摘 要 采用單片機來開發(fā)計量二次儀表，具有計量精度高，功耗低，穩(wěn)定可靠，成本低等特點。文中介紹了一個智能流量顯示儀系統(tǒng)的設計思路
關(guān)鍵字 單片機 補償系數(shù) 累積流量 瞬時流量
Use AT89C51 to design a intellectual volume instrument
(information department of LIAONING MECHANIC AND ELECTRIC COLLEGE , liuna postcode:118002)
Abstract: Use the SCM to develop the measure the instrument，it has high measure accurate ，low power dissipate , considerable reliability，low cost and ect. This article introduce a intellectual volume instrument system..
Keywords: SCM; compensation coefficient ; accumulative volume ;instantaneous volume.
引言:
隨著計算機的發(fā)展，工業(yè)自動化水平的提高，在油田系統(tǒng)中逐漸使用智能儀表來計量油井的出油量，計量儀表精確度的高低，直接影響著企業(yè)的經(jīng)濟效益，。那么在我國現(xiàn)有經(jīng)濟水平下，使用單片機開發(fā)的智能流量顯示儀作為二次開發(fā)儀表是非常適用的，該儀表計量精確，性價比極高，不僅適于油量計算，還廣泛適用于許多氣體、液體等計量場合。
一、系統(tǒng)概述
流量測量儀表通常由流量測量（又稱一次儀表）和流量顯示（又稱二次儀表）兩大部分組成，流量顯示部分先后由機械發(fā)展到現(xiàn)在的電子表頭，電子表頭的種類很多，其中用單片機開發(fā)出來的，具有多功能，軟件調(diào)節(jié)非線性誤差的智能流量顯示儀，是和各種脈沖輸出的一次流量測量儀表相配套的二次儀表，具有如下特點：
1、采用了微處理技術(shù)，可靠性高。
2、采用了微功耗器件，耗電低，適合電池供電。
3、可同時顯示累積流量和瞬時流量。
4、采用了智能多段流量軟件補償技術(shù)，測量精度高。
5、可以存儲流量
它的技術(shù)性能如下：
1、輸入信號：一次儀表的頻率輸入。與流量傳感器相接，經(jīng)檢測、放大得被測介質(zhì)的流量，信號頻率為（0~1000）HZ的脈沖信號。傳感器連接電纜第度小于1000米，要求導線電容小于0.1μf，電感小于10mH，智能流量顯示儀（二次儀表）放在計量間里，每個計量間可容納30個。
2、輸出信號：
a、累積流量顯示：八位浮點式，開始顯示小數(shù)點后五位：0.00000m3，最后顯示小數(shù)點后三位：0000.000 m3。表示從儀表開始作后的累計流量。
b、瞬時流量顯示：四位浮點式，開顯示始小數(shù)點后兩位：00.00 m3，最后顯示小數(shù)點一位：000.0 m3。表示當前的瞬時流量。
3.抗干擾：10kW~17kW電機轉(zhuǎn)動，顯示不變化。
4.準確度：無修正時3%左右，修正后為±0.01%。
5.流量修正范圍：在全流程范圍內(nèi)八段進行補償修正。
6.設累積流量置補償系數(shù)位：最多八位整數(shù)。
7.電源：（4~5）V直流。
8.總耗電：<1.0mW.
9.帶LB欠壓指示.
