非滿管電磁流量計(jì)的軟件設(shè)計(jì) 非滿管電磁流量計(jì)的軟件設(shè)計(jì)
對(duì)于儀表來(lái)說(shuō)，其構(gòu)成除了有必須的硬件電路做基礎(chǔ)之外，它的正常工作還依賴于嵌入在硬件系統(tǒng)之中的軟件，兩者共同匹配實(shí)現(xiàn)儀表的各個(gè)功能。本章介紹了非滿管電磁流量計(jì)的軟件開(kāi)發(fā)平臺(tái)以及軟件設(shè)計(jì)的流程。
4．1 c430的開(kāi)發(fā)環(huán)境
msp430系列單片機(jī)的c語(yǔ)言開(kāi)發(fā)調(diào)試環(huán)境142，叫使用的是iar公司的embedded workbench，該編譯環(huán)境是一個(gè)適應(yīng)各種不同cpu的目標(biāo)系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的集成環(huán)境。iar的c430編譯器提供了c語(yǔ)言的標(biāo)準(zhǔn)特性，并且添加了許多為利用msp430系列的特性而設(shè)計(jì)的擴(kuò)展功能。c430編譯器和msp430匯編器集成在一起提供，共享連接器和庫(kù)管理工具。iar的msp430系列匯編器與msp430 系列單片機(jī)高度兼容，可以保證msp430隨機(jī)原始軟件只需要很少修改或者不做修改就可以轉(zhuǎn)換到iar系統(tǒng)中運(yùn)行?？梢允褂脀orkbench開(kāi)發(fā)c程序、編譯并使用c—spy調(diào)試器運(yùn)行該程序。
4．2非滿管智能電磁流量計(jì)的軟件框架
為了實(shí)現(xiàn)非滿管流體流量的測(cè)量，在搭好的硬件平臺(tái)基礎(chǔ)之上，還要進(jìn)行軟件平臺(tái)的搭建。系統(tǒng)所要實(shí)現(xiàn)的主要功能在上文中已有所概括：
(1)msp430中的a／d模塊對(duì)差壓傳感器信號(hào)的采集，并且計(jì)算出液位值日， 并送顯；
(2)單片機(jī)根據(jù)液位值日，選通與液位值日相匹配的多路模擬開(kāi)關(guān)的輸入(多路模擬開(kāi)關(guān)的輸入即是所選擇的那對(duì)測(cè)量電極)；
(3)選通后的某對(duì)測(cè)量電極的輸出信號(hào)與勵(lì)磁信號(hào)的乘積后，該信號(hào)經(jīng)過(guò)濾波和信號(hào)的電平提升后，msp430的a／d模塊采集這一信號(hào)進(jìn)行軟件濾波處理， 計(jì)算流體的流速，并結(jié)合流速和液位值，計(jì)算此時(shí)非滿管流體的流量q；
(4)鍵盤(pán)輸入的中斷程序和lcd顯示程序。系統(tǒng)軟件的程序包括主程序、鍵盤(pán)菜單處理、定時(shí)器中斷、a／d采樣、lcd 顯示等部分組成。下圖4．1和4．2是該系統(tǒng)軟件的主程序流程圖和定時(shí)器的中斷程序流程圖。初始化完成參數(shù)設(shè)定求壓力信號(hào)的平均饉，計(jì)算液位傻h，掖撬h皂動(dòng)模擬開(kāi)關(guān)的輸入7采集電極信號(hào)＼＼ 600令氯／否＼／i是童求電極信號(hào)的平l 均值，計(jì)算流ir 量，并送顯圖4．1主程序流程圖系統(tǒng)軟件的流程圖中，均采用算術(shù)平均值濾波。算術(shù)平均值要尋找一個(gè)x， 使該值與各采樣值鶿(胎l～n)之問(wèn)誤差的平方和為最小，印： e=min[蘭彬】：min[蘭(丈一x(鰳2】(4．1) k=l k=l 由一元函數(shù)求極限的原理得： 一1衛(wèi)x=二5’肖(k) ⅳ高、。(4．2) 上式(4．