流量检测系统的设计

1、课设题目 流量检测系统摘要流量是三大工业过程控制量之一，流量计量直接关系到国家利益和国计民生。电磁流量计因测量时不受被测介质的温度、粘度、密度等影响，应用领域非常广泛。因此，设计一个流量检测系统。设计的流量检测系统以 AT89C51 单片机为核心，管道流量的检查采用电磁流量计，电磁流量计输入 420mA 的电流信号，通过 I/A 转为 05V 的电压信号，经 AD 转换送与单片机转换为流量数据，在液晶屏幕 LCD1602 中显示。该流量检测系统可检测小口径管道流量,因不受流体材料的限制，常应用于食品工业。关键词：电磁流量计，AT89C51 单片机目录一、绪论1.1 课题开发的背景和现状1.2

2、课题开发的目的和意义1.3 课题技术性能指标二、流量计种类选择方案三、系统总体方案设计 四、主要器件的方案选择4.1、HR-LDG 系列电磁流量传感器4.2、单片机的方案选择五、模块电路的设计5.1、MCU 主控电路5.2、LCD1602 液晶显示电路5.3、电流/电压转换电路5.4、A/D 转换电路5.5、电源模块六、电磁流量计安装时注意事项 七、系统软件开发流程及代码分析八、设计总结九、参考文献附录1、总电路图2、元器件清单一、绪论1.1 课题开发的背景和现状工业生产中过程控制是流量测量和仪表应用的一大领域，流量与温度、压力和物位一起称为过程控制中的四大参数，人们通过这些参数对生产过程进行

3、监视与控制。对流体流量进行正确测量和调节是保证生产过程安全经济运行、提高产品质量、降低物质消耗、提高经济效益、实现科学管理的基础。流量的检测与控制在化工、能源电力、冶金、石油等领域应用广泛。例如：在天然气工业蓬勃发展的现在，天然气的计量收起了人们的特别关 注，因为在天然气的采集、处理储存、运输和分配过程中，需要数以百万计的 流量计，其中流量蠩涉及到的结算金额数字巨大，对测量和控制准确度和可靠 性要求特别训。此外，在环境保护领域，流量测量仪表也分演着重要角色。人 们为了控制大气的污染，必须对污染大气的烟气以及其分温室气体排放进行监 测；废液和污水的排放，使地表水源和地下水源受到污染，人们必须对废

4、液和 污水进行处理，对排放量进行控制。于是数以百万计的烟气排放点和污水排放 口都成了流量测理对象。同时在科学试验领域，需要大量的流量控制系统进行 仿真与试验，流量计在现代家业、水利建设、生物工程、管道输送、航天航空、军事领域等也有广泛的应用。1.2 课题开发的目的和意义在现代工业生产过程自动化中，流量是重要的过程参数之一。流量是衡量 设备的效率和经济性的重要指标；流量是生产操作和控制的依据，因为在大多 数工业生产中，常用测量和控制流量来确定物料的配比与耗量，实现生产过程 自动化和最优控制。同时为了进行经济核算，也必须知道如一个班组流过的介 质总量。所以，流量的测量与控制是实现工业生产过程自动化

5、的一项重要任务。例如：由于石油是重要的能源，无论上从节约能源的角度，还是从经济性角度来看,对于流量的精确控制都是十分必要的，所产生的经济效益也是十分明显的。在自来水的监测与流量控制中，应用高精度的流量计量与控制仪表也是必须的，所带来的经济效益是十分巨大且显而易见的。开展石油化工过程流程模拟、先进控制与过程优化技术的研究与应用具有十分重要的现实意义，是当前国内外石油化工界广泛关注的一个话题。自动化技术可以提高计量准确度、数据可靠性和及时性，为优化生产运行、核算经济效益、强化生产调度和有效监控生产过程，进一步降低泵站工业噪声污染，改善职工工作条件，减轻劳动强度，避免职业伤害，延长设备使用寿命以及企

6、业节能降耗工作起到积极作用。1.3 课题技术性能指标（1）小口径的电磁流量计，应用于食品工业；（2）检测管道的流量；（3）所测流量送液晶显示。二、流量计种类选择方案目前，常用的流量计有：涡轮流量计、电磁流量计和明渠流量计 3 种。因此，初步有三种方案设计可选用。1、方案一采用明渠流量计进行流量的检测。HOH-L-01 多普勒明渠流量计测量系统的组成方法一般由一台流量显示仪、一台流速计、一台液位计组成；也可由一台流量显示仪、多台流速计、一台液位计组成的多点流速测量的明渠流量系统。HOH-L-01 多普勒明渠流量计系统，适用于水库、河流、水利工程、城市供水、污水处理、农田灌溉、水政水资源等矩形、梯

