单片机的流量控制系统副本.docVIP

第一章. 绪论…………………………………………………………………………2 1.1 研究目的、意义及研究内容………………………………………………2 1.2 流量计的应用领域…………………………………………………………2 1.3流量计概述及分类………………………………………………………… 2 第二章 工作原理及系统硬件设计………………………………………………… 3 2.1系统工作原理………………………………………………………………3 2.2硬件构成……………………………………………………………………4 第三章 系统软件设计………………………………………………………………4 3.1软件设计思路………………………………………………………………5 3.2 主程序设计…………………………………………………………………6 3.3流量控制子程序……………………………………………………………6 第四章 中断服务子程序……………………………………………………………7 4.1设定值输入程序…………………………………………………………7 4.2 A/D中断子程序…………………………………………………………8 4.3定时器中断子程序………………………………………………………12 4.4数码管显示子程序………………………………………………………14 4.5步进电机控制程序………………………………………………………15 总 结……………………………………………………………………………17 参考文献……………………………………………………………………… 18 第一章绪论 1.1 研究目的、意义及研究内容 流量是衡量设备的效率和经济性的重要指标 。流量测量与控制是实现工业生产过程自动化的一项重要任务。 本课题的主要研究内容是对流量进行控制，主要由流量传感器采集流量信息，然后经过AD转换器将连续的模拟信号离散化后传给单片机，单片机在软件系统的控制下，根据预先的设置和预期的控制要求,通过步进电机来精确控制阀门的开度,实现对流量的精确控制。 1.2 流量计的应用领域 流量计主要用于以下几个领域。 工业生产过程 能源计量 环境保护工程 交通运输 生物技术 科学实验 1.3 流量计概述 所谓流量是指单位时间内通过某一截面的物料数量，即瞬时流量。用于测量流量的仪表称为流量计，流量计是过程自动化仪表与装置中的大类仪表之一 。 流量是指示被测流量和(或)在选定的时间间隔内流体总量的流速监测装置主要功能是当流速未达到设定的流速阀值时发出检测信号，经计算机控制，进行报警或启动连锁保护系统，保护关键设备，能够以及时制止在生产中的突发事故，对生产安全和经济效益，有不可估量的实际作用。 2.1 系统工作原理 系统的工作原理是流量传感器采集到流量信息，通过变换器，转化为电信号，AD转换器将模拟电信号转化为离散信号，传给单片机。单片机软件系统根据事先的设定值对采集的信息进行处理，输出离散的控制信号。DA转换器将离散的控制信号转化为模拟电量。通过模拟电量来控制阀门的动作，从而调节流量，实现流量的精确控制。 2.2 硬件构成 本系统主要由水泵、流量传感器、电动阀门和MCS-51单片机控制系统以及液体管线和控制线、监视线等组成。 系统结构框图如下所示： 流量是指单位时间内通过管道某一截面的物料数量。本控制系统的任务是对通过某一管道截面的物料数量即降粘剂流量进行控制。本系统采用单片机控制，通过流量计采集流量信息，传给单片机。单片机通过预先设定值和系统软件进行分析，发出相应的控制信号，驱动调节阀动作，从而确定降粘剂的配比与耗量，实现生产过程自动化。 系统硬件结构图如图所示： 其中，电磁流量计作为流量传感器，采集流量信息，经放大器放大后送到AD转换器。AD转换器将连续的模拟量转化为单片机能接受的离散的数字量。单片机收到流量信号后，在控制系统软件的作用下，发出相应的执行命令给执行机构——步进电机。步进电机带动阀门动作，对流体流量进行控制。 第三章 软件设计 3.1 软件设计思路 该控制系统的软件设计可以分为三部分： 1.主程序部分：该部分完成存储器分区、数据定义和系统的初始化等，以及调用各个子程序，完成主要的控制功能。 2.流量控制程序：通过PID控制算法，编写出相应的流量控制子程序，实现对流量的控制，达到预期的控制要求； 3.各子程序：各个子程序完成具体的实现方法，主要包括：设定值输入、数码管显示、步进电机控制、AD转换中断、T0定时器中断、采样中断等。 软件流程图如下： 3.2 主程序设计 主程序部分，主要完成存储器分配、系统初始化和系统整体控制等，并通过调用各子程序段，实现软件的总体设计功能。主程序流