摘要(yao)：設計了電(dian)容式渦街(jie)流量計 二(er)次儀表的(de)電路部分(fen),其中包括(kuo)前置放大(da)電路、濾波(bo)📐電路、整形(xing)電路組成(cheng)的信号調(diao)理電路，以(yi)MSP430F149單片機🐅爲(wei)核🔴心的按(an)鍵接口電(dian)路,LCD顯示接(jie)口電路,以(yi)及該二次(ci)儀表供電(dian)電路的設(she)計。實驗證(zheng)明,該電路(lu)能夠精确(que)實現對電(dian)容式渦街(jie)流量信号(hao)的控制、處(chu)理功能。
　　電(dian)容式渦街(jie)流量計是(shi)渦街流量(liang)計中最有(you)發展前🍓途(tu)的一種,它(ta)安裝簡單(dan)，維護方便(bian),無需裝導(dao)壓管和固(gu)定支架💃,可(ke)減少故🈲障(zhang)點。它廣泛(fan)用于管道(dao)中液體、氣(qi)體和🐪蒸汽(qi)的測量,具(ju)有良好👈的(de)通用🌈性和(he)互換性🌈，能(neng)滿足用🤞戶(hu)不同的🌈檢(jian)測要求,因(yin)此研究電(dian)容式渦🐆街(jie)流量計将(jiang)具有極其(qi)重要的現(xian)實意義。設(she)計了電🔞容(rong)式渦街流(liu)量計二次(ci)儀表電路(lu)，該電路以(yi)MSP430F149單片機爲(wei)核心,設🧡計(ji)了信号調(diao)理電路,低(di)功💋耗微處(chu)理器系統(tong)🧑🏽‍🤝‍🧑🏻,二次儀表(biao)供電電路(lu)。該電路具(ju)有低成🔴本(ben)、低功耗、高(gao)精度的特(te)點,具有廣(guang)闊的市場(chang)應用前景(jing)。
1二次儀表(biao)電路的工(gong)作過程
　　電(dian)容式渦街(jie)流量傳感(gan)器把檢測(ce)到的渦街(jie)信号，經過(guo)信号調理(li)😄電路處理(li)後,送到MSP430F149的(de)P1.1口,利用該(gai)I/O口具有的(de)定時器A捕(bu)獲中斷功(gong)能，同時利(li)用定時器(qi)B模塊,讀人(ren)捕獲💃🏻的時(shi)間,獲得信(xin)号的頻率(lü),再根據儀(yi)表參數✔️,可(ke)以計算出(chu)瞬時流量(liang)值、累積流(liu)量值,送🛀🏻到(dao)指定的RAM數(shu)據緩沖區(qu)供LCD實時顯(xian)示📱。
2信号調(diao)理電路設(she)計
　　環行電(dian)路輸出的(de)信号低于(yu)毫伏級,需(xu)要對采集(ji)到的信号(hao)進行放大(da)處理。可以(yi)通過恒流(liu)源式雙人(ren)單出差動(dong)放大電路(lu),該電路能(neng)抑制零點(dian)漂移，電路(lu)如圖1(a)所示(shi);傳感器☔得(de)到的信号(hao)夾🔞雜着噪(zao)聲信号,爲(wei)消🌈除噪聲(sheng)的幹擾,設(she)計濾波電(dian)路,該電路(lu)采用無限(xian)增🔞益多路(lu)反饋二階(jie)濾波電路(lu),該電路過(guo)渡帶窄,能(neng)改善渦街(jie)信号的頻(pin)率特性,濾(lü)波電路如(ru)圖1(b)所示;信(xin)号放大濾(lü)波電路後(hou),爲便于單(dan)片機計數(shu),需要對信(xin)号進🐕行整(zheng)形處理。整(zheng)形電路通(tong)過施密特(te)觸發器電(dian)路産生方(fang)波信号,電(dian)路如圖1(c)所(suo)示;通過設(she)置可調電(dian)位器R8的阻(zu)值,設定門(men)限電壓,将(jiang)輸人信号(hao)轉換成脈(mo)沖✊信号輸(shu)人單片機(ji)的P1.1端口💋。利(li)用P1.1端口可(ke)以設置爲(wei)捕獲方式(shi)獲取流量(liang)信号頻率(lü)。
 