7、形明渠及涵洞的流量测量， 此次设计中应用于食品工业，故不适合使用明渠流量计。2、方案二采用涡轮流量计进行流量检测。涡轮流量计由涡轮、轴承、前置放大器、显示仪表组成。 被测流体冲击涡轮叶片，使涡轮旋转，涡轮的转速随流量的变化而变化，即流量大，涡轮的转速也大，再经磁电转换装置把涡轮的转速转换为相应频率的电脉冲，经前置放大器放大后，送入显示仪表进行计数和显示， 根据单位时间内的脉冲数和累计脉冲数即可求出瞬时流量和累积流量。涡轮流量计在一些对于准确度要求不高的场合得到了广泛的应用，但其不能长期保持校准特性，流体对流量特性有较大影响，对于食品安全流量检测，不适合于用此涡轮流量计。3、方案三采用电磁流量计

8、进行流量检测。电磁流量计的测量管是一个内衬绝綠材料非导磁合金短管。两只电极沿径方向透壁固定在测量管上，其电极头与衬头内表面基本齐平。励磁线圈由双向方波脉冲劢磁时，将在与测量管轴线垂直的方 向上产生一磁通量密度为 B 的工作磁场，此时，如果具有一定电导率的液体流经测量管，将切割磁力线感应出电动势 E。电动势 E 正比于磁通量密度 B、测量管内径 d 与平均流速 V 的乘积。电动势 E（流量信号）由电极检出并通过电缆送至转换器。转换器将流量信号放大处理后，可显示流体流量，并能输出脉冲， 模拟电流等信号，用于流量的控制与调节。电流量计有如下特点：（1）属于非接触性仪表，测量管段是光滑直管，管内没有任

9、何阻碍流体流动的节流元件，不会引起额外的压力损失，节能效果好，可用于测量各种粘度的液体，特别适于测量含固体颗粒的液固混合流。此外除电极外没有其他组件与液体直接接触，因此它还适于测量腐蚀性大的液体，由此形成了独特的应用领域。（2）流量计测量过程不受被测介质的温度、粘度、密度等因素的影响，因此只需一次经水标定后就可用于测量其他导电液体的流量。（3）电磁场的产生是极快的过程，因此电磁流量计反应速度快，无机械惯性，可以测量瞬时流量，还可测水平或垂直管道中两个轴向的流量。（4）流量计输出只与被测介质的流速有关，量程范围宽。（5）应用口径范围大，小口径、微小口径常用于医药卫生等有卫生要求的场所，中小口径常

10、用于高要求或难测场合，如造纸工业测量纸浆液，大口径多用于给排水工程。对比以上三种方案，方案一中适合应用于水库、河流、水利工程、城市供水、污水处理、农田灌溉、水政水资源等矩形、梯形明渠及涵洞的流量测量， 此次设计中应用于食品工业，管道内流量的流速测量，故不适合使用明渠流量计。方案二中涡轮流量计主要应用于石油、有机液体、无机液，液化气，天然气和低温流体，不适合选用涡轮流量计。方案三中流量计测量过程不受被测介质的温度、粘度、密度等因素的影响，因此只需一次经水标定后就可用于测量其他导电液体的流量，可用于食品工业流速的检测，因此对比前两种方案可得此次设计中采用电磁流量计进行流速的检测。三、系统总体方案设

11、计工作原理：基于电磁流量计的管道流量检测系统实现的功能为检测管道的流量，送液晶显示。管道流量的检查采用电磁流量计，电磁流量计输入420mA 的电流信号，通过 I/A 转为 05V 的电压信号，经 AD 转换送与单片机转换为流量数据，在液晶屏幕 LCD1602 中显示。系统框图见图：系统框图四、主要器件的方案选择4.1、HR-LDG 系列电磁流量传感器一般工业用电磁流量计被测介质流速为 24m/s 为宜，在特殊情况下，最低流速应不小于 0.1m/s，最高不大于 8m/s。若介质中含有固体颗粒，常用流速应小于 3m/s，以防止衬里和电极的过分摩擦：对于粘滞流体，流速可选择大于2m/s，较大的流速有

