气体流量计信号调整电路

气体流量计信号以脉冲方式输出,输出的一部分是标准脉冲信号(TTL电平),还有一部分是在3V~30V之间的高电平信号。因此,利用比较器设计一个输入脉冲调整电路来简化电路,调整电路可识别这两部分脉冲信号,并将高电平的信号转化为TTL电平。流量计信号调整电路如图3,f2为流量脉冲的输入。设置参考电压V2,当输入低于参考电压时,输出GND=0V;当输入电压高于参考电压时,比较器输出电压Vcc=5V。比较器输出的信号,经过光电隔离和功率放大,输入到单片机P0.7引脚。

C8051F350单片机实现气体流量计检测仪的设计

图3 流量计信号调整电路图

多路电磁阀控制电路

依据检定规程和流量计量程,检定时需设定多个检定流量点。在0.5m3/h~128m3/h之间取10个流量检定点,对应10只电磁阀来控制流量,定标时手动输入所需流量值,计算机根据电磁阀对应的流量值,自动打开相应电磁阀或电磁阀组合。

检测仪通过C8051F350单片机执行电磁阀的开闭动作、控制鼓风机,为了尽量少占用单片机的I/O口,引入74HC595芯片,如图4所示,设计串行口多路气阀控制电路。74HC595内含8位串入、串/并出移位寄存器和8位三态输出锁存器。将第一个74HC595的Q7与第二个的SER相接,单片机只需控制第一个74HC595的SER、 SRCLK和RCLK三个引脚,就可使多路气阀和风机等的开闭得到控制。

C8051F350单片机实现气体流量计检测仪的设计

图4 多路气阀控制电路图

气体流量计检测仪软件设计

气体流量计检测仪软件设计采用Delphi编程技术,处理下位机发送来的数据,得出检定结果,并将检定数据保存在SQL SERVER数据库系统中。检测仪系统的控制器部分负责采集数据和执行指令,而在计算机上完成检定界面的设计、数据库的设计和数据的处理。

控制器部分软件设计

如图5所示,控制器部分软件设计包括A/D采样模块、通讯模块、定时模块和计数模块设计。

C8051F350单片机实现气体流量计检测仪的设计

图5 控制器程序流程图

(1)计数与计时

气体流量计检测仪采用中断方式对钟罩挡板脉冲、流量计输出脉冲和光栅尺脉冲进行计数。同时,检测仪要对标准时间计时,并且要产生1s中断,以及在通讯时产生波特率。C8051F350单片机可满足计数与计时要求,它拥有一个可编程计数器阵列(PCA),将PCA设置为对输入脉冲计数,大部分情况下只需控制其启动和停止,然后读出计数值。T0用于被检流量计脉冲信号计数;T1为串口通讯波特率发生器;T2用于标准时间计时和1s定时。

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