PIC單片機抗幹擾措施對渦街流量計的影響

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渦街流量計是(shi)利(li)用(yong)流(liu)體(ti)力(li)學(xue)中(zhong)著(zhu)名(ming)的(de)卡(ka)門(men)渦(wo)街(jie)原(yuan)理(li)，即(ji)在(zai)流(liu)動(dong)的(de)流(liu)體(ti)中(zhong)插(cha)入(ru)一(yi)個(ge)非(fei)流(liu)線(xian)型(xing)斷(duan)麵(mian)的(de)柱(zhu)體(ti)
，流(liu)體(ti)在(zai)一(yi)定(ding)的(de)雷(lei)諾(nuo)數(shu)範(fan)圍(wei)內(nei)會(hui)在(zai)柱(zhu)體(ti)下(xia)遊(you)產(chan)生(sheng)旋(xuan)渦(wo)。旋(xuan)渦(wo)脫(tuo)離(li)旋(xuan)渦(wo)發(fa)生(sheng)體(ti)的(de)頻(pin)率(lv)

，即(ji)單(dan)位(wei)時(shi)間(jian)內(nei)由(you)柱(zhu)體(ti)一(yi)側(ce)分(fen)離(li)的(de)旋(xuan)渦(wo)數(shu)目(mu)與(yu)流(liu)體(ti)速(su)度(du)成(cheng)正(zheng)比(bi)
，從(cong)而(er)測(ce)得(de)流(liu)過(guo)管(guan)道(dao)的(de)流(liu)體(ti)的(de)流(liu)量(liang)。借(jie)助(zhu)渦(wo)街(jie)傳(chuan)感(gan)器(qi)得(de)到(dao)與(yu)流(liu)體(ti)流(liu)量(liang)相(xiang)對(dui)應(ying)的(de)脈(mai)衝(chong)信(xin)號(hao)，通(tong)過(guo)放(fang)大(da)
、整形送PIC-單片機
，得到信號的頻率值，再在溫度
、壓力傳感器提供的輔助信息的幫助下，通過補償修正等措施，得到*終的流量值，由顯示裝置顯示測量結果，從而實現流量計的智能化。                                         

    二、係統組成

    智能儀器已不再是簡單的硬件實體，而是硬件、軟件相結合，軟件在智能儀器中起著重要作用。所以該設計係統，包括硬件和軟件係統。

    1. 硬件係統

    如智能渦街流量計的係統框圖圖1所示
，係統硬件由以下幾部分組成：渦街傳感器
、壓力傳感器、溫度傳感器
、主控製器（如虛線框所示）、液晶顯示器、日曆時鍾、串口通信。

    渦街傳感器采集流量信號，壓力、溫度傳感器采集流體溫度、壓力信號對流量信號加以實時補償和修正。

    主控製器包括流量計智能化的核心部件PIC單片機
、信號放大整形處理電路

、電源
、功能設定按鈕。PIC單片機接收經處理後的信號，通過軟件將流體的流量計算出來
，並送往液晶顯示器顯示：同時負責完成自檢和控製其餘部件協調工作。

    日曆時鍾對流量數據按日期進行不斷的儲存，便於用戶了解自己的用量和監控使用情況。串口通信可實現PIC單片機下位機與上位機（PC機）之間的數據通信。上位機和下位機之間通過串行數據總線（如CAN總線、RS485總線等）連接。

    2. 軟件係統

    基於PIC單片機指令集設計編寫的控製軟件是實現PIC單片機各種所需功能和流量計智能化的重要內容。

    儀表安裝使用時，係統上電複位，PIC單片機首先對端口及寄存器進行初始化，然後初始化液晶顯示器和日曆時鍾。初始化完成以後

，係統開始讀取上一次儲存在單片機的E2ROM中的累計流量
，並送液晶顯示器顯示。然後依次讀取溫度、壓力的上下限設定值、儀表常數
、幹度值
、wendushedingzhiheyalishedingzhi，yibianxiayibudanpianjiduiliuliangxinhaodechuli。zaiyishangdegongzuozhunbeiwanchenghou
，danpianjijinrenliuliangjiancehechulijieduan
，zhuyaoshiduiwojie、溫度和壓力傳感器的電信號的檢測和處理，以便得到流量數據。軟件控製流程圖如圖2所示。