12、助于自动消除电极上附着的粘滞物的作用，有利于提高测量精度。在流量 Q 已确定的条件下，即可根据上述流速 V 的范围决定流量计口径 D 的大小，其值计算公式为：Q=D 2 V/4式中，Q:流量（m 3 /h）；D：管道内径（m）；V:流速（m/h）。（1）电磁流量计的工作原理与组成电磁流量计的测量管是一个内衬绝綠材料非导磁合金短管。两只电极沿径方向透壁固定在测量管上，其电极头与衬头内表面基本齐平。励磁线圈由双向方波脉冲劢磁时，将在与测量管轴线垂直的方向上产生一磁通量密度为 B 的工作磁场，此时，如果具有一定电导率的液体流经测量管，将切割磁力线感应出电动势 E。电动势 E 正比于磁通量密度 B、测

13、量管内径 d 与平均流速 V 的乘积。电动势 E（流量信号）由电极检出并通过电缆送至转换器。转换器将流量信号放大处理后，可显示流体流量，并能输出脉冲，模拟电流等信号，用于流量的控制与调节。导电性液体在垂直磁场的非磁性测量管内流动，与流动方向垂直的方向上产生与流量成比例的感应电势，电动势的方向按“弗来明右手规则”，其计算公式为E=kBD V（式 1）式中，E：感应电动势，即流量信号，V;K:系数；B 磁感应强度，T；D：测量管内径，m； V ：平均流速，m/s.设液体的体积流量为q (m 3 /s),q =D2 V /4(式 2)vv则 E=(4kB/D)q v =kq v(式 3)式中 K 为

14、仪表常数，K=4kB/D。式 1 中 K、d 为常数，由于励磁电流是恒流的，因此 B 也是常数。由 E=kBD V 可知，体积流量 Q 与信号电压 E 成正比， 即流速感应的信号灯电压 E 与体积流量 Q 成线性关系。因此，只要测量出 E 就可以确定流量 Q，这就是电磁流量计的基本工作原理。由 E=kBD V 可知，被测流体介质的温度、密度、压力、电导率、液固两相流体介质的液固成公比等参数不会影响测量结果。至于流动状态，只要符合轴对称流动就不会影响测量结果。因此，电磁流量计是一种真正的流量计。对于制造厂和用用户来说，只要用普通的的水实际标定后就可测量其他任何导电流体的体积，而不需要任何修正，这

15、是电磁流量计的一突出特点，也是其他任何流量计所没有的。测量管内无活动及阻流部件，因此几乎没有压力损失，并具有很高的可靠性。EMF 由流量传感器和转换器两大部分组成。传感器的测量管上下装有激磁线圈，能激磁电流后产生磁场穿过测量管，一对电极装在测量管内壁与液体相接触，引出感应电势，送到转换器。激磁电流则由转换器提供。（2）电磁流量传感器的选择电磁流量计的量程 Q 应大于预计的最大流量值，而正常的流量值以稍大于流量计满量程高刻度的 50%为宜。口径大小与流量范围对应如下表所示。表 2口径大小与流量范围对应参考表通径（mm）流量范围（m3 /h）通径（mm）流量范围（m 3 /h）通径（mm）流量范围

16、（m 3 /h）DN150.66.36DN25017.661766.25DN900228.91222890.60DN200.1111.30DN30025.432543.40DN1000282.6028260.00DN250.1817.66DN35034.623461.85DN1200406.9440694.40DN400.4545.22DN40045.224521.60DN1600723.4672345.60DN500.7170.65DN45057.235722.65DN1800915.6291562.40DN651.19119.40DN50070.657065.00DN20001130.40

17、113040.0DN801.81180.86DN600101.7410173.6DN22001367.78136778.4DN1002.83282.60DN700138.4713847.4DN24001627.78162777.6DN20011.301130.40DN800180.8618086.4DN26001910.38191037.6在本系统中选用 HR-LDG-D25-T0-F1-C0-E1-H0-G1-D 型电磁流量计，流量范围为 0.414 m 3 /h，介质温度为 0-80，衬里材料为耐磨橡胶，电极材料为216L，工作压力为 2.5Mpa,全系列口径，连接方式为法兰式，转换器结构