10.環(huán)境溫度:(-20~70)℃。
11.相對濕度:<85%
12.隔爆型外殼設計
硬件組成
1、硬件中的核心是ATMEL生產(chǎn)的AT89C51/LV51單片機，它是一種低功耗/低電壓、高性能的8位單片機，片內(nèi)帶有一個4K字節(jié)的Flash可編程可擦除只讀存儲器 ，它采用了CMOS工藝和ATMEL公司的高密度非易失性存儲器技術(shù)，而且其輸出引腳和指令系統(tǒng)都與MSC-51兼容。
2、存儲流量用的存儲器是ATMEL生產(chǎn)的AT24C16系列，它是一種帶有閃2K字節(jié)的可電擦除、可編程的只讀存儲器。通過單片機的RXD和TXD口與它的SCL和SDA分別相連，進行讀寫操作。
3、測量時，有一個1秒的硬件復位電路接到 RESET端，使單片機定時復位。單片機采用省電模式工作，每次輸入、累計、顯示處理后等待喚醒，這樣工作功耗非常小。設置補償系數(shù)時，復位腳正常連接。
4、輸入脈沖通過分頻、74HC393鎖存后，送入單片機的P2口。在單片機內(nèi)經(jīng)過程序處理后，輸出顯示信號送到P1口（數(shù)據(jù)4位，選擇信號4位）。數(shù)據(jù)中4位送入MC14543（BCD --鎖存/ 7段譯碼/ 驅(qū)動動器）中，共有12個MC14543，分別控制著與累計流量8位及瞬時流量4位相連的液晶塊的顯示數(shù)據(jù)，4位選擇信號送到CD4514譯碼器（4位鎖存/ 4-16線譯碼器），選擇接收數(shù)據(jù)的MC14543芯片和浮動顯示的小數(shù)點位。
6、硬件分為兩部分：①控制部分：對流量信號處理，得到累積流量和瞬時流量的顯示數(shù)據(jù)。②顯示部分：將顯示數(shù)據(jù)送到液晶顯示屏。兩部分通過一個10針的插座J1相連。
關(guān)鍵字 單片機 補償系數(shù) 累積流量 瞬時流量
Use AT89C51 to design a intellectual volume instrument
(information department of LIAONING MECHANIC AND ELECTRIC COLLEGE , liuna postcode:118002)
Abstract: Use the SCM to develop the measure the instrument，it has high measure accurate ，low power dissipate , considerable reliability，low cost and ect. This article introduce a intellectual volume instrument system..
Keywords: SCM; compensation coefficient ; accumulative volume ;instantaneous volume.
引言:
隨著計算機的發(fā)展，工業(yè)自動化水平的提高，在油田系統(tǒng)中逐漸使用智能儀表來計量油井的出油量，計量儀表精確度的高低，直接影響著企業(yè)的經(jīng)濟效益，。那么在我國現(xiàn)有經(jīng)濟水平下，使用單片機開發(fā)的智能流量顯示儀作為二次開發(fā)儀表是非常適用的，該儀表計量精確，性價比極高，不僅適于油量計算，還廣泛適用于許多氣體、液體等計量場合。
一、系統(tǒng)概述
流量測量儀表通常由流量測量（又稱一次儀表）和流量顯示（又稱二次儀表）兩大部分組成，流量顯示部分先后由機械發(fā)展到現(xiàn)在的電子表頭，電子表頭的種類很多，其中用單片機開發(fā)出來的，具有多功能，軟件調(diào)節(jié)非線性誤差的智能流量顯示儀，是和各種脈沖輸出的一次流量測量儀表相配套的二次儀表，具有如下特點：
1、采用了微處理技術(shù)，可靠性高。
2、采用了微功耗器件，耗電低，適合電池供電。
3、可同時顯示累積流量和瞬時流量。
4、采用了智能多段流量軟件補償技術(shù)，測量精度高。
5、可以存儲流量
它的技術(shù)性能如下：
1、輸入信號：一次儀表的頻率輸入。與流量傳感器相接，經(jīng)檢測、放大得被測介質(zhì)的流量，信號頻率為（0~1000）HZ的脈沖信號。傳感器連接電纜第度小于1000米，要求導線電容小于0.1μf，電感小于10mH，智能流量顯示儀（二次儀表）放在計量間里，每個計量間可容納30個。
2、輸出信號：
a、累積流量顯示：八位浮點式，開始顯示小數(shù)點后五位：0.00000m3，最后顯示小數(shù)點后三位：0000.000 m3。表示從儀表開始作后的累計流量。
b、瞬時流量顯示：四位浮點式，開顯示始小數(shù)點后兩位：00.00 m3，最后顯示小數(shù)點一位：000.0 m3。表示當前的瞬時流量。
3.抗干擾：10kW~17kW電機轉(zhuǎn)動，顯示不變化。
4.準確度：無修正時3%左右，修正后為±0.01%。
5.流量修正范圍：在全流程范圍內(nèi)八段進行補償修正。
6.設累積流量置補償系數(shù)位：最多八位整數(shù)。
7.電源：（4~5）V直流。
8.總耗電：<1.0mW.
