基于MSP430F149的电磁流量计设计

论文摘要

电磁流量计是基于法拉第电磁感应定律的速度式流量计,在众多流量测量仪表中,以其独有的特点,广泛应用于工业上各种特定导电液体的测量。本文对国内外电磁流量计发展现状和趋势进行了简单介绍,在阐述电磁流量计测量原理的基础上,设计了一种基于MSP430F149单片机的低频矩形波励磁电磁流量计,文中给出了设计的总体框图,部分硬件电路和控制软件流程图。在硬件系统中,主要介绍了励磁电路、信号处理电路、人机接口、信号输入输出电路及空管检测电路等几个部分。系统采用精密仪用放大器INA114和高精度16位模数转换器ADS8320对流量信号进行采集处理,提高了仪表检测精度；采用128×64液晶显示模块JRM-12864R5进行数据显示；输入输出电路采用光电隔离技术,提高了系统的可靠性及抗干扰能力；选用RS-485标准总线来实现仪表通信,增强了系统开放性和通讯功能,同时仪表还具有标准模拟电流4～20mA、频率／脉冲信号和上下限报警信号的输出等。在软件设计中采用MSP430汇编语言,实行模块化设计,文中给出了软件系统设计总流程图和部分子程序流程图。最后,针对系统工作可能受到的各种干扰,在充分考虑PCB抗干扰技术的基础上进行PCB设计,并采用软硬件相结合的措施提高了设备抗干扰性。本文设计的电磁流量计已经投入生产,经实际应用表明,该仪表具有高精度、低功耗和可靠性强等特点,满足设计要求。本项目的开展,对电磁流量计的开发工作有着一定的参考价值。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 流量计量与流量计
• 1.2 流量计分类
• 1.3 电磁流量计
• 1.3.1 电磁流量计简述
• 1.3.2 电磁流量计特点与结构
• 1.3.3 电磁流量计工作原理
• 1.4 电磁流量计现状与技术发展趋势
• 1.5 本课题研究的意义和主要内容
• 1.6 项目来源
• 第二章 励磁设计
• 2.1 电磁流量计励磁技术
• 2.2 励磁设计
• 第三章 硬件电路设计
• 3.1 系统总体设计原理
• 3.2 电源系统
• 3.3 信号处理电路
• 3.3.1 信号放大单元
• 3.3.2 滤波电路
• 3.3.3 A/D转换电路
• 3.4 单片机系统
• 3.4.1 单片机MSP430F149简介
• 3.4.2 时钟模块
• 3.4.3 人机接口电路
• 3.4.4 4～20 mA电流输出
• 3.4.5 通讯部分
• 3.5 空管检测部分
• 第四章 软件设计
• 4.1 系统开发环境
• 4.1.1 MSP430调试集成环境
• 4.1.2 JTAG仿真器
• 4.2 软件总体设计
• 4.3 定时器中断程序
• 4.4 按键服务程序
• 4.5 测量程序
• 第五章 抗干扰设计
• 5.1 印制电路板设计
• 5.1.1 PCB布局
• 5.1.2 PCB布线
• 5.2 硬件抗干扰设计
• 5.3 软件抗干扰设计
• 第六章 总结和展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录1 开关电源电路图
• 附录2 系统主控板PCB图
• 附录3 电磁流量计出厂调试图
• 攻读硕士学位期间发表的论文
• 详细摘要