18、为一体式智能表头，220VAC 供电电压，输出为 4-20mA，防爆类型为隔爆型。因此， 所选的传感器为 HR-LDG 系列电磁流量传感器。（3）电磁流量传感器的特点1、LDG 系列电磁流量计适用于各种导电液体的流量测量，如自来水，污水， 泥浆，纸浆，各种饮料，化学原料，粘稠液体和悬浮液。2、LDG 系列电磁流量计的测量结果不受温度，压力，密度，导电率等介质物理特性和工况条件的影响，其输出信号与被测流体的体积流量成正比。3、LDG 系列电磁流量计对强腐蚀性，强磨损性介质具有良好的适应性。4、LDG 系列电磁流量计具有优异的量程比，在低流速或流量变化幅度较大的应用领域（如自来水行业）具有良好的适

19、用性。5、具有正/反双向流量测量功能。6、提供传感器多段非线性修正和传感器零点修正以及自动校零功能。7、无线遥控、红外遥控功能以及按键操作，操作更加方便。8、多级密码管理，多种极限报警参数设置功能。9、具备转换器本机自检功能，宽范围电源模式可供选择（DC：18V36VAC：85V265V）。10、采取一体及分离组合型设计，转换器和传感器双重系数设定，使转换器具有可替换性，模块化板卡设计，升级维护迅捷简便。11、具备防雷电保护设计电路。高效抗干扰电路，适用各种恶劣环境。12、多种输出通讯接口可供选择。4.2、单片机的方案选择在嵌入式领域中有多种微处理器可以选择，比如 FPGA、DSP、单片机、A

20、RM 等，在这些处理器中单片机的价格最低，性能适中，适合此类场合。下面对一些常用的单片机类型进行说明：(1) 51 系列单片机。51 单片机是对目前所有兼容 Intel 8031 指令系统的单片机的统称，其代表型号有 ATMEL 公司的 AT89 系列等，Philips、华邦、Dallas、Siemens(Infineon)等公司也有许多兼容的产品，它广泛应用于工业控制系统、白色家电等领域之中。目前很多公司都有 51 系列的兼容机型推出，在今后很长的一段时间内将占有大量市场。(2) AVR 系列单片机。AVR 单片机是 1997 年由 ATMEL 公司研发出的增强型内置 Flash 的 RIS

21、C (ReducedInstructionSetCPU)精简指令集高速 8 位单片机。AVR 单片机废除了机器周期，抛弃复杂指令计算机( CISC)追求指令完备的做法；采用精简指令集，以字作为指令长度单位，将内容丰富的操作数与操作码安排在一字之中， 广泛应用于计算机外部设备、工业实时控制、仪器仪表、通讯设备、家用电器等各个领域。(3) MSP430。MSP430 系列是一个 16 位、具有精简指令集、超低功耗的混合型单片机， 由于它具有极低的功耗、丰富的片内外设和方便灵活的开发手段，已成为众多单片机系列中一颗耀眼的新星。片上集成了 AD、DA、PWM、LCD 驱动，其比较器AD 采样方式能达到

22、很高的精度，开发系统也很便宜。缺点是在位操作时有点麻烦，不适合用于逻辑控制以及对功耗不敏感的使用场合。从成本、开发的难易程度考虑，选用 ATMEL 公司的 AT89C51 单片机。它是一种低功耗、高性能 CMOS 8 位微控制器，具有 8K 可编程 Flash 存储器，与80C51 产品指令和引脚完全兼容，有 8K 字节的 Flash，256 字节 RAM，32 位 I/O口线，看门狗定时器，2 个数据指针，3 个 16 位定时计数器，1 个 6 向量 2级中断结构，全双工串行口，片内晶振及时钟电路。五、模块电路的设计本流量检测系统可分为以下几个模块电路：MCU 主控电路；LCD1602 液晶

23、显示电路；电流/电压转换电路；、A/D 转换电路；电源模块。5.1、MCU 主控电路基于电磁流量计的管道流量检测系统，系统选用 AT89C51 作为 CPU，具有上电复位和手动复位功能，晶振为 11.0592MHz。AT89C51提供以下标准功能：4k字节Flash闪速存储器，128字节内部RAM，32 个IO 口线，两个16位定时计数器，一个5向量两级中断结构，一个全双工串行通信口，片内振荡器及时钟电路。同时，AT89C51可降至0Hz的静态逻辑操作，并支持两种软件可选的节电工作模式。空闲方式停止CPU的工作， 但允许RAM，定时计数器，串行通信口及中断系统继续工作。掉电方式保存RAM中的内