3低功耗微(wei)處理器系(xi)統設計
3.1鍵(jian)盤接口電(dian)路
　　現場測(ce)量儀表在(zai)使用時,需(xu)要根據不(bu)同管道直(zhi)徑、流體🏃‍♂️介(jie)質👉、溫✊度、氣(qi)壓、黏滞系(xi)數等改變(bian)或修正相(xiang)關參數,來(lai)計📱算體積(ji)流量或質(zhi)量流量,所(suo)以儀表必(bi)須有可以(yi)現場修正(zheng)的鍵☁️盤。設(she)計采用獨(du)🧡立式鍵盤(pan)來修改相(xiang)關參數值(zhi)，鍵盤電路(lu)主要利用(yong)MSP430單🏒片機的(de)I0端👉口來進(jin)行設計。它(ta)的6組端口(kou)的每組8個(ge)IV0管腳可以(yi)單獨設置(zhi)成輸人或(huo)者輸出,且(qie)每個都可(ke)獨立讀寫(xie)。如圖2所示(shi)爲鍵盤接(jie)口電路🛀🏻,，利(li)用P2端口的(de)每個管腳(jiao)還可以單(dan)獨設置爲(wei)中💔斷或隻(zhi)讀口分别(bie)與P2.0~P2.4依次連(lian)接🧡。按鍵功(gong)能分别是(shi)返回鍵、右(you)移鍵、增1鍵(jian)、左移鍵🔞、修(xiu)改🐉鍵。當修(xiu)改鍵有按(an)鍵動作時(shi)觸發鍵盤(pan)中斷,其它(ta)鍵按下不(bu)響應中斷(duan)。當進人中(zhong)斷後按下(xia)其它任意(yi)鍵使得🐅對(dui)應，P2口由100Q和(he)1kn兩個電阻(zu)對3.3V分壓爲(wei)高電平3V,彈(dan)起🧑🏽‍🤝‍🧑🏻鍵時對(dui)應P2口爲低(di)電平0,以此(ci)作爲🤟鍵盤(pan)掃描判斷(duan)。
 
3.2顯示電路(lu)
　　采用低功(gong)耗點陣式(shi)字符液晶(jing)顯示器NO-KIA5110的(de)48x84,這是一-種(zhong)串行💯輸人(ren)☀️數據點陣(zhen)式液晶,所(suo)占用的單(dan)片機I/0口數(shu)🍓量較少,另(ling)外此液晶(jing)具有🥰低電(dian)壓供電方(fang)式,可選擇(ze)3.3Vce和5Vce的電壓(ya)供電。液晶(jing)内🤟部采用(yong)PCD8544,設計爲48行(hang)84列的圖形(xing)顯示，所有(you)的顯示功(gong)能集成在(zai)一塊芯片(pian)上,包括LCD電(dian)壓及偏置(zhi)電㊙️壓發生(sheng)器，隻🚶‍♀️須很(hen)少外部元(yuan)件且功耗(hao)小正常顯(xian)示時的工(gong)作電流在(zai)❄️200μA以下,且具(ju)有掉電模(mo)👅式。這些特(te)點非常👄适(shi)合于電池(chi)供電的便(bian)攜式通信(xin)💃設備和測(ce)試設備中(zhong)(3.4]。電路結構(gou)如圖3所🌐示(shi),隻有2、3、4腳同(tong)✉️單片機P4.0、P4.1、P4.2相(xiang)連,使用内(nei)部振蕩器(qi)🈚時令6腳接(jie)高電平,8引(yin)腳所接電(dian)容是起延(yan)時作用,它(ta)影響掉電(dian)時屏幕上(shang)🙇🏻信息消失(shi)速度快慢(man),通常🌂選0.1μF~10μF。
 
4二(er)次儀表供(gong)電電路設(she)計
　　MSP430系列單(dan)片機的工(gong)作電源--般(ban)是1.8V~3.6V,并且功(gong)耗極低,電(dian)池🔞電壓通(tong)過W7805轉換成(cheng)+5V電源。如圖(tu)4所示，該芯(xin)片輸人5V,輸(shu)出電壓爲(wei)3.3V,電流爲800mA,完(wan)全能滿足(zu)大多數低(di)功耗應用(yong)場合的要(yao)求,也能滿(man)足本系統(tong)的功耗要(yao)♌求。
 
5結論
　　設(she)計了電容(rong)式渦街流(liu)量計二次(ci)儀表的電(dian)路,該電✔️路(lu)♍由💞信号調(diao)理電路、低(di)功耗微處(chu)理器系統(tong)、二次儀📐表(biao)供電電路(lu)組🍓成。實驗(yan)驗證了該(gai)電路的正(zheng)确性.和🐕可(ke)靠性,而且(qie)該電路還(hai)具有結構(gou)簡單、價格(ge)低廉的優(you)點，具有廣(guang)闊的市場(chang)應用前💯景(jing)。

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