基于C8051的流量儀設(shè)計(jì)與應(yīng)用

由此可見，液晶的串行接口方式大大簡化了液晶顯示與單片機(jī)間的接口設(shè)計(jì)。

2.3 A/D和D/A轉(zhuǎn)換電路

D07-19B型質(zhì)量流量控制器的“流量監(jiān)測”端接單片機(jī)的A/D輸入端，“設(shè)定”端與單片機(jī)的D/A輸出端，兩個(gè)端的信號(hào)都是0-5V的直流電壓信號(hào)。

C8051F410單片機(jī)的內(nèi)部ADC能轉(zhuǎn)換的電壓范圍是0~2.2V,因此必須對“流量監(jiān)測”信號(hào)進(jìn)行處理，符合單片機(jī)的AD轉(zhuǎn)換要求，否則將不能正確地轉(zhuǎn)換。所以對“流量監(jiān)測”端的0~5V電壓信號(hào)進(jìn)行分壓轉(zhuǎn)換到0-2.2V范圍內(nèi)，才能使單片機(jī)對外部輸入電壓進(jìn)行正確的處理。

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圖4 D/A和A/D轉(zhuǎn)換外圍電路

Fig.4 D/A and A/D conversion circuit

C8051F410單片機(jī)的內(nèi)部有兩個(gè)12位的電流型DA轉(zhuǎn)換器，最大輸出電流可以有四種不同的設(shè)置：0.25mA、0.5mA、1mA、2mA.若要控制“設(shè)定”,需要將DAC輸出串聯(lián)一個(gè)電阻至GND,若將DAC的最大輸出電流設(shè)置為2mA,選用2.5K串聯(lián)電阻，則最大輸出電壓為5V.

為了保證A/D和D/A的轉(zhuǎn)換精度，整個(gè)系統(tǒng)的電路中所使用的運(yùn)算放大器采用高精度運(yùn)算放大器OPA2277構(gòu)成電壓跟隨器，使得系統(tǒng)的穩(wěn)定性有效地提高。如圖4所示為D/A和A/D轉(zhuǎn)換電路。

3 軟件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

C8051F410可以與8051兼容的微控制器內(nèi)核，所以單片機(jī)軟件采用C51編寫，使用Keil C uVision 4集成開發(fā)環(huán)境。本系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)采用模塊化、結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)方法，整個(gè)程序主要由程序初始化、鍵盤掃描、參數(shù)設(shè)定子程序、時(shí)間定時(shí)子程序、AD采樣處理和DA輸出子程序和顯示子程序等部分組成。如圖5所示為系統(tǒng)主程序流程圖。

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圖5 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)圖

Fig.5 Schematic diagram of the software testsystem

4 結(jié)語

該氣體流量儀基于C8051F410單片機(jī)，能實(shí)現(xiàn)對質(zhì)量流量控制器的智能精準(zhǔn)檢測。

其系統(tǒng)設(shè)計(jì)充分利用C8051F410單片機(jī)具有的片內(nèi)豐富資源，通過單片機(jī)片內(nèi)A/D和D/A實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集控制，提高了采集數(shù)據(jù)的可靠性和準(zhǔn)確度。該氣體流量儀電路設(shè)計(jì)簡單，穩(wěn)定性好，性價(jià)比高，具有很大的市場推廣價(jià)值。