24、容，但振荡器停止工作并禁止其它所有部件工作直到下一个硬件复位。在本 MCU 主控电路中其复位电路如图左边下部分，其主控模块是通过开关手动复位的，只要在 RST 引脚出现大于 10ms 的高电平，单片机就进入复位状态， 这样做的目的是便于根据实际情况而选择是否复位流量检测数据。而单片机的振荡电路选用的是晶振振荡电路，其具体电路如图左边上部分。采用晶体震荡电路的原因是因为它的频率稳定性好，而这正是本流量检测系统非常重要的技术要求。图 5.1MCU 主控电路图5.2、LCD1602 液晶显示电路液晶显示的分类方法有很多种，通常可按其显示方式分为段式、字符式、点阵式等。除了黑白显示外，液晶显示器还有多

25、灰度有彩色显示等。如果根据驱动方式来分，可以分为静态驱动（Static）、单纯矩阵驱动（Simple Matrix）和主动矩阵驱动（Active Matrix）三种。LCD1602 液晶显示的原理是利用液晶的物理特性，通过电压对其显示区域进行控制，有电就有显示，这样即可以显示出图形。液晶显示器具有厚度薄、适用于大规模集成电路直接驱动、易于实现全彩色显示的特点。其液晶模块的读写操作、屏幕和光标的操作都是通过指令编程来实现的。此显示电路中选用可以显示 2 行 16 个字的液晶 LCD1602 显示流量,其中 R4的作用为调节对比度。图 5.2 液晶显示电路图5.3、电流/电压转换电路当电磁流量计输

26、入为 4-20mA 的电流信号，要送到单片机测量显示，则需要把电流信号转换为电压信号，采用电流/电压转换器实现电流到电压的转换。此次转换电路中采用顺源公司的 ISO EM 系列隔离放大器。ISOEM 系列隔离放大器是一种磁电隔离的混合集成电路，该 IC 在同一芯片上集成了一个多隔离的DC/DC 变换电源和一组磁电耦合的模拟信号隔离放大器，它采用磁电耦合的低成本方案，主要用于对（电磁干扰）无特殊要求的场合。抗（电磁干扰）能力较差，特殊使用场合应注意增加电磁干扰抑制电路或采取屏蔽措施。在本系统中，采用具体型号为的直流电压/的电流信号隔离放大器，可以实现 420mA/05V 的转换，模块供电电源为5

27、V。图 5.3 电流/电压转换电路图5.4、A/D 转换电路本系统中选用 8 位 A/D 转换器 ADC0801 采集电磁流量计的信号，经过 AD 转换送与单片机转换为流量数据，在液晶屏幕 LCD160 显中显示。此次设计中采用 AT89C51 单片机系统，该系统只能识别数字信号，而采集到的信号为模拟信号，不能为系统识别。ADC0801 通过 IN+端接收一个电压信号， 通过模/数转换，在八位输出端输出相应高低电平的数字信号，并传给 AT89C51 系统，实现模数转换。图 5.4A/D 转换电路图5.5、电源模块电源设计需要功能可靠，且每一个板上都有 CBB 电容和高品质的 ELNA 电容做退

28、耦，如图 5.5 所示通过对电路的观察，发现设计所用的电源都是直流电源+5V，所以采用三端集成稳压器 LM7805，可以方便的实现此功能。先将 220V/50Hz 的交流电源电压通过变压器将其电压转换为 12V，然后加入电桥进行整流，接着通过电容和LM7805 组成的电路进行滤波，得到所要求的+5V 的电压。图 5.5 电源电路六、电磁流量计安装时注意事项电磁流量计的安装比较重要，将直接影响测量精度。1、对外部环境的要求电磁流量计的安装对外部环境要求严格。（1）流量计应避免安装在温度变化很大或受到设备高温辐射的场所，若必须安装时，须有隔热、通风的措施。（2）流量计最好安装在室内，若必须安装于室