9.帶LB欠壓指示.
10.環(huán)境溫度:(-20~70)℃。
11.相對濕度:<85%
12.隔爆型外殼設計
硬件組成
1、硬件中的核心是ATMEL生產(chǎn)的AT89C51/LV51單片機，它是一種低功耗/低電壓、高性能的8位單片機，片內(nèi)帶有一個4K字節(jié)的Flash可編程可擦除只讀存儲器 ，它采用了CMOS工藝和ATMEL公司的高密度非易失性存儲器技術(shù)，而且其輸出引腳和指令系統(tǒng)都與MSC-51兼容。
2、存儲流量用的存儲器是ATMEL生產(chǎn)的AT24C16系列，它是一種帶有閃2K字節(jié)的可電擦除、可編程的只讀存儲器。通過單片機的RXD和TXD口與它的SCL和SDA分別相連，進行讀寫操作。
3、測量時，有一個1秒的硬件復位電路接到 RESET端，使單片機定時復位。單片機采用省電模式工作，每次輸入、累計、顯示處理后等待喚醒，這樣工作功耗非常小。設置補償系數(shù)時，復位腳正常連接。
4、輸入脈沖通過分頻、74HC393鎖存后，送入單片機的P2口。在單片機內(nèi)經(jīng)過程序處理后，輸出顯示信號送到P1口（數(shù)據(jù)4位，選擇信號4位）。數(shù)據(jù)中4位送入MC14543（BCD --鎖存/ 7段譯碼/ 驅(qū)動動器）中，共有12個MC14543，分別控制著與累計流量8位及瞬時流量4位相連的液晶塊的顯示數(shù)據(jù)，4位選擇信號送到CD4514譯碼器（4位鎖存/ 4-16線譯碼器），選擇接收數(shù)據(jù)的MC14543芯片和浮動顯示的小數(shù)點位。
6、硬件分為兩部分：①控制部分：對流量信號處理，得到累積流量和瞬時流量的顯示數(shù)據(jù)。②顯示部分：將顯示數(shù)據(jù)送到液晶顯示屏。兩部分通過一個10針的插座J1相連。
注：
1、單片機P2口(p20~p27)接經(jīng)過分頻的頻率信號輸入（8位）
2、單片機的P3.4（T0）接按鍵：“設定鍵” ；P3.5（T1）接按鍵：“確定鍵”；P3.2（INT0）接按鍵：“移位鍵”；P3.3（INT1）接按鍵：“加一鍵”。
3、P3.1（TXD）接AT24C16的SDA，P3.0（RXD）接AT24C16的SCL
4、開關(guān)K的1、3接通時設置補償系數(shù)，單片機的RESET2正常接復位電路；K的2接通時儀表正常使用；K的2、3、4接通時顯示輸入的頻率值。
5、單片機的P0端空閑，等儀表出廠時，可以將單片機的P0口中的若干引腳用燒掉，以保護開發(fā)者的勞動成果，相關(guān)知識可查閱單片機的程序加密方法。
顯示部分
1、單片機P2口(p20~p27)接經(jīng)過分頻的頻率信號輸入（8位）
2、單片機的P3.4（T0）接按鍵：“設定鍵” ；P3.5（T1）接按鍵：“確定鍵”；P3.2（INT0）接按鍵：“移位鍵”；P3.3（INT1）接按鍵：“加一鍵”。
3、P3.1（TXD）接AT24C16的SDA，P3.0（RXD）接AT24C16的SCL
4、開關(guān)K的1、3接通時設置補償系數(shù)，單片機的RESET2正常接復位電路；K的2接通時儀表正常使用；K的2、3、4接通時顯示輸入的頻率值。
5、單片機的P0端空閑，等儀表出廠時，可以將單片機的P0口中的若干引腳用燒掉，以保護開發(fā)者的勞動成果，相關(guān)知識可查閱單片機的程序加密方法。
顯示部分