    三、係統抗幹擾措施

    係統幹擾是影響渦街流量計測量準確度的主要因素，必須有各種抗幹擾措施才能保證流量計達到預期的設計要求。

    1. 外界震動產生的幹擾及其解決措施

    由(you)於(yu)流(liu)量(liang)計(ji)工(gong)作(zuo)在(zai)廠(chang)礦(kuang)或(huo)居(ju)民(min)區(qu)，各(ge)種(zhong)交(jiao)通(tong)工(gong)具(ju)的(de)運(yun)行(xing)或(huo)對(dui)管(guan)道(dao)的(de)敲(qiao)擊(ji)都(dou)會(hui)對(dui)頻(pin)率(lv)的(de)測(ce)量(liang)產(chan)生(sheng)強(qiang)烈(lie)的(de)幹(gan)擾(rao)，這(zhe)時(shi)會(hui)產(chan)生(sheng)尖(jian)峰(feng)信(xin)號(hao)。為(wei)了(le)消(xiao)除(chu)這(zhe)種(zhong)尖(jian)峰(feng)信(xin)號(hao)對(dui)流(liu)量(liang)測(ce)量(liang)的(de)影(ying)響(xiang)，硬(ying)件(jian)電(dian)路(lu)上(shang)采(cai)用(yong)帶(dai)通(tong)濾(lv)波(bo)電(dian)路(lu)，濾(lv)掉(diao)高(gao)頻(pin)幹(gan)擾(rao)，軟(ruan)件(jian)上(shang)通(tong)過(guo)數(shu)字(zi)濾(lv)波(bo)將(jiang)這(zhe)樣(yang)的(de)高(gao)頻(pin)尖(jian)峰(feng)信(xin)號(hao)除(chu)去(qu)。

    2. 供電電源幹擾及其解決措施

    由於係統采用鋰電池供電

，其電源電壓的幅值的變化會給渦街流量計帶來幹擾噪聲。采用DC-DC變換電荷泵
，即使鋰電池的電壓在一定範圍內發生變化，電荷泵的輸出電壓，即單片機和放大器的供電電壓也不會發生變化。

    3. PIC單片機抗幹擾措施

    對解決係統的可靠性問題和提高單片機抗幹擾性能，一般采取兩種措施：一是防患於未然，即采取各種可靠性複位措施，在單片機係統出現程序失控或者死機之前
，設法如何避免故障和差錯的發生。二是“亡羊補牢”

，監視定時器WDT和軟件陷阱
，即單片機係統一旦發生程序失控或死機，設法如何盡快把係統回複到正常工作狀態，避免造成更大的損失。 

    該係統采用微功耗設計（包括選用微功耗的PIC單片機和電路設計方麵采用微功耗器件）。采用多功能的日曆時鍾

，可以根據用戶的需要，為用戶提供近60天內任何一天的流量數據，隻需配備一台PC機和一台打印機即可將數據輸出
，以供查詢備案。係統采用PIC單片機內置的EEPROM和FLASH程(cheng)序(xu)存(cun)儲(chu)器(qi)，單(dan)片(pian)機(ji)強(qiang)大(da)的(de)防(fang)偽(wei)功(gong)能(neng)
，使(shi)得(de)別(bie)人(ren)難(nan)以(yi)改(gai)變(bian)係(xi)統(tong)數(shu)據(ju)

，從(cong)而(er)確(que)保(bao)了(le)渦(wo)街(jie)流(liu)量(liang)計(ji)係(xi)統(tong)的(de)安(an)全(quan)運(yun)行(xing)，保(bao)障(zhang)了(le)商(shang)家(jia)和(he)用(yong)戶(hu)的(de)使(shi)用(yong)。

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