29、外，应避免雨水淋浇、积水受淹及太阳暴晒，须有防潮和防晒措施。（3）流量计应避免安装在含有腐蚀性气体的环境中，必须安装时，须有通风措施。（4）为了安装、维护、保养方便，在流量计周围须有充实的安装空间。（5）流量计安装场所附近应避免存在强磁场及强震动源，如管道震动大， 流量计两边应有固定管道的支座。2、对直管段的要求为了改善涡流与流畅畸变的影响，流量计安装的前后直管段长度有一定要求，否则会影响测量精度。3、对工艺管的要求流量计对安装点的上下游工艺管有一定的要求，否则影响测量精度。上下游工艺管的内径与传感器的内径相同，并应满足：0.98DND1.05DN(式中 DN：传感器内径，D：工艺管内径)，工

30、艺管与传感器必须同心，同轴偏差应不大于0.05DN。4、旁通管的要求为了方便检修流量计，最好为流量计安装旁通管，另外，对重污染流体及流量计须清洗而流体不能停止的，必须安装旁通管。5、传感器的接地为了使仪表可靠的工作，提高测量精度，不受外界寄生电势的干扰，传感器应具有良好的单独接地线，接地电阻阻值10，在连接传感器的管道内若涂有绝缘层或是非金属管道时，传感器两侧还应加装接地环。6、流量计安装时注意事项除上面介绍的安装注意事项外，还要注意以下几点。（1）安装尺寸一定要计算准确，否则容易泄露或安装不上。（2）流体流向必须与传感器表面上的流向箭头保持一致。（3）流量计的电极轴线必须近似水平，否则影响测

31、量精度。（4）传感器两边的法兰必须保持平行，否则容易泄露。（5）为了表面在安装后形成漩涡流动，应保证工艺配管、密封件、流量计同轴连接不能错开。安装流量计时，严禁在紧靠流量计法兰处电焊施工，以免烧伤流量计衬里。（6）对不同性质的工艺管道，应采用相应的接地方式。（7）对于腐蚀性介质，最好应垂直安装，被测介质自下往上流动，这样可以避免固体颗粒在流量计管道中沉积，使衬里腐蚀均匀，延长使用寿命。（8）对于口径大于 200mm 的测量管，为了方便，可采用伸缩头。七、系统软件开发流程及代码分析系统软件主要包括 AD 转换、由测量数据转为流量、显示码的取得、液晶的初始化、液晶显示等。1、系统软件流程基于电磁流

32、量计的管道流量检测系统的主程序流程如图（6）所示。程序上电后，首先多 LCD1602 液晶初始化，设置显示格式，然后在液晶屏幕上，第一行左侧固定显示你“flow”，第二行中间靠右显示“m3/h”。最后循环读取 AD转换数据，再将 AD 转换结果转换为流量数据，送至液晶显示，延时 2s 后继续测量显示。开始LCD1602初始化第一行显示“flow”系统主流程图2、系统软件代码分析基于电磁流量计的管道流量检测，系统的具体程序代码如下：#include #include #define ucharunsigned char #define uintunsigned int#define ADC080

33、1 XBYTE0x7FFF/adc0801 地址sbitRS=P15;/LCD 命令/数据端sbitRW=P16;/LCD 读/写端sbitLCDE=P17;/LCD 使能端sbitINTR=P10;/adc0801 中断uchar flag;/Busy 标志uchar dis_buf5;/显示缓冲区uchar code dis1 = flow:;/第一行显示表头uchar code dis2 = m3/h;/第二行显示表头uchar code dis = 0123456789.;/显示代码/=/函数声明/=void busy(void);/LCD 忙标志判断函数void dat_wrt(uc

34、har dat);/写数据子函数void cmd_wrt(uchar cmd);/写命令子函数void init_1602(void);/1602 初始化函数void lcd_start(uchar start);/设定显示位置函数void dat_adj(uchar dat1);/显示数据调整函数void disp(uint dat,uchar k);/显示子函数void print(uchar *str);/字符串显示函数uchar AD_dat(void);/AD 转换函数uchar dat_change(uchar flowad);/流量转换函数void delay1ms(uchar

35、x);/延时约 1ms 程序/*主程序*/ void main (void)uchar ad;init_1602();/初始化液晶lcd_start(0x00);/确定显示起始位置第一行print(dis1);/显示文字 flow:lcd_start(0x44);/确定显示起始位置第二行中间print(dis2);/显示文字 m3/hwhile(1)ad=AD_dat();/测流量ad=dat_change(ad);/流量转换disp(ad,0x41);/第二行显示流量delay1ms(2000);/延时 2s 重新采集流量/*流量转换函数*/0255 05V 420mA0.414m3/huc

