+ 单片机串行通信来确定励磁频率的原理和方法%给出了程序运行的结果&简略论述了电磁流量计的组成及其双频励磁原理&并详细叙述了利用单片机产生的两路!,- 波形控制由(./&&% 组成的励磁电路原理及控制电路与主电路的隔离装置’
关键词! 串行通信& 单片机& !,-& 光电隔离& (./&&%
! 引言
!"! 励磁方式
依据法拉第电磁感应定律开发的电磁流量计要工作% 首先关键的一步是要对其进行励磁’常用的励磁技术有交流励磁(二值励磁(三值励磁和双频励磁技术%但目前%电磁流量计的励磁技术基本上以三值低频励磁技术和双频励磁技术为主流’ 鉴于本文电磁流量计的特点%为了既保证其优良的零点稳定性%又能较好地降低被测介质干扰和流动噪声的数量级%获得仪表的快速响应%进一步降低单位流速电势信号%降低励磁功耗%实现传感器小型化(轻量化(一体化%故本文中研究的电磁流量计采用双频矩形波励磁技术%即采用在低频矩形波上叠加高频矩形波的励磁技术’ 其波形如图& 所示’ 34 表示低频高电平周期%35 表示低频低电平周期%64 表示高频高电平周期%65 表示高频低电平周期’ar !"# 双频率励磁原理采用的双频率励磁在电磁流量计测量管内形成两个频率分量的电磁场%高频励磁不受流体噪声干扰影响% 低频励磁有着的零点稳定性%电磁流量计把从高低频率定时检测到的各分量信号进行计算%便可产生一个流量信号’ar # $%&!’ 机与单片机串行通信硬件结构和通信协议利用!" 机配置的串行口% 可以很方便地完成(7-!!" 系列机与!("&’*##+ 单片机的数据通信’由于!("&’*##+ 单片机的输入(输出皆为003 电平%而(7-!!" 系列机配置的是.8!/2/" 标准串行接口%二者电气规范不一致&因此要完成!" 机与单片机的数据通信% 必须进行电平转换’ar 图/ 为(7-!!" 系列机与!("&’*##+ 单片机的连接示意图’图中专用芯片-+9$*: 将!("&’*##+ 单片机09 输出的003 电平信号转换为.8!/2/" 电平% 输入到(7-!!" 机; 并将(7-!!" 机输出的.8!/2/" 电平转换为003电平信号; 输入到!("&’*##+ 单片机的.9 引脚’本文采用的上位机!" 机以,(<=>,8/%%%作为软硬件环境% 下位机由!("&’*##+ 单片机控制%上下位机均可发送和接收数据%由上位机决定是发送或接收’要实现单片机与!" 机之间的通信% 必须使单片机采用相同的数据传输格式通信协议如下" 波特率为"#$$%&’#( 位数据位$) 位停止位$* 位起始位$无奇偶校验位%+, 机发命令给单片机$ &-’表示接收数据识别码()*’表示发送高频高电平识别码(&.’ 表示高频低电平识别码(&/’表示低频高电平识别码(&0’表示低频低电平识别码%! #$ 机串行通信+, 机123456’ 环境下的通信程序采用72$’89: ;9’2< #=- 编写$ 利用其><?2@AB 控件$ 即CD,5EE 控件FC2<G5’5H? ,5EE832<9?253 ,53?G5:I实现串行通信% ><?2@AB 是一种在1JKLM1D 下进行应用程序开发的技术$它的核心内容是组件对象模型,MC*,5E&53A3? M%NA<? C54A:+, 其中包括一系列属性- 方法和事件, 的属性有,5EE&5G?-DA??23O’-+5G?M&A3-J3&8?-M8?&8?-J3&8?$C54A-PQGA’Q5:4-D?QGA’Q5:4 J3;8HHAG,583?-J3;8HHAG$D2RA-M8?;8HHAG,583?-M8?;8HHAGD2RA-,5EES@A3? 等,CD,5EE 控件提供两种处理通信的方式" 事件驱动方式和查询方式, 事件驱动方式使程序响应及时$可靠性高$所以本文采用事件驱动方式, 在编写发送和接收程序时要重点注意几个属性的用法, 比如T?QGA’Q5:4 和D?QGA’Q5:4 属性对同发送和接收激发的M3<5EE 事件起着决定性的作用,在本文中$所有发送与接收皆采用>D,JJ 码格式进行上下位机的通信联系, 如图/ 所示$输入框中输入0=.E’ 的周期时间$当按&高频高电平
机T,- 及T,) 引脚上形成+1C 励磁控制波形(若判断后为非法码$单片机拒不处理$直接返回主程序维持以前的+1C 励磁控制波形, 同理$其它的电平周期按钮按照同样的处理方式执行$只是识别码不一样*各自识别码如第二段所述+, 数据处理完后$按接收数据按钮将相应数据显示在数据接收区域里, 上位机程序可以实现将原始数据进行保存以及打开$以便日后查阅核对, 上位机主程序界面及运行结果如图/ 所示,% 励磁电路%&’ 励磁电路原理图在电磁流量计的研制中$需要进行功率的变换, 根据实际需要$本文采用的励磁装置的主电--扩展阅读：开封中仪流量仪表有限公司专业生产电磁流量计、孔板流量计、涡街流量计、文丘里流量计、v锥流量计、v型锥流量计、喷嘴流量计、插入式电磁流量计、智能电磁流量计、分体式电磁流量计、一体式电磁流量计、标准孔板流量计、标准孔板、一体化孔板流量计、标准喷嘴流量计、长径喷嘴流量计、标准喷嘴、长径喷嘴、插入式涡街流量计、智能涡街流量计、锥型流量计、v锥型流量计、节流装置、节流孔板、限流孔板等流量产品，更多有关电磁流量计、孔板流量计、涡街流量计的信息请访问开封中仪网站：
