非滿管電磁流量計的軟件設(shè)計
非滿管電磁流量計的軟件設(shè)計
對于儀表來說，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，兩者共同匹配實現(xiàn)儀表的各個功能。本章介紹了非滿管電磁流量計的軟件開發(fā)平臺以及軟件設(shè)計的流程。
4．1 C430的開發(fā)環(huán)境
MSP430系列單片機(jī)的C語言開發(fā)調(diào)試環(huán)境142，叫使用的是IAR公司的Embedded Workbench，該編譯環(huán)境是一個適應(yīng)各種不同CPU的目標(biāo)系統(tǒng)開發(fā)的集成環(huán)境。IAR的C430編譯器提供了C語言的標(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)中運行?？梢允褂肳orkbench開發(fā)C程序、編譯并使用C—SPY調(diào)試器運行該程序。
4．2非滿管智能電磁流量計的軟件框架
為了實現(xiàn)非滿管流體流量的測量，在搭好的硬件平臺基礎(chǔ)之上，還要進(jìn)行軟件平臺的搭建。系統(tǒng)所要實現(xiàn)的主要功能在上文中已有所概括：
(1)MSP430中的A／D模塊對差壓傳感器信號的采集，并且計算出液位值日， 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關(guān)的輸入(多路模擬開關(guān)的輸入即是所選擇的那對測量電極)；
(3)選通后的某對測量電極的輸出信號與勵磁信號的乘積后，該信號經(jīng)過濾波和信號的電平提升后，MSP430的A／D模塊采集這一信號進(jìn)行軟件濾波處理， 計算流體的流速，并結(jié)合流速和液位值，計算此時非滿管流體的流量Q；
(4)鍵盤輸入的中斷程序和LCD顯示程序。系統(tǒng)軟件的程序包括主程序、鍵盤菜單處理、定時器中斷、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)定求壓力信號的平均饉，計算液位傻H，掖撬H皂動模擬開關(guān)的輸入7采集電極信號＼＼ 600令氯／否＼／I是童求電極信號的平l 均值，計算流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x， 使該值與各采樣值鶿(胎l～N)之問誤差的平方和為最小，?。?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)行測量的時候，測量值包括了有用信號及i)和干擾信號R(i)，那么進(jìn)行N次測量之后，有用信號的成分之和是： N Σr(O=N串T (4·3) 干擾信號的強(qiáng)度是使用均方根用來衡量的。當(dāng)干擾信號是隨機(jī)信號時，進(jìn)行了N次測量的干擾信號的強(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和干擾信號的平均幅度。經(jīng)過了N次測量之后，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g．g-數(shù)平均值之前的信噪比。由此可見，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)入定時器B的中斷服務(wù)程序A／D采樣的壓力值存儲到相應(yīng)的存儲器中求壓力平均值， 算術(shù)平均值濾波， 計算液位值Ⅳ 跳出中斷進(jìn)入定時器A的中斷服務(wù)程序A，D采樣，將采樣值存儲到相應(yīng)的存儲器中≮≮秒? 算術(shù)平均值濾波， 求流速跳出中斷圖4．2定時器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中存在的隨機(jī)干擾，且該信號是具有一個平均值，干擾信號在該平均值附近作上下波動，綜合上述考慮，且進(jìn)入單片機(jī)的信號本身已經(jīng)經(jīng)過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器中斷流程圖之外，還有鍵盤輸入和LCD顯示等， 鍵盤輸入程序是使用I／O口的P2端1：3的中斷功能，當(dāng)有按鍵按下的時候，會引一否鹼壓個／ 赫話采器＼ 否感＼ 是傳＼起中斷事件的發(fā)生，從而實現(xiàn)外部事件的中斷處理。
4．3本章小結(jié)
本章在非滿管開封電磁流量計硬件電路的基礎(chǔ)之上，架構(gòu)了與硬件相匹配的軟件，介紹了該軟件設(shè)計的平臺、軟件設(shè)計流程圖和軟件中采用的信號處理方法。--擴(kuò)展閱讀：開封中儀流量儀表有限公司專業(yè)生產(chǎn)電磁流量計、孔板流量計、渦街流量計、文丘里流量計、v錐流量計、v型錐流量計、噴嘴流量計、插入式電磁流量計、智能電磁流量計、分體式電磁流量計、一體式電磁流量計、標(biāo)準(zhǔn)孔板流量計、標(biāo)準(zhǔn)孔板、一體化孔板流量計、標(biāo)準(zhǔn)噴嘴流量計、長徑噴嘴流量計、標(biāo)準(zhǔn)噴嘴、長徑噴嘴、插入式渦街流量計、智能渦街流量計、錐型流量計、v錐型流量計、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、孔板流量計、渦街流量計的信息請訪問開封中儀網(wǎng)站：