36、har dat_change(uchar flowad)/流量转换函数float flow1; uchar flow;flow1=(float)(flowad)*(14-0.4)/255+0.4;/流量转换flow1=flow1*10;/保留 1 位小数flow=(uchar)(flow1);/数据类型转换return(flow);/返回流量数据/*AD 转换函数*/uchar AD_dat(void)/AD 转换函数uchar flowad;ADC0801=0;/启动 AD 转换while (INTR);/等待转换结束flowad=ADC0801;/读取转换值return(flowad);v

37、oid delay1ms(uchar x)/延时约 1ms 程序ucharTime,Time1; for(Time=0;Timex;Time+)for(Time1=0;Time1120;Time1+);/*LCD 忙标志判断函数*/ void busy(void)flag=0x80;/赋初值 高位为 1 禁止while (flag&0x80)/读写操作使能位禁止时等待 继续检测P0=0xff;RS=0;/指向地址计数器RW=1;/读LCDE=1;/信号下降沿有效flag=P0;/读状态位 高位为状态LCDE=0;/*写数据子函数*/ void dat_wrt(uchar dat)busy();

38、/检测 读写操作使能吗LCDE=0;RS=1;/指向数据寄存器RW=0;/写P0=dat;/写数据LCDE=1;/高电平有效LCDE=0;/*写命令子函数*/ void cmd_wrt(uchar cmd)LCDE=0;busy();/检测 读写操作使能吗P0=cmd;/命令RS=0;/指向命令计数器RW=0;/写LCDE=1;/高电平有效LCDE=0;/*1602 初始化函数*/ void init_1602(void)cmd_wrt(0x01);/清屏cmd_wrt(0x0c);/开显示，不显示光标，不闪烁cmd_wrt(0x06);/完成一个字符码传送后，光标左移，显示不发生移位cmd_

39、wrt(0x38);/162 显示，57 点阵，8 位数据接口/*设定显示位置函数*/ void lcd_start(uchar start)cmd_wrt(start|0x80);/*显示数据调整函数*/ void dat_adj(uchar dat1)dis_buf0=(dat1%1000)/100;/十位dis_buf1=(dat1%100)/10;/个位dis_buf2=10;/小数点dis_buf3=dat1%10;/小数点后个位/*显示子函数*/ void disp(uint dat,uchar k)uchar j; dat_adj(dat);lcd_start(k);/确定显示起

40、始位置for(j=0;j4;j+)/写显示数据dat_wrt(disdis_bufj);/*字符串显示函数*/ void print(uchar *str)while(*str!=0)/直到字符串结束dat_wrt(*str);/str+;/指向下一个字符八、设计总结经过这三周的课程设计, 做关于流量检测系统的设计,我认真查阅资料， 学习关于这方面的知识,比如说要了解 AT89C51 芯片中各个引脚的功能,怎么样去使用这个芯片，怎么样使用 ADC0801 进行模数转换，怎么样采用电流/ 电压转换器实现电流到电压的转换，尤其是在传感器和单片机的选型上花费 了大量时间去选择合适的器件并去学习怎样使

41、用。在理论学习的基础上,又下了一次苦工夫,算是明白了设计一个系统的过程;也让我体会到要想成功地设 计某个东西,光学好专业知识是不够的,必须要系统的知识,无论在哪方面都要有个明白的概念,只有这样才不至于在设计过程中摸不着头脑。同时，传感器技术及应用是检测技术及仪器专业最接近实际生产过程的一门专业课。通过 本次课程的课程设计，使我能够联系近几年来的电子技术知识，计算机知识， 仪表传感器知识，单片机知识等。也熟练掌握了 proteus 软件，KeilC 软件， 更培养了我的控制工程设计能力。九、参考文献【1】程德褔. 传感器原理及应用.北京：机械工业出版社，2011【2】胡汉才. 单片机原理及其接口

42、技术.北京：清华大学出版社，2004【3】余永权. 单片机在控制系统中的应用.北京：电子工业出版社，2003【4】马忠梅，张凯，籍顺心等.单片机的 C 语言应用程序设计【M】.第三版.北京：北京航空航天大学出版社，2003.【5】北京电子学会等. 传感器与执行器大全.北京：机械工业出版社，2006【6】陈书旺. 传感器应用及电路设计.北京：化学工业出版社，2008【7】郭秀才. 监测监控系统原理及应用.北京：中国电力出版社，2010【8】姚振东. DSP 器件及应用.西安：西安电子科技大学出版社，2008【9】睢丙东. 单片机应用技术与实例.北京:电子工业出版社，2005【10】美Tompet

