基于ARM和μC/OS-Ⅱ的新型流量计

摘要

蒸汽是工业上重要的二次能源之一。蒸汽的准确计量对于节约能源和提高企业经济效益有着非常重要的意义。然而，由于蒸汽是一种特殊的载体，它不同于一般的气体，因此给蒸汽的计量工作带来了一定的难度。　　密度的温度、压力补偿技术是流量检测技术中的重要研究课题之一，在流量计中如何使用简单的方法克服密度的影响一直是人们关心的问题。本文对传统蒸汽密度补偿进行了分析，发现在被测介质参数变化范围很大时，要达到正确补偿较为困难，因此还需进一步研究实际生产中具体媒质适用的密度数学模型。本文提出使用IFC1967公式作为密度补偿的数学模型，通过原理分析和具体应用，获得了满意的结果，具有良好的经济效益。　　过去，在蒸汽流量测量中，大量使用的是8位单片机。近年来，由于嵌入式系统所具有的突出特点，已经广泛地应用于工业控制领域。在高端嵌入式应用中，32位微处理器的应用将成为主流。以ARM为内核微处理器就是其中一种被广泛应用的高性能、低功耗的RISC(精简指令集计算机)芯片。　　以ARM7为内核的微处理器拥有如下特点：较大的存储空间(RAM，ROM)，超低功耗，3级流水线操作和精简指令集，加快了指令执行速度，其价格成本与高性能的8位处理器相近或者更便宜，特别适合应用于嵌入式测控仪表；μC/OS-Ⅱ嵌入式实时操作系统结构简洁，占用空间少，执行效率高，实时性能优良，本文研究完成μC/OS-Ⅱ实时操作系统在ARM7微处理器的应用系统中的移植。　　为满足流量计系统发展需要，增强系统开放性、可靠性和通讯功能，本文将CAN总线技术应用到流量计中。针对CAN总线的特点研究了其协议的分层结构、技术规范等内容，对CAN通讯接口电路和具体实现进行了详细分析和设计。

目录

文摘

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第一章 绪论

1.1课题的意义及来源

1.2国内外蒸汽测量的研究现状

1.3课题任务

第二章新型流量计理论基础

2.1蒸汽流量测量

2.1.1蒸汽流量测量重要参数的补偿

2.1.2蒸汽流量测量中直接使用传统算法遇到的问题

2.2实时嵌入式操作系统MC/OS-Ⅱ

2.2.1 μC/OS-Ⅱ的功能

2.2.2任务与任务状态

2.2.3任务的创建

2.2.4任务就绪表

2.2.5任务的切换

2.2.6任务间的通信

2.3 CAN总线技术基础

2.3.1 CAN性能特点

2.3.2 CAN技术规范

2.3.3 CAN节点的分层结构

2.3.4 DeviceNet设备网

第三章系统开发关键技术和方案设计

3.1设计任务与原则

3.1.1系统功能要求

3.1.2系统设计的原则

3.2系统关键技术

3.2.1 IFC1967公式

3.2.2 μC/OS-Ⅱ在LPC2119上的移植

3.3系统结构设计

3.3.1下位机的系统

3.3.2上位机的系统

3.4本章小结

第四章系统硬件和软件设计

4.1系统硬件电路设计

4.1.1 LPC2119芯片简介

4.1.2实时时钟设计

4.1.3 A/D转换器TLC2543

4.1.4按键设计

4.1.5 4～20mA电流环输出设计

4.1.6 CAN总线通讯硬件电路设计

4.1.7系统抗干扰设计

4.1.8流量计系统

4.2系统软件设计

4.2.1主程序

4.2.2实时时钟子程序

4.2.3键盘中断程序

4.2.4 CAN总线通讯程序

4.2.5通讯的应用层程序

4.3试验测试

结束语

参考文献

攻读学位期间发表的与学位论文内容相关的的论文

致 谢