非满管电磁流量计的软件设计
非满管电磁流量计的软件设计
对于仪表来说，其构成除了有必须的硬件电路做基础之外，它的正常工作还依赖于嵌入在硬件系统之中的软件，两者共同匹配实现仪表的各个功能。本章介绍了非满管电磁流量计的软件开发平台以及软件设计的流程。
4．1 C430的开发环境
MSP430系列单片机的C语言开发调试环境142，叫使用的是IAR公司的Embedded Workbench，该编译环境是一个适应各种不同CPU的目标系统开发的集成环境。IAR的C430编译器提供了C语言的标准特性，并且添加了许多为利用MSP430系列的特性而设计的扩展功能。C430编译器和MSP430汇编器集成在一起提供，共享连接器和库管理工具。IAR的MSP430系列汇编器与MSP430 系列单片机高度兼容，可以保证MSP430随机原始软件只需要很少修改或者不做修改就可以转换到IAR系统中运行。可以使用Workbench开发C程序、编译并使用C—SPY调试器运行该程序。
4．2非满管智能电磁流量计的软件框架
为了实现非满管流体流量的测量，在搭好的硬件平台基础之上，还要进行软件平台的搭建。系统所要实现的主要功能在上文中已有所概括：
(1)MSP430中的A／D模块对差压传感器信号的采集，并且计算出液位值日， 并送显；
(2)单片机根据液位值日，选通与液位值日相匹配的多路模拟开关的输入(多路模拟开关的输入即是所选择的那对测量电极)；
(3)选通后的某对测量电极的输出信号与励磁信号的乘积后，该信号经过滤波和信号的电平提升后，MSP430的A／D模块采集这一信号进行软件滤波处理， 计算流体的流速，并结合流速和液位值，计算此时非满管流体的流量Q；
(4)键盘输入的中断程序和LCD显示程序。系统软件的程序包括主程序、键盘菜单处理、定时器中断、A／D采样、LCD 显示等部分组成。下图4．1和4．2是该系统软件的主程序流程图和定时器的中断程序流程图。初始化完成参数设定求压力信号的平均馑，计算液位傻H，掖撬H皂动模拟开关的输入7采集电极信号＼＼ 600令氯／否＼／I是童求电极信号的平l 均值，计算流Ir 量，并送显图4．1主程序流程图系统软件的流程图中，均采用算术平均值滤波。算术平均值要寻找一个x， 使该值与各采样值鹚(胎l～N)之问误差的平方和为最小，印： E=min[兰彬】：min[兰(丈一x(鳓2】(4．1) K=l K=l 由一元函数求极限的原理得： 一1卫x=二5’肖(K) Ⅳ高、。(4．2) 上式(4．2)可以满足误差的平方和最小的要求，因此式(4．2)就是算数平均值滤波的算法。设第二次进行测量的时候，测量值包括了有用信号及i)和干扰信号R(i)，那么进行N次测量之后，有用信号的成分之和是： N Σr(O=N串T (4·3) 干扰信号的强度是使用均方根用来衡量的。当干扰信号是随机信号时，进行了N次测量的干扰信号的强度之和是：瓜-一√善聊)-√胪尺(44) 式(4．3)和(4．4)中的T和R分别表示的是有用信号和干扰信号的平均幅度。经过了N次测量之后，进行算术平均后的信噪比为： 丽历N枣*TR=”历’拳三R (4．5) V“7 式(4．5)中T／R是计g．g-数平均值之前的信噪比。由此可见，采用了算术平均值滤波之后的信噪比，比滤波之前提高了√N倍． 进入定时器B的中断服务程序A／D采样的压力值存储到相应的存储器中求压力平均值， 算术平均值滤波， 计算液位值Ⅳ 跳出中断进入定时器A的中断服务程序A，D采样，将采样值存储到相应的存储器中≮≮秒? 算术平均值滤波， 求流速跳出中断图4．2定时器A，B的中断程序
算术平均值滤波的方法适用于滤掉信号中存在的随机干扰，且该信号是具有一个平均值，干扰信号在该平均值附近作上下波动，综合上述考虑，且进入单片机的信号本身已经经过了硬件上的低通滤波，因此本文系统中数字滤波仅采用算术平均值滤波。除了主程序流程图和定时器中断流程图之外，还有键盘输入和LCD显示等， 键盘输入程序是使用I／O口的P2端1：3的中断功能，当有按键按下的时候，会引一否硷压个／ 赫话采器＼ 否感＼ 是传＼起中断事件的发生，从而实现外部事件的中断处理。
4．3本章小结
本章在非满管开封电磁流量计硬件电路的基础之上，架构了与硬件相匹配的软件，介绍了该软件设计的平台、软件设计流程图和软件中采用的信号处理方法。--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：