2)可以滿足誤差的平方和最小的要求，因此式(4．2)就是算數(shù)平均值濾波的算法。設(shè)第二次進(jìn)行測(cè)量的時(shí)候，測(cè)量值包括了有用信號(hào)及i)和干擾信號(hào)r(i)，那么進(jìn)行n次測(cè)量之后，有用信號(hào)的成分之和是： n σr(o=n串t (4·3) 干擾信號(hào)的強(qiáng)度是使用均方根用來(lái)衡量的。當(dāng)干擾信號(hào)是隨機(jī)信號(hào)時(shí)，進(jìn)行了n次測(cè)量的干擾信號(hào)的強(qiáng)度之和是：瓜-一√善聊)-√臚尺(44) 式(4．3)和(4．4)中的t和r分別表示的是有用信號(hào)和干擾信號(hào)的平均幅度。經(jīng)過(guò)了n次測(cè)量之后，進(jìn)行算術(shù)平均后的信噪比為： 麗歷n棗*tr=”歷’拳三r (4．5) v“7 式(4．5)中t／r是計(jì)g．g-數(shù)平均值之前的信噪比。由此可見(jiàn)，采用了算術(shù)平均值濾波之后的信噪比，比濾波之前提高了√n倍． 進(jìn)入定時(shí)器b的中斷服務(wù)程序a／d采樣的壓力值存儲(chǔ)到相應(yīng)的存儲(chǔ)器中求壓力平均值， 算術(shù)平均值濾波， 計(jì)算液位值ⅳ 跳出中斷進(jìn)入定時(shí)器a的中斷服務(wù)程序a，d采樣，將采樣值存儲(chǔ)到相應(yīng)的存儲(chǔ)器中≮≮秒? 算術(shù)平均值濾波， 求流速跳出中斷圖4．2定時(shí)器a，b的中斷程序
算術(shù)平均值濾波的方法適用于濾掉信號(hào)中存在的隨機(jī)干擾，且該信號(hào)是具有一個(gè)平均值，干擾信號(hào)在該平均值附近作上下波動(dòng)，綜合上述考慮，且進(jìn)入單片機(jī)的信號(hào)本身已經(jīng)經(jīng)過(guò)了硬件上的低通濾波，因此本文系統(tǒng)中數(shù)字濾波僅采用算術(shù)平均值濾波。除了主程序流程圖和定時(shí)器中斷流程圖之外，還有鍵盤(pán)輸入和lcd顯示等， 鍵盤(pán)輸入程序是使用i／o口的p2端1：3的中斷功能，當(dāng)有按鍵按下的時(shí)候，會(huì)引一否鹼壓個(gè)／ 赫話采器＼ 否感＼ 是傳＼起中斷事件的發(fā)生，從而實(shí)現(xiàn)外部事件的中斷處理。
4．3本章小結(jié)
本章在非滿管開(kāi)封電磁流量計(jì)硬件電路的基礎(chǔ)之上，架構(gòu)了與硬件相匹配的軟件，介紹了該軟件設(shè)計(jì)的平臺(tái)、軟件設(shè)計(jì)流程圖和軟件中采用的信號(hào)處理方法。--擴(kuò)展閱讀：開(kāi)封中儀流量?jī)x表有限公司專業(yè)生產(chǎn)電磁流量計(jì)、孔板流量計(jì)、渦街流量計(jì)、文丘里流量計(jì)、v錐流量計(jì)、v型錐流量計(jì)、噴嘴流量計(jì)、插入式電磁流量計(jì)、智能電磁流量計(jì)、分體式電磁流量計(jì)、一體式電磁流量計(jì)、標(biāo)準(zhǔn)孔板流量計(jì)、標(biāo)準(zhǔn)孔板、一體化孔板流量計(jì)、標(biāo)準(zhǔn)噴嘴流量計(jì)、長(zhǎng)徑噴嘴流量計(jì)、標(biāo)準(zhǔn)噴嘴、長(zhǎng)徑噴嘴、插入式渦街流量計(jì)、智能渦街流量計(jì)、錐型流量計(jì)、v錐型流量計(jì)、節(jié)流裝置、節(jié)流孔板、限流孔板等流量產(chǎn)品，更多有關(guān)電磁流量計(jì)、孔板流量計(jì)、渦街流量計(jì)的信息請(qǐng)?jiān)L問(wèn)開(kāi)封中儀網(wǎng)站：