43、ruzzellis. 传感器电子制作.北京：科学出版社，2007【11】吴鸣山.传感器技术基础与技术实训教程.北京：电子工业出版社，2006附录1、总电路图AT89C511 片10K 电阻11 个LCD16021 片0.1uF 电容1 个ADC08011 片10uF 电容1 个ISO EM1 片30pF 电容2 个电磁流量计1 个晶振1 个2K 电阻2 个开关1 个1K 电阻1 个2、元器件清单袄芈蒇袇螀芇蕿蚀聿芆艿蒃肅芅蒁螈羁芄薃薁袆芃芃螆螂芃莅蕿肁节蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈蚂螂羂薁袈肀肁芀蚁羆肁莃袆袂肀薅虿袈聿蚇蒂膇肈莇螇肃肇葿薀罿肆薂螆袅肅芁薈螁膅莃螄聿

44、膄蒆薇羅膃蚈螂羁膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿节衿羈腿莄蚂袄芈蒇袇螀芇蕿蚀聿芆艿蒃肅芅蒁螈羁芄薃薁袆芃芃螆螂芃莅蕿肁节蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈蚂螂羂薁袈肀肁芀蚁羆肁莃袆袂肀薅虿袈聿蚇蒂膇肈莇螇肃肇葿薀罿肆薂螆袅肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羁膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿节衿羈腿莄蚂袄芈蒇袇螀芇蕿蚀聿芆艿蒃肅芅蒁螈羁芄薃薁袆芃芃螆螂芃莅蕿肁节蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈蚂螂羂薁袈肀肁芀蚁羆肁莃袆袂肀薅虿袈聿蚇蒂膇肈莇螇肃肇葿薀罿肆薂螆袅肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羁膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿节衿羈腿莄蚂袄芈蒇袇螀芇蕿蚀聿芆艿蒃肅芅蒁螈羁

45、芄薃薁袆芃芃螆螂芃莅蕿肁节蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈蚂螂羂薁袈肀肁芀蚁羆肁莃袆袂肀薅虿袈聿蚇蒂膇肈莇螇肃肇葿薀罿肆薂螆袅肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羁膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿节衿羈腿莄蚂袄芈蒇袇螀芇蕿蚀聿芆艿蒃肅芅蒁螈羁芄薃薁袆芃芃螆螂芃莅蕿肁节蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈蚂螂羂薁袈肀肁芀蚁羆肁莃袆袂肀薅虿袈聿蚇蒂膇肈莇螇肃肇葿薀罿肆薂螆袅肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羁膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿节衿羈腿莄蚂袄芈蒇袇螀芇蕿蚀聿芆艿蒃肅芅蒁螈羁芄薃薁袆芃芃螆螂芃莅蕿肁节蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈蚂螂

46、羂薁袈肀肁芀蚁羆肁莃袆袂肀薅虿袈聿蚇蒂膇肈莇螇肃肇葿薀罿肆薂螆袅肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇袁节膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肃芅蕿袈芈膁蚈羀肁蒀蚇蚀袄莆蚇螂肀莂蚆羅袂芈蚅蚄膈膄蚄螇羁蒂蚃衿膆莈蚂羁罿芄螁蚁膄膀螁螃羇葿螀袅膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃蚂肂莈蒂螄芈芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羁莀蒈羃膇芆蒇蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃虿羆艿薃袁节膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肃芅蕿袈芈膁蚈羀肁蒀蚇蚀袄莆蚇螂肀莂蚆羅袂芈蚅蚄膈膄蚄螇羁蒂蚃衿膆莈蚂羁罿芄螁蚁膄膀螁螃羇葿螀袅膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃蚂肂莈蒂螄芈芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羁莀蒈羃膇芆蒇蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃虿羆艿薃袁节膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肃芅蕿袈芈膁蚈羀肁蒀蚇蚀袄莆蚇螂肀莂蚆羅袂芈蚅蚄膈膄蚄螇羁蒂蚃衿膆莈蚂羁罿芄螁蚁膄膀螁螃羇葿螀袅膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃蚂肂莈蒂螄芈芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羁莀蒈羃膇芆蒇蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